高压逆变电子束焊接电源研制及其焊接适用性研究

为了进一步提高电子束焊机工作的可靠性和稳定性,提高电子束加工质量,采用AC-DC-AC-DCAC-DC的拓扑电路和双闭环控制策略设计制造了高压加速电源、偏压电源与灯丝加热电源。将所研制高压逆变电源与150 kV/30 kW电子枪、真空系统等组成了一套电子束焊接设备,分别测试了该电子束焊接设备输出的高压、最大束流、焊接工艺参数一致性、最大焊接深度。试验结果表明,所研制的逆变电源高压输出达到150 kV,高压输出线性度较好;工艺参数一致性较好;最大束流达到200 mA;钛合金焊接深度达到100 mm。这表明所研制的高压逆变电子束焊接电源的焊接适用性良好。     

用于钢轨焊接的电子束焊机电源系统

介绍用于钢轨焊接的电子束焊机工作原理及系统组成,分析焊机的电源系统组成。采用软开关技术减少了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,降低开关损耗,减小电源系统体积和质量。对电源系统的主要部件进行选型设计,搭建试验电路,编制控制软件,通过调试原理样机,获得试验参数,验证了设计的合理性。该电源系统可以满足钢轨焊接对电子束焊机的要求。     

基于CPLD的电子束同步扫描控制系统

针对中高压电子束焊机5～60 mA电子束流的品质诊断,通过研究电子束在电磁偏转线圈中的扫描运动原理,建立了基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的电子束高速偏摆扫描系统.该控制系统由工业控制计算机,CPLD主控电路、D/A转换电路、低通滤波电路、光电隔离电路、功率放大器、电磁偏转线圈以及CPLD外围电路组成,实现了两路波形...     

电子束焊机可控硅调压系统的分析

本文介绍电子束焊机可控硅调压系统分析方法,提出合理使用条件与正确选择参数的意见。一、计算的理论根据与基本关系式电子束焊机(以下简称焊机)用可控硅调节高压系统的定量分析是比较复杂的,其参数的计算和选择与可控硅的连接方式、高压变压器的参数以及焊机运行情况等都有关。本文仅从理论上作如下分析。为了说明这种系统的特点和便于分析其电磁过程,先按单相电路     

新型PWM-BUCK电子束焊机稳定高压电源的设计

设计了一种新型PWM-BUCK电子束焊机高压加速稳压源电路系统,系统内设精密开关限流电路,能有效防止浪涌电流和过流的产生,提高了系统工作的可靠性和稳定性.通过SABER仿真,全面分析了系统的开、闭环特性,结合系统特点提出了一个含电源前馈补偿的PID控制器,同时论述了控制器的参数设计原理和步骤.结果表明,系统具有稳压精度高、动态特性好、换能效率高、工作条件要求低、整机系统可靠性高等优点.     

基于LC谐振变换器的电子束焊机高压电源

针对传统电子束焊机高压电源频率低,变压器体积、质量大的问题,利用LC谐振变换器,实现功率管的软开关,提高逆变器电路的工作频率,达到减少变压器体积、质量的目的。软开关技术避免了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,并减少开关损耗。分析LC谐振变换器的工作原理,采用BUCK电路调节母线电压的方式,避免LC谐振变换器在负载较轻调频很难改变电压的缺点。通过调试电子束焊机高压电源,分析试验参数,验证设计的合理性。     

电子束焊机用可控硅调节高压系统的一些问题

一、前言随着电子束焊机的发展,对高压(加速电压)系统的要求也愈来愈高。相应要求发展快速、高效率、可靠、寿命长、维护方便的自动调节的高压(电源)装置。采用可控硅调节的高压系统是能较好地满足上述要求的一种方式。近十年来,各国在使用可控硅     

无外加电源高压脉冲引弧器的研制

对无外加电源高压脉冲引弧器的电路组成、工作原理及参数设计进行了分析。该引弧器无需外接电源，单独使用时可串接在直流焊机与焊枪之间，采用中频变压和晶闸管高压脉冲电路使其体积减小。实验表明：电磁干扰小，引弧效果好。     

阴极逆变电源的故障与解决措施

由于电子束的能量密度极高，因此，电子束焊接已经获得了愈来愈广泛的应用。特别是随着电子束在材料表面改性中的应用．越来越显示出其优越性。我们使用的一台30kw、150kV大功率高压真空电子束焊机阴极逆变电源在电子束表面熔凝处理实验中出现故障，烧毁了大功率晶体管，致使逆变失败。经多次试验和分析得知“共态导通”是烧管的主要原因，为此采取了专门的保护电路，经多次开机试验无故障发生。l工作原理该问］极逆变电源为它激推挽式逆变电源．与阴极逆变电源t，Lk人X的部分如lal所示。图1阴极逆变电源主电路该电路由主振机逆变升频产生…     

TIG焊电弧参数数据采集器防护设计

为了避免TIG焊机引弧时高频高压对数据采集器的损害,通过在焊接电路中接入霍尔电流传感器、电磁继电器和瞬变电压抑制二极管(TVS)等硬件,设计了系统保护电路.根据焊机引弧情况控制电路的通断:当焊机高频高压引弧时,继电器自动断开电弧电压与采集器的连接;焊接正常工作,没有高频高压时,焊机电弧电压与采集器自动连接.该系统能够使...     

大型电子束轰击炉束功率控制系统的设计

大型电子束轰击炉的加速电源采用六相十二脉波全波整流和开环控制时,可通过控制电子束流自动伺服加速电压反向变化来稳定熔炼功率。针对电子束发射过程的复杂性,采用一种新型智能控制器--九点控制器设计了电子束功率稳定控制系统。电网电压有±10%变化,熔炼功率调节范围为30%～100%额定功率,电子束功率的稳态偏差<4%;电网电压短时有20%降落,额定功率熔炼时,电子束功率的动态降落<10%。运行结果表明,控制系统的稳态和动态性能指标都满足了熔炼工艺要求,且加速电源运行效率高,对电网谐波污染少;控制系统在保证控制精度的同时,具有较好的稳定性和鲁棒性。     

激光冲击强化电源拓扑及控制

采用IGBT全桥逆变电路作为钕玻璃激光器本征级和放大级泵浦氙灯驱动电源主电路拓扑,结合内环为电流控制,外环为电压控制的双闭环控制电路实现了氙灯驱动电源储能电容的恒流限压充电.高压脉冲触发电路由气体放电管与高压脉冲变压器构成,可产生电压峰值高达30 kV的高压脉冲信号,能可靠击穿泵浦氙灯.设计了脉冲氙灯放电触发脉冲工作时序电路,当系统工作在调Q模式时,可以获得峰值功率很高的巨脉冲激光输出.对TC4钛合金TIG焊接头进行了激光冲击强化处理,效果显著.     

50 Years Experience of the E.O.Paton Electric Welding Institute in Field of Electron Beam Welding

Studying the possibilities of electron beam welding (EBW) and the principles of construction of equipment for electron beam welding,led by academician Boris Evgenyevich Paton,began at the E.O.Paton Electric Welding Institute (PWI) in 1958.It resulted in development of the first laboratory-scale plant and welding of different small workpieces.One year later the method of electron beam welding turned out to be in great demand:in nuclear power engineering,in production of electric vacuum devices and liquid-fuel rocket engines.In 1961-1962 owing to effective coordination of work performed at government level,the first production machines for electron beam welding were put into operation at a number of branch enterprises.Within the next few years,application of electron beam welding became wider,first of all in the above mentioned industries,and simultaneously electron beam welding began to be accepted by aircraft and power engineering industry.In 1960-s PWI organized in Ukraine full-scale production of power units,developed by it (guns,power sources and control systems) on the basis of Sumy Factory of Electron Microscopes.72 complete sets of power source units of SP-30 type (25 kV,500 mА),330 complete sets of U-250А (30 kV,450 mА),320 complete sets of ELA-60 (60 kV,250,500 and 1000 mА) and ELA-120 (120 kV,1000 mА) were manufactured in different periods of time.On October 16th 1969 the first test of electron beam welding and cutting of metals was carried out in ?Soyuz-6? spaceship,that practically initiated the space technology.Testing was performed in Vulkan unit developed by PWI.Considering that in space X-radiation and difficulties with high-voltage insulation could eliminate the possibility of electron beam application,low accelerating voltage (not higher than 8 kV) was used.     

电子束焊机用调幅式PWM型快速栅偏压电源

介绍了电子束焊机用电子束流快速控制原理。根据电子束焊接工艺对电子束流控制系统的要求,设计了一种调幅式ＰＷＭ型快速控制电路。利用ＰＬＣ的特殊功能模块技术,较好地实现了电子束流的上升梯度和下降梯度的方便调节。电源的控制系统工作可靠、功率转换效率高、电路结构简单、维修方便。电源的各项技术要求满足电子束焊接工艺需要。     

真空电子束焊机高压电源的分析和在应用中稳定束流的措施

介绍了乌克兰巴顿研究所６０ｋＷ、６０Ｋｖ真空电子束高压电源的特点、高压整流器、调整电子管、栅偏压电子管主回路及其控制系统的基本原理。根据对该设备电气图纸的学习、研究和在实际焊接工作哪发现的问题进行分析和讨论对巴顿所６０ＫＷ６０ＫＶ真空电子束高压电源进行评价。对在实际的焊接工作中改进、提高设备性能，提出一些稳定焊接束流的措施。     

数值计算模拟工艺参数对电子束焊接残余应力的影响

电子束焊接残余应力的实测需要花费大量成本,因此采用数值模拟其焊接残余应力的大小和分布具有重要意义.利用三维有限元分析程序,建立了TC4钛合金板电子束焊接温度场和残余应力场的有限元分析模型,着重分析了高压和中压两种工艺参数对其接头焊接残余应力的影响.旨在探讨不同工艺参数对电子束焊接过程的影响规律,从而优化工艺,降低成本.计算结果表明,采用中压参数焊接的电子束焊接接头残余应力的峰值比采用高压参数的接头残余应力峰值高;而且其残余应力分布更集中于焊接接头中段.     

基于智能控制技术的节能型熔接焊机电源设计

聚氯乙烯材料的管道在流体介质中应用非常广泛。为保证管材之间连接质量,利用智能控制技术和新型电力电子器件,设计节能型熔接焊机电源。该电源以单片机为控制核心,利用模糊PID自适应控制技术,计算外部环境温度和焊接界面温度,根据电压偏差大小,利用模糊自适应调整PID参数,在线自校正,快速找出合适的输出直流电压占空比,提高焊接速度。在硬件电路设计方面,采用π型LC滤波电路和由IGBT构成的双直流HPWM变换电路,大大改善了输出电压质量。对所设计电源进行仿真分析,结果表明,该电源节约了电路成本,提高了调节速度,输出电压稳定。