[发明专利]电子束熔炼炉高压电源的控制方法及电源装置

权利要求书

1.电子束熔炼炉高压电源的控制方法，其特征在于：所述电源采用工频交流输入→三相可调电抗器(L1)调压→三相升压变压器(T)升压→高压整流滤波的电流变换方式输出；将上述输出高压的高压取样信号作为负反馈信号，通过电压调节器去控制三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的电流，进行自动调压，使电子束熔炼炉高压电源输出电压值保持稳定。

2.根据权利要求1所述的电子束熔炼炉高压电源的控制方法，其特征在于：上述自动调压的具体方法是将高压给定信号发生器产生的高压给定信号与高压取样信号比较得到高压偏差信号，高压偏差信号送入高压调节器进行比例-积分运算后输出一控制信号，用高压调节器输出的控制信号送入驱动电路去调节三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的直流供电电源回路中功率管的占空比。

3.根据权利要求1所述的电子束熔炼炉高压电源的控制方法，其特征在于：所述三相可调电抗器(L1)由3个结构相同的单相可调电抗器组成；每个单相可调电抗器的铁心为三柱结构，左右呈对称结构，左右两侧的铁心柱截面面积与上下侧的轭铁心截面面积相同，但左右两侧的铁心柱截面面积及上下两侧的轭铁心的截面面积均小于中心的铁心柱截面面积；单相可调电抗器的交流绕组绕在中心的铁心柱上，单相可调电抗器的直流控制绕组对称绕在左右两侧铁心柱上；3个单相可调电抗器的交流绕组分别串接在工频交流输入的三相市电与三相升压变压器(T)的一次侧绕组中，3个单相可调电抗器的直流控制绕组串接后与三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的直流供电电源相接。

4.根据权利要求1所述的电子束熔炼炉高压电源的控制方法，其特征在于：还进一步包括有故障保护控制；即对高压电源控制过程中的高压取样信号进行过压故障判别、对电子束流取样信号和三相升压变压器(T)输入电流取样信号分别进行过流故障判别，上述任一故障产生，立即封锁高压调节器的输出，并通过电子束熔炼炉中央控制单元实现高压电源的多重保护及整机逻辑连锁控制。

5.电子束熔炼炉高压电源装置，其特征在于：主要由三相可调电抗器(L1)、三相升压变压器(T)、两组高压整流滤波电路、高压放电扼流电路、高压取样电路、三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的直流供电电源电路、以及高压闭环控制弱电电路组成；

三相可调电抗器(L1)交流绕组的输入端与输入的三相市电相接，三相可调电抗器(L1)交流绕组的输出端送入三相升压变压器(T)一次侧绕组；三相可调电抗器(L1)直流控制绕组与三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的直流供电电源电路相接；

三相升压变压器(T)有两组二次侧绕组，分别为三角形接法和星形接法，且两组二次侧绕组的线电压相同；三相升压变压器(T)的两组二次侧绕组的输出分别接入两组高压整流滤波电路；

每组高压整流滤波电路由一高压整流桥(ZL3和ZL4)和一高压电容(C1和C2)组成，高压电容(C1和C2)并接于高压整流桥(ZL3和ZL4)输出端上；两组高压整流滤波电路的高压整流桥(ZL3和ZL4)的交流输入侧分别与三相升压变压器(T)的两组二次侧绕组相接，两组高压整流滤波电路的高压电容(C1和C2)串联后输出；

高压整流滤波电路输出的高压端经由高压放电扼流电路与电子枪的阴极相接，高压整流滤波电路输出的低压端与大地及电子枪的阳极相接；

高压取样电路并接于高压放电扼流电路输出端与大地之间，高压取样电路输出的高压取样信号送入电压闭环控制弱电电路的输入端；

高压闭环控制弱电电路的输出端与三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的直流供电电源电路相接。

6.根据权利要求5所述的电子束熔炼炉高压电源装置，其特征在于：高压闭环控制弱电电路包括高压给定信号发生器、比较器、高压调节器和驱动电路；

高压给定信号发生器的输出由中央控制单元数字设定后经数模转换产生，高压给定信号发生器的输出信号作为高压给定信号送入比较器；

比较器同时接收高压取样电路输出的高压取样信号，将高压给定信号与高压取样信号比较得到的高压偏差信号送入高压调节器；

高压调节器为比例-积分调节器结构，将接收的高压偏差信号进行比例-积分运算后输出控制信号至驱动电路去调节三相可调电抗器(L1)直流控制绕组的直流供电电源电路输出电压波的占空比。