专利名称：电子束轰击炉电子束发生系统电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子束电热设备，具体为电子束轰击炉电子束发生系统 电源装置。(二) 背景技术电子束轰击炉是利用高速电子轰击炉料时所产生的热能来进行熔炼和加 热的一种电热设备，是一种综合了真空物理、材料科学、电子技术、电子光 学、高电压技术、计算机和控制技术等多种技术的高科技产品，与其它真空 熔炼炉相比，功率密度高，可用于贵重、稀有、难熔金属的熔炼和精练，炉 内真空度高，容易制备各种高纯材料或特殊合金以及用于熔炼优质特殊钢和 钛废屑回收等，此外还具有无耐火材料对炉料污染的优点。电子束轰击炉的发展方向是大功率、多枪，这类设备的单台功率已达2400kW。电子束轰击炉的关键技术是电子束发生器(电子枪)及其电源。电子束轰击炉多采用间热式阴极轴向电子枪，其中电子束发生系统由灯丝、阴极、聚束极、阳极等组成，与之相对应的电源装置包括灯丝电源、轰击电源和电子束加速电源，它们工作在负高压端。目前电子束轰击炉中电子束发生系统电源控制方法及电源装置的特点为1) 电子束加速电源为闭环稳压系统，即利用晶闸管移相交流调压自动控 制主变压器的输入电压，使加速电源输出电压保持稳定；2) 电子束流的控制亦设计成闭环系统，即通过自动调节的灯丝加热电流 来改变阴极加热功率从而控制阴极发射电子束的能力，最终实现电子 束稳流控制；3) 电子束功率的稳定靠上述加速电压和电子束流两套独立闭环系统来 实现。电子束轰击炉主功率电源——加速电源采用晶闸管移相交流调压闭环控 制方式不可避免地存在如下严重缺陷，对于大功率电子束轰击炉尤为明显。 1)交流侧输入电流谐波幅值大，对电网造成严重污染，形成电力"公害";2) 移相调压增加电流滞后相角，功率因数变低；3) 为了保证调节量要求，主变压器容量设计的裕量较大，利用率偏低， 主变压器的损耗较大，运行效率不高；4) 主变压器输入电压波形为非正弦波，高次谐波电压、电流使得铁耗增 大，运行效率进一步降低；5) 主变压器非正弦波电压供电使得整流输出电压纹波较大，增加了滤波 的难度，最终输出加速电压仍含有较高的纹波系数；6) 输出电压纹波较大不利于电子束聚焦，降低电子束在电子枪中的流通 率，造成电子枪运行温度过高，运行效率下降。综上所述，为了消除电子束轰击炉运行时对电网构成的"公害"及提高 其运行效率，必须摒弃其电子束发生系统加速电源采用晶闸管移相交流调压 控制方式，寻找新的控制方法并设计新的电子束发生系统电源装置。(三)实用新型内容本实用新型的目的是设计一种电子束轰击炉电子束发生系统电源装置， 电子束轰击炉主电源——电子束加速电源直接由市电供电，开环控制的加速 电源输出加速电压的幅值随供电电压及负载变化而波动，实用新型加速电压 取样信号和电子束流取样信号作为轰击电源和灯丝电源的控制信号，各电源 间协调工作，使电子束功率不受加速电压变化影响，为电子束轰击炉提供便 于调节而且稳定的电子束功率。本实用新型电子束轰击炉电子束发生系统电源装置对电子束加速电源开 环控制，加速电压取样信号和电子束流取样信号作为轰击电源、灯丝电源和 电子束功率的控制信号，加速电源、轰击电源和灯丝电源三电源协调工作， 使电子束流功率不受加速电压波动的影响，为电子束轰击炉提供便于调节而 且稳定的电子束功率。实用新型本实用新型设计的电子束轰击炉电子束发生系统电源装置包括 电子束加速电源、轰击电源和灯丝电源；加速电源连接于电子枪阴极、聚束 极和阳极之间，其产生的高压电场使阴极发射出的电子束加速，加速电源提 供的电能转化成电子束的动能，此电子束打到靶(熔池)时其动能转化为熔 炼所需要的热能；轰击电源连接于灯丝的一端和阴极、聚束极之间，其产生 的电场使灯丝发射出的电子束加速，轰击电源提供的电能转化成电子束的动 能，此电子束打到阴极时电子束动能转化为热能使阴极加热而发射出更多的电子束；灯丝电源连接于灯丝两端，其使灯丝发热发射电子束。电子束加速电源包括升压主变压器、高压整流器、高压滤波电容、加速 电压分压电路、电子束流取样电阻。正常工作时三相市电与升压主变压器的 一次侧绕组直通，主变压器的二次侧有两组高压绕组，分别为星形和三角形 接法，两组三相高压绕组输出线电压相等；两组三相高压交流电分别接高压整流器，两组高压整流器输出串联后再接高压滤波电容，其输出的负极接至 电子枪的阴极和聚束极，正极与大地和阳极相接。输出端接加速电压分压电 路输出正比于加速电压的取样信号，加速电源输出回路低压端串入电子束流 取样电阻，此电阻两端输出正比于电子束流大小的取样信号，这两个信号作 为加速电压和电子束流的显示信号及其它电源的控制信号。加速电源还接有晶闸管装置、晶闸管触发电路、输入电流检测变换电路、 软起动控制电路及故障检测保护控制电路。三相市电经过晶闸管装置与升压 主变压器的一次侧绕组连接。加速电源软起动控制电路和故障检测保护控制 电路与晶闸管触发电路相接。升压主变压器输入端配置输入电流检测变换电 路，其将三相输入交流电流按比例转换为直流电压信号，此信号接入加速电 源故障检测保护控制电路。加速电压取样信号和电子束流取样信号也接入故 障检测保护控制电路。加速电源软起动控制电路在起停过程控制晶闸管移相触发角使之工作于 移相调压状态，控制升压主变压器输入电压平缓变化，实现加速电压平缓升降，避免电子束轰击炉产生硬射线；熔炼过程控制晶闸管装置工作于全通状 态，三相市电与主变压器一次侧绕组直通。故障检测保护控制电路检测交流 输入电流信号、加速电压取样信号和电子束流取样信号，当任一信号超过设 定的域值时，故障检测保护控制电路封锁晶闸管装置的触发脉冲，晶闸管装 置工作于截止状态，迅速切断供电电源，防止故障进一步扩大；另外故障检 测保护控制电路通过检测加速电压取样信号负突跳信号来判断加速电源产生 放电故障，并执行保护操作切断供电电源，经短时延时后故障检测保护控制 电路自动重起加速电源。轰击电源包括输入轰击整流滤波装置、轰击直流脉宽调制(PWM)装置、轰 击逆变器输入端滤波电路、轰击逆变器、轰击变压器、轰击输出整流滤波电 路、轰击电压整定电位器和轰击电源调节器。交流电源接轰击输入整流滤波 装置，交流电转换成平直的直流电，轰击输入整流滤波装置的输出接入轰击 PWM装置；轰击PWM装置输出端可调的直流电经轰击逆变器输入端滤波电路后接入轰击逆变器，轰击逆变器把直流电逆变成交流电；轰击逆变器的输出 接入轰击变压器的一次侧绕组，轰击变压器实现能量的传递、电压值的变换 和高压绝缘功能；轰击变压器二次侧绕组交流电接轰击输出整流滤波电路后 输出平直的直流电，其正极与电子枪中的阴极和聚束极相接，负极与电子枪 中的灯丝的一端相接；轰击逆变器输入端接轰击分压电路，轰击分压电路输 出比例于轰击逆变器输入电压的取样信号作为轰击电源电压负反馈信号接入 轰击电源调节器，轰击逆变器输入回路中串入轰击输入电流取样电阻，此电 阻两端输出正比于轰击逆变器输入电流大小的电压信号作为轰击电流正补偿 信号接入轰击电源调节器；轰击电压整定电位器接入轰击电源调节器，送入 轰击电压设定值信号。轰击电源调节器的输出端接入轰击PWM装置的控制端。 轰击电源调节器为比例-积分(PI)调节器。正常工作时轰击电源调节器按电压 负反馈信号和电流正补偿信号，控制轰击电源输出电压值稳定于由轰击电压 整定电位器输出信号确定的希望值。轰击电源还接有轰击电流截止负反馈电路，该电路也接入轰击电源调节 器。轰击输入电流取样电阻输出的另一路接入轰击电流截止负反馈电路，当 轰击电源发生故障时，轰击输入电流取样信号超过某一域值，轰击电流截止 负反馈电路向轰击电源调节器送出强烈的电流负反馈，在其作用下故障电流 被限制在安全范围内，故障消除后，轰击电源调节器自动恢复正常工作状态。 轰击电源工作电流由灯丝发射的电子束控制，即阴极接收的轰击功率由灯丝 加热电流控制。灯丝电源及电子束功率控制回路包括灯丝输入整流滤波装置、灯丝直流 脉宽调制(PWM)装置、灯丝逆变器输入端滤波电路、灯丝逆变器、灯丝变压器、 电子束功率整定电位器、乘法器、电子束功率调节器和灯丝电源调节器。灯 丝输入整流滤波装置输入端接交流电，其输出端接入灯丝P簡装置；灯丝PWM 装置输出端经灯丝逆变器输入端滤波电路后接入灯丝逆变器；灯丝逆变器的 输出端接入灯丝变压器的一次侧绕组，灯丝变压器实现能量的传递、电流值 的变换和高压绝缘功能；电子枪灯丝采用交流供电，灯丝变压器二次侧绕组 两端分别与电子枪中的灯丝两端相接。电子束功率调节器的输出端接灯丝电 源调节器，灯丝电源调节器输出端接灯丝PWM装置的控制端。电子束功率整 定电位器接入电子束功率调节器，加速电压取样信号和电子束流取样信号同 时接入乘法器，乘法器输出端也接入电子束功率调节器。灯丝逆变器输入回路中还串入灯丝输入电流取样电阻，其两端输出大小正比于灯丝逆变器输入电流的电压信号接入灯丝电源调节器作为反馈信号。灯丝电源调节器中灯丝电流希望值给定信号来自电子束功率调节器的输 出信号，灯丝电流受电子束功率控制。灯丝电源调节器、电子束功率调节器 均为比例一积分(PI)调节器。加速电压取样信号和电子束流取样信号同时输入乘法器，其输出信号作 为电子束功率负反馈信号，此信号与电子束功率整定电位器输出信号比较， 偏差信号经电子束功率调节器运算放大输出作为灯丝电源调节器的给定信 号，从而控制灯丝电流。当加速电压发生变化时，电子束功率稳定调节过程 如下假设加速电压下降，并导致电子束流下降，电子束功率下降更严重， 其反馈值按电子束功率比例下降，与电子束功率整定电位器输出信号比较后 的功率偏差信号正向增大，电子束功率调节器输出上升，使灯丝电源调节器 输出上升，于是灯丝电流加大，灯丝发射电子能力增强，轰击功率增大，阴 极温度上升，阴极发射电子能力增强即电子束流上升，电子束功率回升到希 望值附近；反之亦然。本实用新型的电子束轰击炉电子束发生系统电源装置的优点为1) 在电子束加速电源中摒弃了晶闸管移相交流调压控制方式，低压侧由 三相市电直接供电，高压侧采用六相十二脉波全波整流方式，输入电 流中谐波分量大为降低，对公共电网影响甚小；采用开环控制，主变 压器的裕量可减小，提高利用率，减少制造成本；输入电流谐波小， 同时提高了功率因数及降低了主变压器的运行损耗，符合绿色电源和 节能的发展趋势。2) 电子束加速电源采用六相十二脉波全波整流，直流高压的纹波系数小 于1%，不需滤波电路已经满足了电子束轰击炉对加速电压纹波的要 求，器件价格昂贵、体积庞大的高压滤波电路可大为简化，减少制造 成本；纹波系数小可提高电子束流通率，电子束通过电子枪时损耗小。3) 用加速电压和电子束流取样信号控制灯丝电源，灯丝电流和轰击电源 联合控制调节电子束流，对电子束功率进行直接调节与稳定控制，较 之分别控制加速电压和电子束流来间接控制电子束功率，熔炼工艺参 数的设定更为直观，工艺参数的调整更为方便。4) 电源装置保护措施完善，运行可靠，且制造成本有所降低。
图1为本电子束轰击炉电子束发生系统电源装置实施例结构示意图，图中标号为l一灯丝，2 —阴极，3—聚束极，4一电子束，5 —阳极，6 —灯丝 电源，7—轰击电源，8 —电子束加速电源。图2为图1中电子束加速电源8结构示意图，图中标号为Jl一晶闸管 装置，J2—输入电流检测变换电路，J3 —升压主变压器，J4一高压整流器， J5—高压滤波电容，J6—加速电压分压电路，J7-电子束流取样电阻，J8— 故障检测保护控制电路，J9一软起动控制电路，J10 —晶闸管触发电路。图3为图1中阴极轰击电源7结构示意图，图中标号为Hl—轰击输入 整流滤波装置，H2—轰击直流脉宽调制(PWM)装置，H3—轰击输入电流取样电 阻，H4—轰击输入电压分压电路，H5—轰击逆变器输入端滤波电路，H6—轰 击逆变器，H7—轰击变压器，H8—轰击输出整流滤波电路，H9—轰击电压整 定电位器，H10—轰击电流截止负反馈电路，Hll—轰击电源调节器。图4为图1中灯丝电源6及电子束功率控制回路结构示意图，图中标号 为D1—灯丝输入整流滤波装置，D2—灯丝直流脉宽调制(PWM)装置，D3—灯 丝输入电流取样电阻，D4—灯丝逆变器输入端滤波电路，D5—灯丝逆变器， D6—灯丝变压器，D7—乘法器，D8—电子束功率整定电位器，D9 —电子束功 率调节器，D10—灯丝电源调节器。
具体实施方式
本实用新型电子束轰击炉电子束发生系统电源装置实施例如图1所示， 包括连接于电子枪阴极2、聚束极3和阳极5之间的电子束加速电源8，连接 于灯丝1 一端和阴极2、聚束极3的轰击电源7,连接于灯丝1两端的灯丝电 源6。电子束轰击炉熔炼功率提供者——电子束加速电源8的电路结构如图2 所示，包括晶闸管装置J1、输入电流检测变换电路J2、升压主变压器J3、 高压整流器J4、高压滤波电容J5、加速电压分压电路J6、电子束流取样电 阻J7、故障检测保护控制电路J8、软起动控制电路J9及晶闸管触发电路J10; 晶闸管装置J1，将三相市电与升压主变压器J3的一次侧绕组连接，启动和 停机过程晶闸管装置Jl工作于移相调压状态，熔炼过程晶闸管装置Jl工作 于全通状态，加速电源出现故障时晶闸管装置J1工作于截止状态；升压主变 压器J3 二次侧有两组高压绕组分别为星形和三角形接法，输出两组线电压相 等的高压交流电；两组三相全波高压整流器J4，分别把升压主变压器J3输出的两组高压交流电整流，然后串联叠加；高压滤波电容J5并接于高压整流 器J4的输出端，电容值较小，有滤波功效，但主要作用是抑制尖峰电压；高 压整流器J4的输出端还并接加速电压分压电路J6，加速电压分压电路J6输 出比例于加速电压的信号Ua，此信号分两路输出， 一路接到其它电源控制电 路，另一路接入加速电源故障检测保护控制电路J8;在加速电源输出回路低 压端串入电子束流取样电阻J7，其两端输出正比于电子束流大小的电压信号 Ib，此信号分两路输出， 一路接到电子束功率控制回路，另一路接入加速电 源故障检测保护控制电路J8;升压主变压器J3输入端配置电流检测变换电 路，将三相输入交流电流按比例转换成0 10V直流信号Is，此信号接入加速 电源故障检测保护控制电路J8;故障检测保护控制电路J8和加速电源软起 动控制电路J9均与晶闸管触发电路J10控制输入端相接;故障检测保护控制 电路J8在加速电源发生故障时封锁晶闸管的触发脉冲，迅速切断供电电源， 防止故障进一步扩大;加速电源故障检测保护控制电路J8检测到有电子束流 信号Ib超过某一域值判为电子束过流、交流输入电流信号L超过某一域值判 为供电过流、加速电压信号Ua超过某一域值判为加速电压过压、加速电压信 号Ua出现大幅值下降突跳脉冲判为加速电压放电，其中加速电压放电故障信 号消除后，经短时延时故障检测保护控制电路J8自动重起加速电源；加速电 源软起动控制电路J9，在起停过程发出加速电压平缓升降信号，调节晶闸管 移相触发角，控制升压主变压器J3输入电压平缓变化，实现加速电压平缓升 降；晶闸管触发电路J10根据故障检测保护控制电路J8和加速电源软起动控 制电路J9的信号控制晶闸管装置Jl工作于截止、移相调压或全波导通等状 态；加速电源输出端的负极接至电子枪的阴极2和聚束极3，正极与大地和 阳极5相接。图3所示为阴极轰击电源7结构示意图，为稳压控制电源，包括轰击输 入整流滤波装置H1，轰击直流脉宽调制(PWM)装置H2、轰击输入电流取样电 阻H3、轰击输入电压分压电路H4、轰击逆变器输入端滤波电路H5、轰击逆 变器朋、轰击变压器H7、轰击输出整流滤波电路H8、轰击电压整定电位器 H9、轰击电流截止负反馈电路H10及轰击电源调节器H11;交流电源接轰击 输入整流滤波装置Hl后接入轰击PWM装置H2;轰击PWM装置H2输出端输出 可控的矩形波直流电经轰击逆变器输入端滤波电路H5滤除掉其中的交流分 量，得到平直的直流电并接入轰击逆变器服的输入端；轰击逆变器H6将直 流电逆变成方波交流电，其输出端连接轰击变压器H7的一次侧绕组，轰击变压器H7实现了能量的传递、电压值的变换和高压绝缘功能，轰击变压器H7 二次侧绕组输出与轰击电源工作电压相当的方波交流电，其二次侧接轰击输 出整流滤波装置H8，将轰击变压器H7 二次侧交流电整流滤波后输出平直的 直流电，轰击输出整流滤波装置H8的输出端为轰击电源7输出端，其正极与 电子枪中的阴极2和聚束极3相接，负极与电子枪中灯丝l的一端相接；并 接于轰击逆变器H6输入端的轰击输入电压分压电路H4输出比例于轰击逆变 器H6输入端电压的取样信号Ub，此信号接入轰击电源调节器Hll作为轰击电 压负反馈信号；串接于轰击逆变器H6输入回路的轰击输入电流取样电阻H3 两端输出正比于轰击逆变器H6输入电流大小的电压信号lB，此信号分两路输 出， 一路接入轰击电源调节器H11作为轰击电流正补偿信号，另一路接入轰 击电流截止负反馈电路H10;轰击电流截止负反馈电路H10的输出端也接入 轰击电源调节器Hll， lB小于某一域值时，其输出信号IBK为零，当IB超过该 域值时，其输出信号lBK急剧上升；轰击电压整定电位器H9输出给定信号l^ 接入轰击电源调节器Hll，作为轰击电压希望值的设定信号；轰击电源调节 器Hll正常工作时，由给定信号U'b、轰击电压信号ub和轰击电流信号Ib綜 合后得到轰击电压的偏差信号AUB，即AUb-U'b—Ub+Ib， AUB经轰击电源调 节器Hll比例一积分(PI)运算放大后输出去控制轰击PWM装置H2的输出，轰 击电源调节器H11工作于电压负反馈、电流正补偿的稳压调整状态，当轰击 电源发生放电时，轰击电源输出电流急剧增加，lB超过设定域值，lBK不为零，此时偏差信号AUB-l^—UB+lB—W，由于lB远小于lBK，轰击电源调节器Hll接收到强烈的电流负反馈信号Ibk作用，所以故障电流被限制在安全范围内，故障消除后，轰击电源调节器Hll将自动恢复正常工作状态。图4示出灯丝电源6和电子束功率控制回路的结构，灯丝电源6为电流 负反馈控制电源，包括灯丝输入整流滤波装置Dl，灯丝直流脉宽调制(PWM)装 置D2、灯丝输入电流取样电阻D3、灯丝逆变器输入端滤波电路D4、灯丝逆 变器D5、灯丝变压器D6、和灯丝电源调节器D10;电子束功率控制回路包括 乘法器D7、电子束功率整定电位器D8、电子束功率调节器D9。交流电源经 灯丝输入整流滤波装置Dl转换成平直的直流电后接入灯丝PWM装置D2;灯 丝PWM装置D2将不可控直流电变成可控的矩形波直流电输出；经灯丝逆变器 输入端滤波电路D4滤除掉其中的交流分量，得到平直的直流电并接入灯丝逆 变器D5的输入端；灯丝逆变器D5将直流电逆变成方波交流电，其输出端连 接灯丝变压器D6的一次侧绕组，灯丝变压器D6实现了能量的传递、电流值的变换和高压绝缘功能，其二次侧绕组直接与电子枪中灯丝1的两端相接; 灯丝输入电流取样电阻D3串接于灯丝逆变器D5输入回路中，其两端输出正 比于灯丝逆变器D5输入电流大小的电压信号IF，此信号接入灯丝电源调节器 D10作为灯丝电流负反馈信号，灯丝电流希望值给定信号I〖来自电子束功率调 节器D9的输出信号，I'f与Ip比较产生的偏差信号AlF经灯丝电源调节器D10 比例一积分(PI)运算放大后输出去控制灯丝PWM装置D2的输出，使得灯丝电 流伺服I〖变化，因此灯丝电流受电子束功率控制。电子束功率整定电位器D8 接入电子束功率调节器D9，其输出信号P 乍为电子束功率调节器D9的电子 束功率希望值的设定信号；加速电压取样信号Ua和电子束流取样信号L同时 输入乘法器D7，乘法器D7输出端也接入电子束功率调节器D9，乘法器D7输 出信号P作为电子束功率负反馈信号；电子束功率调节器D9对P，与P比较产 生的偏差信号AP经其进行比例 一积分(PI)运算放大后输出信号rF接入灯丝 电源调节器D10作为灯丝电流控制的给定值，由此控制灯丝电流，最终实现 电子束功率的稳定控制。本实施例电源装置在制造成本有所下降的前提下，克服了常规控制系统 的缺点，实现了绿色电源和节能的运行效果。
权利要求1、一种电子束轰击炉电子束发生系统电源装置，包括连接于电子枪阴极(2)、聚束极(3)和阳极(5)之间的电子束加速电源(8)，连接于灯丝(1)一端和阴极(2)、聚束极(3)的轰击电源(7)，连接于灯丝(1)两端的灯丝电源(6)；其特征在于电子束加速电源(8)包括升压主变压器(J3)、高压整流器(J4)、高压滤波电容(J5)、加速电压分压电路(J6)、电子束流取样电阻(J7)；三相市电与升压主变压器(J3)的一次侧绕组直通，升压主变压器(J3)二次侧有两组高压绕组分别为星形和三角形接法，输出两组线电压相等的高压交流电；两组三相全波高压整流器(J4)，分别把升压主变压器(J3)输出的两组高压交流电整流，然后串联叠加；高压滤波电容(J5)并接于高压整流器(J4)的输出端，该输出端为加速电源(8)输出端，该输出端还并接加速电压分压电路(J6)输出比例于加速电压的信号Ua，在加速电源(8)输出回路的低压端串入电子束流取样电阻(J7)，其两端输出正比于电子束流大小的电压信号Ib；加速电源(8)输出端的负极接至电子枪的阴极(2)和聚束极(3)，正极与大地和阳极(5)相接；轰击电源(7)包括轰击输入整流滤波装置(H1)，轰击直流脉宽调制装置(H2)、轰击逆变器输入端滤波电路(H5)、轰击逆变器(H6)、轰击变压器(H7)、轰击输出整流滤波电路(H8)、轰击电压整定电位器(H9)和轰击电源调节器(H11)；交流电源接轰击输入整流滤波装置(H1)后接入轰击直流脉宽调制装置(H2)；轰击直流脉宽调制装置(H2)输出端经轰击逆变器输入端滤波电路(H5)接入轰击逆变器(H6)的输入端；轰击逆变器(H6)输出端连接轰击变压器(H7)的一次侧绕组，轰击变压器(H7)二次侧绕组接轰击输出整流滤波装置(H8)，轰击输出整流滤波装置(H8)的输出端为此轰击电源(7)输出端，其正极与电子枪中的阴极(2)和聚束极(3)相接，负极与电子枪中灯丝(1)的一端相接；轰击逆变器(H6)输入端接轰击输入电压分压电路(H4)，分压输出比例于轰击逆变器(H6)输入端电压的取样信号UB，此信号接入轰击电源调节器(H11)作为轰击电压负反馈信号；轰击逆变器(H6)输入回路中串入轰击输入电流取样电阻(H3)，其两端输出正比于轰击逆变器(H6)输入电流大小的电压信号IB，此信号接入轰击电源调节器(H11)作为轰击电流正补偿信号，轰击电压整定电位器(H9)输出给定信号UB*接入轰击电源调节器(H11)，作为轰击电压希望值的设定信号；轰击电源调节器(H11)正常工作时，由给定信号UB*、轰击电压信号UB和轰击电流信号IB综合后得到轰击电压的偏差信号ΔUB，即<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><msub> <mi>ΔU</mi> <mi>B</mi></msub><mo>=</mo><msubsup> <mi>U</mi> <mi>B</mi> <mo>*</mo></msubsup><mo>-</mo><msub> <mi>U</mi> <mi>B</mi></msub><mo>+</mo><msub> <mi>I</mi> <mi>B</mi></msub><mo>,</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="S2007200823574C00021.gif" wi="164" he="32" img-content="drawing" img-format="tif"/-->ΔUB经轰击电源调节器(H11)比例—积分运算放大后输出去控制轰击直流脉宽调制装置(H2)的输出，轰击电源调节器(H11)工作于电压负反馈、电流正补偿的稳压调整状态；灯丝电源(6)包括灯丝输入整流滤波装置(D1)，灯丝直流脉宽调制装置(D2)、灯丝逆变器输入端滤波电路(D4)、灯丝逆变器(D5)、灯丝变压器(D6)和灯丝电源调节器(D10)；电子束功率控制回路包括乘法器(D7)、电子束功率整定电位器(D8)、电子束功率调节器(D9)；交流电源经灯丝输入整流滤波装置(D1)后接入灯丝直流脉宽调制装置(D2)；灯丝直流脉宽调制装置(D2)经灯丝逆变器输入端滤波电路(D4)接入灯丝逆变器(D5)的输入端；灯丝逆变器(D5)的输出端连接灯丝变压器(D6)的一次侧绕组，其二次侧绕组直接与电子枪中灯丝(1)的两端相接；灯丝逆变器输入回路中串入灯丝输入电流取样电阻(D3)，其两端输出正比于灯丝逆变器(D5)输入电流大小的电压信号IF，此信号接入灯丝电源调节器(D10)作为灯丝电流负反馈信号；电子束功率整定电位器(D8)接入电子束功率调节器(D9)，其输出信号P*作为电子束功率调节器的电子束功率希望值的设定信号；加速电压取样信号Ua和电子束流取样信号Ib同时输入乘法器(D7)，乘法器(D7)输出端也接入电子束功率调节器(D9)，乘法器(D7)输出信号P作为电子束功率负反馈信号；电子束功率调节器(D9)的输出端接入灯丝电源调节器(D10)，作为灯丝电源调节器(D10)的给定信号IF*。
2、根据权利要求1所述的电子束轰击炉电子束发生系统电源装置，其 特征在于-所述电子束加速电源(8)还包括有晶闸管装置(Jl)、晶闸管触发电路 (JIO)、软起动控制电路(J9)及故障检测保护控制电路(J8);软起动控制 电路(J9)和故障检测保护控制电路(J8)均与晶闸管触发电路(J10)相接； 三相市电经晶闸管装置(Jl)与升压主变压器(J3)的一次侧绕组连接，起 动和停机过程晶闸管装置(Jl)工作于移相调压状态，熔炼过程晶闸管装置 (Jl)工作于全通状态，加速电源(8)出现故障时晶闸管装置(Jl)工作于 截止状态；所述加速电压分压电路(J6)的输出信号Ua另有一路接入故障检测保护控制电路(J8);所述电子束流取样电阻(J7)的输出信号Ib另有一 路接入故障检测保护控制电路(J8)。
3、 根据权利要求2所述的电子束轰击炉电子束发生系统电源装置，其特 征在于所述升压主变压器(J3)输入端配置电流检测变换电路(J2)，该电路接 入故障检测保护控制电路(J8)。
4、 根据权利要求1或2所述的电子束轰击炉电子束发生系统电源装置， 其特征在于所述轰击电源(7)还有轰击电流截止负反馈电路(HIO)，轰击输入电流 取样电阻(H3)输出的电压信号lB另有一路接入轰击电流截止负反馈电路 (HIO)，轰击电流截止负反馈电路(H10)的输出端也接入轰击电源调节器 (Hll)。
专利摘要本电子束轰击炉电子束发生系统电源装置，本装置的加速电源主变压器一次侧接三相电，对加速电源开环控制，输出端接加速电压分压电路和电子束流取样电阻输出取样信号。加速电源还接有晶闸管装置及触发电路、软起动控制电路及故障检测保护控制电路等。加速电压和电子束流取样信号作为轰击电源、灯丝电源和电子束功率的控制信号，轰击电源含PWM、轰击逆变器、轰击变压器、轰击电源调节器等。灯丝电源及束功率控制回路含PWM、灯丝逆变器、灯丝变压器、束功率整定电位器、乘法器、束功率调节器和灯丝电源调节器等。三电源协调工作使电子束功率便于调节且稳定。谐波小对电网影响甚小，设备功率因数及效率较高，运行可靠。
文档编号C22B9/00GK201123151SQ20072008235
公开日2008年9月24日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者莫金海, 韦寿祺 申请人:桂林电子科技大学