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    大功率直流高压电源设计电路研讨

    大功率直流高压电源研讨

    高压电源设计

    电子束焊机用大功率直流高压电源

    采用逆变式高压电源,有利于整个设备的小型化,特别适用于便携式电子束焊机,进步了设备的运用效率,较容易完成对高压的自动化联锁维护,使得设备操作愈加简单。

    大功率电子束焊机用高压电源采用逆变电源还需求进一步地研讨。关于大功率焊机电源(30kW以上),体积和能耗处于相对非突出位置,另一方面大功率电源的 高压放电时的维护技术、高频变压器的制造技术、逆变控制技术等有待于进一步地研讨和研发。

    高压焊机用高压电源(150kV)采用逆变高压电源,在高压联锁维护方面益处明显,对电子束斑质量的改善、焊接工艺的进步方面特别如此。展开高压焊机用高压电源的研讨是我国电子束焊机制造业的新课题,本电源的经历和设计数据对高压焊机用高压电源的研讨具有参考意义。

    高压整流电路

    高压整流电路由高频高压硅堆、高压滤波电容器、维护电阻及取样电路组成。由于经高压变压器升压后的电压具有较高的频率,所以选用高频高压快速整流硅堆以满 足高频高压整流的需求。滤波电容器选用高压聚苯乙烯电容器,这种电容用具有较小的tgδ及高频性能,对电源的输出特性影响小。为有效地限制短路电流及电源 内部过电压的限流电阻和维护电阻,均采用具有热性能稳定、自感小、通流容量大,具有较强的耐受过电压、电流冲击才能的实体电阻。取样电路中的高压取样信号 由精细电阻分压器取得,分压器由精细线绕无感电阻制成,顶部加装屏蔽电极,确保取样电压的稳定。电子束流取样亦经过精细无感线绕电阻制成,两种取样电阻均 放在电磁屏蔽盒里,避免干扰信号进入控制电路。

    维护电路

    高压电源在工作时,电源的内部会产生过电压或过电流致使损坏电源或IGBT,因而必需设置维护电路来确保电源的平安。电源设置了过压维护、梯度上升及降落 电路和过流维护电路。过流维护采用了三级维护:第一级是EXB840电路自身的过流维护检测功用,即在IGBT过流时,IGBT驱动模块的脚6会检测到过 流信号而直接封锁输出脉冲,关断IGBT,同时EXB840的脚4经过外接电路输出信号给PLC,PLC经过程式运算后,一方面发出过流信号指示,另一方 面给晶闸管移相控制电路提供封锁脉冲信号,关断晶闸管主电路。第二级维护是应用TL494的内部放大器的脚15、16外接电流隔离传感器,当检测到的电流 信号超越设定值时,TL494封锁输出脉冲,从而完成对IGBT的关断。第三级维护是高压侧电子束流过流维护,当呈现过电流时,束流取样信号反应到控制电 路,控制电路发出过流信号给PLC,PLC分别发出关断主电路和过流显现信号,从而完成过流维护。电源还设置了过压维护电路,能有效地对电源的过电压停止 维护,在高压电源的内部还加装了限流电阻及维护电阻,能有效地限制过电流和过电压。为了克制开机时市电对电源的冲击,经过PLC内部程式设置了软启动斜坡 函数,经D/A模块运算后作为PI调理器的给定,完成电源的软启动。

    结语

    随着近代电子技术及电力电子技术的快速开展,一些先进的元器件如晶闸管被胜利地应 用到高压电源的设计和制造范畴。由于电源采用闭环控制,完成了高压的自动控制和调理,这使电源的稳定性、纹波电压及牢靠性等技术指标都得到了显著的进步, 而高压电源性能的进步也改善了电子束焊机的焊接质量,促进了电子束焊机的开展。

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