专利名称：电子束焊接用120kV/12kW中频高压直流电源的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及ー种高压直流电源。
背景技术：
电子束焊接技术作为高能束流加工技术的ー种，具有能量密度高、焊接深宽比较大、焊接变形小、可控精度高、在真空环境下焊缝纯净等突出优点，是ー种先进的焊接方法。因此，电子束焊接技术在航空、航天、兵器、电子、核エ业等领域得到了广泛的应用。高压直流电源是电子束焊接装置的关键部件之一，它主要为电子束提供加速电压，其性能好坏直接决定电子束焊接质量。目前，电子束焊机依据用高压直流加速电源的输出电压与功率一般分为40kV/4kW、60kV/6kW、60kV/8kW、120kV/12kW等几个系列，高压直流电源的技术要求在国内还没有ー个统ー的标准，一些厂商提出的技术指标主要为纹波系数和稳定度。高压电源是焊接装置的关键部件之一，电源的性能对焊接质量及エ业生产的可靠性影响较大。目前120kV/12kw中频高压直流电源难以解决电子束在束腔内运动时的发散情况与加速电压性能之间的关系问题，可靠性较差。
发明内容本实用新型的目的是为了解决以上问题而提供一种采用中频发电机供电、多脉波整流技术，具有可靠性高、纹波成分小、维护方便等优点的电子束焊接用120kV/12kW中频高压直流电源。本实用新型的技术方案是这样得以实现的一种电子束焊接用120kV/12kW中频高压直流电源，它包括直流9V/30A灯丝电源11、直流1200V栅偏电源12 ;直流9V/30A灯丝电源11包括220V/50HZ输入电源6、高压隔离变压电路7、低压电源8、抗高压组件9、扼流圈10 ;其特点是它还包括直流120kV加速电源5 ;直流120kV加速电源5包括由12W/400HZ的中频发电机提供的230V/400HZ中频交流电输入1、由扼流电抗器组成的将输入的中频交流电过流抑制的过流抑制电路2、进行升压的中频升压变压器3、将升压后进行多脉冲整流的多脉冲整流电路4 ;直流120kV加速电源5的正端接地，直流120kV加速电源5的负端通过电阻Rl输出；直流9V/30A灯丝电源11、直流1200V栅偏电源12均浮置于负120kV之上。本实用新型本实用新型解决了电子束在束腔内运动时的发散情况与加速电压性能之间的关系问题，以及整流变压器的变比对功率因数的影响；可靠性高、纹波成分小、维护方便。
图1是本实用新型的工作原理图。图中I——230V/400HZ中频交流电输入 2——过流抑制电路 3——中频升压变压器4——多脉冲整流电路 5——直流120kV加速电源 6——220V/50HZ输入电源 7—高压隔离变压电路8——低压电源 9——抗高压组件 10——扼流圈11——直流9V/30A灯丝电源 12——直流1200V栅偏电源Rl、R2、R3、R4——电阻
具体实施方式
由图1可见，本实用新型包括直流9V/30A灯丝电源11、直流1200V栅偏电源12 ；直流9V/30A灯丝电源11包括220V/50HZ输入电源6、高压隔离变压电路7、低压电源8、抗高压组件9、扼流圈10 ;它还包括直流120kV加速电源5 ;直流120kV加速电源5包括由12W/400HZ的中频发电机提供的230V/400HZ中频交流电输入1、由扼流电抗器组成的将输入的中频交流电过流抑制的过流抑制电路2、进行升压的中频升压变压器3、将升压后进行多脉冲整流的多脉冲整流电路4 ;直流120kV加速电源5的正端接地，直流120kV加速电源5的负端通过电阻Rl输出；直流9V/30A灯丝电源11、直流1200V栅偏电源12均浮置于负120kV之上。直流120kV加速电源5的输入电源为230V/400HZ中频交流电输入1，由12W/400Hz的中频发电机提供，经过流抑制电路2输入中频升压变压器3经升压、多脉冲整流电路4获得直流120kV加速电源5。过流抑制电路2由扼流电抗器组成，如果负载出现过流或中频源由于突然合闸在变压器内引起电磁暂态过程而出现大电流等现象时，过流抑制电路2能有效限制过电流，保护电源不受损坏。除此之外，电路还增设了阻容电路用来吸收高压整流硅堆产生的过电压，保护高压硅堆不至损坏。直流120kV加速电源5的正端接地，直流9V/30A灯丝电源11、直流1200V栅偏电源12均浮置于负120kV之上，直流120kV加速电源5的负端通过电阻Rl输出，所以输出为负高压，三个电源输出都通过高压电缆引出。整个电路包括变压器都放在一个油箱中，油箱内充满变压器油，保证电源本体在工作时的绝缘和散热需要。灯丝电源和栅偏电源都由变压器输入再经全桥整流辅以电容滤波构成，由于输出电压较低、功率较小，因此设计难度相对较小。加速电源输出电压较高，功率较大，最高达120kV/12kw。加速电源采用先由变压器升压，然后不控整流的方式，不控整流电路采用耐压值较高的硅堆构成，结构简单，其中升压变压器的选取是难点，设计需综合考虑如下几点要求输出功率、隔离电压、功率因数、输出电压。其中前两点只与变压器铁芯截面和几何体积有关，通过计算即可选取合适的铁芯，后两个因素实际上是相互关联的，需要综合权衡。变压器存在层、匝间分布电容，绕组匝数越多，分布电容越大，对变压器功率因数的影响也较大。采用24脉波整流，变压器一次侧绕组采用A接法，二次侧绕组采用ー组Y接法与ー组A接法，自然形成15°角相差的两路电源，分别经过三相桥式整流后在直流侧串联，在输入相电压为230V/400HZ，整流后输出直流电压120kV的要求下，变压器变比分别应为A :Y=1:112, A : A =1:194。为方便分析，我们假定二次侧Y绕组与A绕组的分布电容折算到初级是线性叠加的，则空载电流为I=coU0(CYnAY2+CANAA2)由经验可知，次级的Y与A绕组分布电容大约为200pF与300pF左右，则可以估算，输入电压为230V时变压器空载电流为I=8A，功率因数大约54%左右。[0016]这里我们只考虑了分布电容的影响，没有考虑到铁损和铜损，考虑到这些因素后，空载电流会更大，功率因数将更低，可能导致中频发电机无法正常工作。由上述讨论可知，为了提高功率因数，要尽量降低变压器变比，同时又要满足输出直流电压要求，因此考虑采用24脉波整流的方式。但是变压器一次侧采用两台相同容量轴向双分裂式牵引整流变压器，每台的二次侧绕组分别接成Y接法和A接法，形成15°角相差，经桥式整流后，在直流侧进行串联，形成24脉波整流系统。因变比减小，取二次侧Y绕组与A绕组分布电容分别为IOOpF与200pF，此时，副边有四个绕组。在输入230 V实现输出直流120kV的要求下，其变比分别应为A : Y=1:56. ,A : A =1:97，则可以算出空载电流为1=2. 6A，变压器功率因数约为85%。可以看出采用轴向双分裂式整流变压器，并采用24脉波整流后，变压器功率因数大大提高，同时，变压器二次侧单线包输出电压降低，从而相对增加了电气绝缘强度。由此可见，电子束在束腔内加速后的分散度受加速电压影响不大，说明电子束加速电源的设计只需要考虑为达到必要的焊接深度而需要的加速电压、电源效率等因素。将中频电压升压后采用24波整流的方式获得高压直流电源能较好地满足要求，采用中频输入源，可以减小变压器的体积；多重化整流技术可以有效地降低变压器的空载漏电流，提高功率因数，同时相对提高了变压器绕组的绝缘强度。采用中频升压、多脉波整流获得直流高压的技术成熟，工作可靠，性能稳定，在中大功率的电子束焊接装置中具有一定的推广价值。
权利要求1.一种电子束焊接用120kV/12kW中频高压直流电源，它包括直流9V/30A灯丝电源 (11)、直流1200V栅偏电源(12);直流9V/30A灯丝电源(11)包括220V/50Hz输入电源(6)、 高压隔离变压电路(7)、低压电源(8)、抗高压组件(9)、扼流圈(10);其特征在于它还包括直流120kV加速电源(5);直流120kV加速电源(5)包括由12W/400Hz的中频发电机提供的 230V/400HZ中频交流电输入(I)、由扼流电抗器组成的将输入的中频交流电过流抑制的过流抑制电路(2)、进行升压的中频升压变压器(3)、将升压后进行多脉冲整流的多脉冲整流电路(4);直流120kV加速电源(5)的正端接地，直流120kV加速电源(5)的负端通过电阻 (Rl)输出；直流9V/30A灯丝电源(11)、直流1200V栅偏电源(12)均浮置于负120kV之上。
2.根据权利要求1所述的一种电子束焊接用120kV/12kW中频高压直流电源，其特征在于所述的多脉冲整流电路(4)采用24脉波整流。
专利摘要一种电子束焊接用120kV/12kW中频高压直流电源，它包括直流9V/30A灯丝电源、直流1200V栅偏电源；它还包括直流120kV加速电源；直流120kV加速电源包括由12W/400Hz的中频发电机提供的230V/400Hz中频交流电输入、由扼流电抗器组成的将输入的中频交流电过流抑制的过流抑制电路、进行升压的中频升压变压器、将升压后进行多脉冲整流的多脉冲整流电路；直流120kV加速电源的正端接地，直流120kV加速电源的负端通过电阻R1输出；直流9V/30A灯丝电源、直流1200V栅偏电源均浮置于负120kV之上。本实用新型本实用新型可靠性高、纹波成分小、维护方便。
文档编号H02M7/04GK202889225SQ20122058166
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者丁鑫龙, 冯德仁, 赵卫东 申请人:丁鑫龙