Источник питания технологического лазера
Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для питания постоянным током технологических лазеров с поперечной прокачкой с глубоко секционированной электродной системой. Устройство содержит источник переменного прямоугольного тока 1, силовые трансформаторы 2, согласующие трансформаторы 3, выпрямители 4. первичные обмотки силовых трансформаторов 2 подключены последовательно между выходными выводами источника тока 1. Согласующие трансформаторы 3 разделены на группы по числу силовых трансформаторов. Первичные обмотки согласующих трансформаторов 3 каждой из групп соединены последовательно между выходными выводами источника тока 1. Вторичная обмотка каждого согласующего трансформатора 3 группы соединена с вторичной обмоткой соответствующего силового трансформатора 2. Свободные выводы вторичных обмоток согласующих трансформаторов 3 и вторичная обмотка соответствующего силового трансформатора 2 подсоединены к входным выводам выпрямителей 4. Выходные выводы выпрямителей 4 подключены к электродам газоразрядной камеры 5 технологического лазера. 1 ил.
Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для питания постоянным током технологических лазеров с поперечной прокачкой с глубоко секционированной электродной системой.
Известны источники питания технологических лазеров с глубоко секционированной электродной системой, содержащие источник переменного прямоугольного тока, к выходным выводам которого подключены последовательно первичные обмотки трансформаторов. Вторичная обмотка каждого из трансформаторов подсоединена через выпрямитель к одному из входов разветвленной нагрузки, в качестве которой могут быть электроды лазера / Булатов О.Г., Царенко А.И., Поляков В.Д. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.89, рис.3.16, а/.
Недостатком источника питания является снижение к.п.д. и ухудшение массогабаритных показателей с увеличением количества электродов лазера. Это связано с повышением коэффициента передачи каждого трансформатора и, соответственно, ухудшением магнитной связи и ростом индуктивности рассеяния.
Наиболее близким по технической сути является источник питания технологических лазеров с глубоко секционированной электродной системой, содержащий источник переменного прямоугольного тока, к выходным выводам которого подключены параллельно силовой трансформатор и цепь из последовательно соединенных по первичной цепи согласующих трансформаторов. Вторичная обмотка каждого согласующего трансформатора подсоединена к вторичной обмотке силового трансформатора и через выпрямитель к одному из электродов лазера / Авторское свидетельство СССР №1618263, Н05В 41/24/.
Источник питания имеет те же недостатки, а именно, низкий к.п.д. и массогабаритные показатели при значительном количестве (десятки - сотни) электродов лазера. Это также связано с повышением коэффициента передачи каждого трансформатора и, соответственно, ухудшением магнитной связи и ростом индуктивности рассеяния.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в улучшении к.п.д. и массогабаритных показателей устройства.
Решение задачи достигается тем, что источник питания технологического лазера, содержащий источник переменного прямоугольного тока, силовой трансформатор, согласующие трансформаторы и выпрямители, при этом первичные обмотки согласующих трансформаторов подсоединены последовательно к выходу источника переменного прямоугольного тока, вторичная обмотка каждого согласующего трансформатора подсоединена к вторичной обмотке силового
трансформатора и через соответствующий выпрямитель к одному из электродов лазера, снабжен дополнительными выпрямителями, силовыми и согласующими трансформаторами, при этом, вторичные обмотки дополнительных силовых трансформаторов, дополнительные согласующие трансформаторы и дополнительные выпрямители образуют соединения, совпадающие с упомянутым выше известным соединением, а первичные обмотки известного силового трансформатора и дополнительных силовых трансформаторов образуют последовательную цепь, подключенную к выходу упомянутого источника переменного прямоугольного тока.
Существо полезной модели поясняется чертежом Фиг.1, на котором приведена электрическая схема устройства.
Устройство содержит источник переменного прямоугольного тока 1, силовые трансформаторы 2, согласующие трансформаторы 3, выпрямители 4. первичные обмотки силовых трансформаторов 2 подключены последовательно между выходными выводами источника тока 1. Согласующие трансформаторы 3 разделены на группы по числу силовых трансформаторов. Первичные обмотки согласующих трансформаторов 3 каждой из групп соединены последовательно между выходными выводами источника тока 1. Вторичная обмотка каждого согласующего трансформатора 3 группы соединена с вторичной обмоткой соответствующего силового трансформатора 2. Свободные выводы вторичных обмоток согласующих трансформаторов 3 и вторичная обмотка соответствующего силового трансформатора 2 подсоединены к входным выводам выпрямителей 4. Выходные выводы выпрямителей 4 подключены к электродам газоразрядной камеры 5 технологического лазера.
Устройство работает следующим образом.
При включении источника 1 к электродам камеры 5 прикладывается напряжение, обеспечивающее зажигание разряда. Ток разряда возрастает и стабилизируется на уровне, определяемом системой регулирования тока источника 1. Ток i1 источника 1 переменный прямоугольный. Ток i5 питания каждого электрода камеры 5 постоянный.
Ток во вторичной обмотке силового трансформатора 2 равен сумме токов, протекающих по вторичным обмоткам согласующих трансформаторов 3. Если каждый силовой трансформатор 2 работает с N-числом согласующих трансформаторов 3, то при равном коэффициенте трансформации ток вторичной обмотки трансформатора 3 и, соответственно, выходной ток выпрямителя 4 (ток (5) равен
i 3=i5=i2/ N.
где i2 - ток во вторичной обмотке силового трансформатора 2.
Поскольку первичные обмотки всех силовых трансформаторов 2 соединены последовательно, то соблюдается равенство для токов i2,
протекающих по вторичным обмоткам этих трансформаторов. Соответственно, равны токи i5 во всех электродах газоразрядной камеры 5.
При напряжении U 1 источника 1, напряжении U2 (холостого хода) на разряде и m-числе электродов газоразрядной камеры 5 коэффициент трансформации К силовых 2 и согласующих 3 трансформаторов может быть определен по формуле
При тех же условиях этот показатель у прототипа равен
Таким образом, имеет место квадратичное уменьшение коэффициента трансформации по сравнению с прототипом. Это свойство источника питания позволяет уменьшить реактивные и активные потери энергии в трансформаторе, повысить к.п.д. и уменьшить массу и габариты устройства.
Источник питания технологического лазера, содержащий источник переменного прямоугольного тока, силовой трансформатор, согласующие трансформаторы и выпрямители, при этом первичные обмотки согласующих трансформаторов подсоединены последовательно к выходу источника переменного прямоугольного тока, вторичная обмотка каждого согласующего трансформатора подсоединена к вторичной обмотке силового трансформатора и через соответствующий выпрямитель к одному из электродов лазера, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными выпрямителями, силовыми и согласующими трансформаторами, при этом вторичные обмотки дополнительных силовых трансформаторов, дополнительные согласующие трансформаторы и дополнительные выпрямители образуют соединения, совпадающие с упомянутым выше известным соединением, а первичные обмотки известного силового трансформатора и дополнительных силовых трансформаторов образуют последовательную цепь, подключенную к выходу упомянутого источника переменного прямоугольного тока.
