CN2427875Y - 溅射离子泵电源漏磁变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种溅射离子泵电源漏磁变压器,其在ED型铁芯中柱上,依次分别经绕线架间隔、绝缘、缠绕有初、次级线圈且初级线圈有一抽头,在两线圈之间的窗口部位设置有漏磁路,磁铁上、下经“”型压板由螺钉联成一体,本实用新型电源漏磁变压器的使用,具有一条与X轴有一指定交点的外特性曲线,其使用性能好,体积小,重量轻,无噪声,允许短路时间长,比现有技术有较大的提高。

Description

溅射离子泵电源漏磁变压器

本实用新型涉及一种溅射离子泵电源漏磁变压器，属溅射离子泵启动和工作专用电源变压器技术的改进。

溅射离子泵是一种清洁、无振动、寿命长、维护简单的获得超高真空的重要设备，广泛用于粒子加速器，同步辐射储存环，材料科学研究，超导和外层空间模拟及大型分析仪器，电子能谱仪，俄歇谱仪，质谱，二次离子质谱，电子显微镜和红外紫外探测等重要和尖端科技领域。溅射离子泵电源漏磁变压器是溅射离子泵的起动和工作的必备电源的核心部件。我国制造溅射离子泵已有30多年的历史，70年代就能生产出较好的溅射离子泵，现在已能生产出极限真空度为10^-10Pa的溅射离子泵。然而国内恰恰在电源漏磁变压器这个最关键部件在性能方面还是不能令人满意：作不出一条陡降的与X轴有指定交点的外特性曲线，不能准确的限定短路电流；起动特性差，不耐短路，有的只能维持1分钟的短路(溅射离子泵起动时的短路常常是不可避免的)；起动时噪声刺耳，令人难以忍受；体积大和重量重。国内厂家溅射离子泵电源漏磁变压器的生产，起初如同国外一样采用类似于E字形铁芯的漏磁变压器(发明人认为E字形铁芯是溅射离子泵电源漏磁变压器最好的方案)。但因不得要领，性能不好，其体积和容量都设计得较大，还出现了不应有的噪声；使用中时有产生漏磁路松散，引起烧毁变压器的事故。因而有的厂家便改成C字形铁芯，虽然使变压器的体积略有减小，但由于漏磁压降的增大和难以控制，为得到陡降的外特性，不得不使用外加电阻的方法，结果使外特性变软，也不耐短路，起动时噪声反而增大。得不到完整的陡降特性曲线和所要求的短路电流。1996年四川《真空》杂志刊载一篇《离子泵电源变压器设计》文章，并给出了一个设计实例，技术条件是：电源最高电压5500V，起动电流1A，起动电压800V。生产出来的变压器的体积是：铁芯高度260mm，铁芯宽度180mm，用了12．5公斤铜。仅可以短路8分钟。这充分说明国内的生产厂家对漏磁变压器的生产用增大变压器的体积和重量的方法也是不能解决问题的。

本实用新型的目的就是要提供一种具有一条良好的下垂的陡降的外特性曲线并能与X轴在指定点相交，能准确的限定短路电流；起动特性好，在短路点附近不仅电流大，电压也较高，允许电源短路持续10分钟或更长的时间。起动时没有噪声，且功率小，体积小，重量轻，可比国产溅射离子泵电源漏磁变压器的性能具有重大的改进和提高，使溅射离子泵工作得更好的溅射离子泵电源漏磁变压器。

本实用新型的目的已经完好的实现并取得理想的效果，这将在下面的实施例中给出一种具体的实施方案来说明，本实用新型的完好实现凝结着发明人的辛勤劳动和智慧，对本实用新型在理论设计、计算方法及工艺实践上的有关内容本申请案不予涉及，将在另案另行公开。

附图说明：

图1为本实用新型实施例电源漏磁变压器结构主视图。

图2为图1侧视图。

图3为本实用新型实施例用于溅射离子泵电源漏磁变压器工作线路联接示意图。

图4为本实用新型实施例电源漏磁变压器工作外特性曲线图。

实施例  同步辐射储存环200L／S溅射离子泵专用电源漏磁变压器，直流输出电压7000V和5000V，短路电流400mA

本实施例是本实用新型溅射离子泵电源漏磁变压器在同步辐射环200L／S溅射离子泵电源上应用的一种实施方案，本实施例电源漏磁变压器具有铁芯(2)ED32×32×80(mm)，其铁芯中柱截面32×50(mm)，窗口截面32×80(mm)，铁芯高112mm，宽128mm，厚50mm，其中柱上穿套有绕线架(4)，初级线圈(5)和次级线圈(6)分别依次，缠绕其上并经绕线架间隔绝缘支撑在铁芯中柱上，其中初级线圈共485圈，用直径为1．04mm铜导线绕制成，其间于347圈处设有一抽头，次级线圈共4080圈，用直径为0．38mm铜导线绕制，在初、次级线圈之间左、右两窗口部位的间隔中间各加装有硅钢片构成漏磁路(8)，在初、次级两线圈上、下两侧面与磁铁上、下内侧壁之间左、右两窗口部位处的间隔之中加装有绝缘垫(3)，在磁铁上、下两外表面上分别贴压配置有上、下两个型压板(7)，用四个长螺柱(1)，压紧变压器使令联成一体。

本实施例中，漏磁路(8)左、右各用17片32×64×0．35(mm)硅钢片叠加设置组成；加装绝缘垫(3)并调整其厚度以保证两线圈能被压紧并稳定支撑在铁芯内，可以防止使用中变压器因机振而产生的噪声。

本实施例电源漏磁变压器被设计成可具有一条理想的陡降的外特性曲线，并且能与X轴有一指定的在400mA处的交点，这样本实施例电源漏磁变压器可以设计得体积小，重量轻(见图4)，以最低的成本获得最佳的使用效果。

使用中本实施例电源漏磁变压器本体A要经一全波倍压整流滤波线路(B)再与溅射离子泵相连成回路，该全波倍压整流滤波线路联结原理图如图3所示，其中四个整流二级管选用技术参数为：10KV／0．5A；四个滤波电容选用技术参数为0．22μf／4KV；其上输出保护电阻选用参数为51Ω／10W；泄放电阻选用参数为20MΩ／6W；两个高压测量电阻选用参数为100MΩ／3W和10KΩ／1／2W，滤波电容为47μf／50V，使用前还应将检测和显示仪表等附机一并联成系统。

使用时，先将真空系统内用常规方法预抽真空达(1-10)^-2Pa，然后开启起动开关令初级线圈完全进入工作回路即变压器工作在5000V输出一档，这是启动阶段，溅射离子泵电源按外特性曲线(c)进行工作(见图4)，观察仪表当输出电流在4mA时即外特性曲线的(b)点即可用手动或机动转换开关使初级线圈转换到中间抽头，使变压器工作在7000V输出一档工作，这时变压器按图4中(a)表示的外特性曲线进行工作，如启动时电流突然增大到400mA时，即变压器短路运行。本实施电源变压器设计允许短路时间在10分钟以上。本实施例电源漏磁变压器在上述允许时间内即可沿外特性曲线(c)回升。

与现有技术相比本实施例电源漏磁变压器具有如下优点：

1．电源的外特性优良：具有一条良好的下垂的陡降的外特性曲线，与X轴在指定点相交，准确的限定短路电流。

2．电源的起动特性好：在起动点附近，电压较高，并且在起动过程里允许短路持续10分钟左右，使溅射离子泵起动得更好。

3．电源功率减小到溅射离泵电源视在功率(该200L／S溅射离子泵电源的视在功率为P₀=V₀I₀=7000×0．4=2800瓦)的30％以下，体积减小到相当于一个普通的500瓦功率的变压器的体积。提高了漏磁变压器的效率。比现有的最小的漏磁变压器的高度和宽度各减小28和32mm。

4．彻底消除了起动时的振动和噪声。

5．显著的减小了输出保护电阻，减小发热量。

6．使溅射离子泵电源的结构简化生产工艺简单，电源的外特性好，控制更容易。既节能又降低成本。因此本实用新型不仅具有技术上的先进性，更具有显著的经济意义。

本实用新型溅射离子泵电源漏磁变压器的性能比现有技术有重大的改进和提高，从而可保证溅射离子泵获得更高的工作质量。

Claims (2)

1．一种溅射离子泵电源漏磁变压器，其特征是：具有成型磁铁芯(2)ED32×32×80(mm)，其铁芯中柱截面32×50(mm)，窗口截面32×80(mm)，磁铁高112mm，宽128mm，厚50mm，其中柱上穿套有绕线架(4)，初级线圈(5)和次级线圈(6)分别依次，缠绕其上并经绕线架间隔绝缘支撑在铁芯中柱上，其中初级线圈共485圈，用直径为1．04mm铜导线绕制成，其间于347圈处设有一抽头，次级线圈共4080圈，用直径为0．38mm铜导线绕制，在初、次级线圈之间左、右两窗口部位的间隔中间各加装有硅钢片构成漏磁路(8)，在初、次级两线圈上、下两侧面与磁铁上、下内侧壁之间左、右两窗口部位处的间隔之中加装有绝缘垫(3)，在磁铁上、下两外表面上分别贴压配置有上、下两个型压板(7)，用四个长螺柱(1)，压紧变压器使令联成一体。

2．按照权利要求1所述的变压器，其特征是：漏磁路(8)左、右各用17片32×64×0．35(mm)硅钢片叠加设置组成。

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