DE1932182C3 - Device for the automatic control of a thermal electron beam system - Google Patents
Device for the automatic control of a thermal electron beam systemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung einer thermischen Elektronenstrahlanlage, die eine automatische Wiedereinschaltanordnung enthält, die mit Zeitverzögerungen zwischen dem Ausschalten und der nachfolgenden Einschaltung einer stromstabilisierten Speisequelle bei Kurzschlüssen in der Anlage arbeitet.The invention relates to a device for the automatic control of a thermal electron beam system, which contains an automatic restart arrangement, which with time delays between the switching off and the subsequent switching on of a current-stabilized supply source works in the event of a short circuit in the system.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Gattung (französische Patentschrift 1 518463) besitzt eine automatische Wiedereinschaltanordnung, die mit einem Zeitverzögerungsglied ausgerüstet ist und die ausgangsseitig an eine Steuerungseinheit der stromstabilisierten Speisequelle angeschlossen ist. Die Zeitverzögerung läßt sich so einstellen, daß beim Wiedereinschalten die Überschlagsfestigkeit der Elektronenkanone wieder erreicht ist. Die Abschaltung erfolgt jedoch mit einer Verzögerung, die lediglich der Ansprechzeit des Schutzsystems entspricht.A known device of this type (French patent specification 1 518463) has an automatic restart arrangement which is equipped with a time delay element and which is connected on the output side to a control unit of the current-stabilized supply source. The time delay can be adjusted in such a way that when it is switched on again, the flashover resistance of the electron gun is reached again. However, the switch-off takes place with a delay, which is only the response time of the protection system.
Beim Elektrodenüberschlag entsteht zwischen den Elektroden der Elektronenkanone eine Bogenentladung, die sich durch geringe Bogenleistung auszeichnet. Die dabei an den Elektroden ausgeschiedene Leistung ist nicht groß und ruft erfahrungsgemäß keine merkliebe Elektrodenzerstörung hervor. Die Brennstabilität der Lichtbogenentladung ist vom Verhältnis der Menge der Dämpfe und der im Metall gelösten Gase, die in den Zwischenelektrodenraum aus der Arbeitskammer der Anlage gelangen und die sich aus dem Elektrodenwerkstoff ausscheiden, und der Leistungsfähigkeit der Vakuumeinrichtung für die Elektrodenkanone abhängig. In mehreren Fällen ist die Lichtbogenentladung unruhig, und der Normalbetrieb der Elektronenkanone wird automatisch nach einem Zeitabschnitt wieder hergestellt. Die vorgenannte, bekannte Vorrichtung, bei der die Speisequelle ohne merkliche Verzögerung nach der Signalankunft im Schutzsystem abgeschaltet wird, ruft unter diesen Umständen unberechtigtes mehrmaliges Abschalten der Anlage hervor und führt zur Senkung der Leistungsfähigkeit sowie zum größeren Verschleiß der Schalteinrichtungen.When the electrode arrows, an arc discharge occurs between the electrodes of the electron gun, which is characterized by low arc power. The power excreted at the electrodes is not great and experience has shown that it does not cause any I love electrode destruction. The burning stability of the arc discharge is of the ratio the amount of vapors and gases dissolved in the metal that enter the interelectrode space from the Reach working chamber of the system and which are separated from the electrode material, and the performance of the vacuum device for the electrode gun. In several cases the Arc discharge restless, and normal operation of the electron gun is automatically after a Period of time restored. The aforementioned, known device in which the supply source without noticeable delay after the signal arrival in the protection system is switched off, calls under this Unauthorized multiple shutdowns of the system under certain circumstances and leads to a reduction in performance and greater wear and tear of the Switching devices.
Weiterhin ist die Vorwahl der Zeitverzögerung des Zeitverzögemngsgliedes für die Wiedereinschaltung problematisch, weil sich die Entionisierungszeit ändern kann.Furthermore, the preselection of the time delay of the Time delay element for restarting is problematic because the deionization time can change.
Der Erfindung liegt ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung die Aufgabe zugrunde, eine automatische Steuerung zu schaffen, die eine möglichst geringe Zahl und Dauer der AbschalOn the basis of a device of the type mentioned at the outset, the invention is based on the object of creating an automatic control which the smallest possible number and duration of the shuttering
tungen der Speisequelle gewährleistet. Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß die Wieder«, in -schaltanordnung mehrere unabhängig voneinander einstellbare Zeitverzögerungsglieder aufweist, vor. denen tiines die Ausschaltung jeweils um ein konstanthe supply source guaranteed. The solution consists according to the invention that the ", in" switching arrangement several independently of one another has adjustable time delay elements, before. which tiines the deactivation by a constant
ίο tes Zeitintervall verzögert und von denen die weiteren so einstellbar sind, daß die Zeitintervalle zwischen Aus- und nachfolgendem Einschalten anwachsen.ίο tes time interval delayed and of which the further are adjustable so that the time intervals between Turn off and then on again.
Vorteilhaft erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad derThe device according to the invention advantageously allows the performance and the efficiency of the
Anlage zu steigern, indem die Anzahl der Abschaltungen vermindert und die Wiedereinschaltung zunächst mit kurzer Zeitverzögerung versucht wird. Ein solches System ist natürlich nicht möglich bei einer spannungsstabilisierten Speisequelle, weil die verzö-Increase the system by reducing the number of shutdowns and initially attempting to reconnect with a short time delay. A Such a system is of course not possible with a voltage-stabilized supply source, because the delayed
ao gerte Abschaltung zu einer Starkstrom-Bogenentla dung führen würde.ao device shutdown to a heavy current arc discharge dung would lead.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail. It shows
as Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur automatischen Steuerung einer thermisciien Elektronenstrahlanlage,As Fig. 1 is a block diagram of the device for the automatic control of a thermal electron beam system,
F i g. 2 ein Zeitdiagramm für den Betrieb der in Fig. I dargestellten Anlage.F i g. FIG. 2 shows a time diagram for the operation of the system shown in FIG.
Eine thermische Elektronenstrahlanlage 1 wird von einer stromstabilisierten Speisequelle 2 gespeist, die von der Speisequellensteuerungseinheit 3 gesteuert wird.A thermal electron beam system 1 is fed by a current-stabilized supply source 2 which is controlled by the supply source control unit 3.
dereinschaltanordnung 4 elektrisch verbunden, die Zeitveniögerungsglieder aufweist. Die Zeitverzögerungsglieder sind als ein Mehrkreiszeitrelais (bzw. als mehrere Einkreis-Zeitrelais) ausgeführt; ihr Ausgang ist mit der Speisequellensteuerungseinheit 3 verbundereinschalteinrichtung 4 electrically connected, which has time delay elements. The time delay elements are designed as a multi-circuit time relay (or as several single-circuit time relays) executed; its output is connected to the supply source control unit 3 den.the.
Die aus Fig. 1 ersichtliche Vorrichtung funktioniert folgenderweise: Erfolgt in der Elektronenkanone der Elektronenstrahlanlage I ein Überschlag im Zeitpunkt f, (Fig. 2), so bewirkt das Zeitverzöge-The device shown in FIG. 1 functions as follows: If a rollover occurs in the electron gun of the electron beam system I Time f, (Fig. 2), the time delay causes
rungsglied die Abschaltung der sforastabilisierten Speisequelle 2 nach einem bestimmten Zeitabschnitt Atx, d.h., es bewirkt die Abschaltung nur, wenn ein länger andauernder Kurzschluß entsteht. Bei einer stromstabilisierten Speisequelle ändert sich dieApproximation element the shutdown of the sforastabilisiert supply source 2 after a certain period of time At x , that is, it causes the shutdown only when a long-lasting short circuit occurs. In the case of a current-stabilized supply source, the
so Stromstärke im Stromkreis der Speisequelle beim Kurzschluß der Belastung nicht. Infolgedessen beeinflußt zwar der Kurzschlußzustand den Normalablauf des technologischen Vorganges, ruft aber keine merkliche Elektrodenzerstörung hervor.so amperage in the circuit of the supply source when the load is short-circuited. As a result, although the short-circuit condition affects the normal process of the technological process, but does not cause any noticeable electrode destruction.
Die erste automatische Wiedereinschaltung der Anlage 1 erfolgt nach einem Zeitabschnitt At2. Wenn bis zum Zeitpunkt t} die Überschlagsfestigkeit der Anlage 1 nicht ihren Nennwert wieder erreicht, so wird die Anlage 1 im Zeitpunkt I4 wieder abgeschalThe first automatic restart of system 1 takes place after a period of time At 2 . If the flashover strength of installation 1 does not reach its nominal value again by time t }, installation 1 is shut down again at time I 4 tet. Die zweite automatische Einschaltung der Anlage erfolgt nach dem Zeitabschnitt At4. Erreicht die Überschlagsfestigkeit der Anlage lin dieser Zeit oder im Laufe der Zeit At5 den kurzschlußfreien Zustand nicht, so wird die Anlage im Zeitpunkt f6 abgeschaltettet. The second automatic switch-on of the system takes place after the period At 4 . If the flashover strength of the installation does not reach the short-circuit-free state during this time or in the course of time At 5 , the installation is switched off at time f 6 und die Wiedereinschaltung erfolgt erst nach Ablauf der Zeit At6. and it is switched on again only after the time At 6 has elapsed.
Ebenso wie für die Brennstabilität der Lichtbogenentladung die Zeit ist, in der die ÜberschlagsfestigkeitThe same as for the burning stability of the arc discharge is the time in which the flashover strength
der Elektronenkanone ihren Nennwert wieder erreicht, ist das Verhältnis der Menge der Dämpfe und der im Metall gelösten Gase, die in den Elektrodenzwischenraum aus der Arbeitskammer der Anlage gelangen und die sich beim Lichtbogenbrennen aus dem Elektroden werkstoff ausscheiden. Durch den beschriebenen Wiedereinschaltzyklus wird die Überschlagsfestigkeit der Elektronenkanone mit großer Sicherheit vor einer Wiedereinschaltung erreicht.the electron gun reaches its nominal value again, is the ratio of the amount of vapors and the gases dissolved in the metal that get into the space between the electrodes from the working chamber of the system and which precipitate out of the electrode material during arc burning. Through the described Restart cycle, the flashover resistance of the electron gun will be with great certainty reached before restarting.
In den Fällen, in denen die Überschlagsfestigkeit des Zwischenelektrodenraumes ihren Nennwert in der Zeit Alh oder At1 nicht erreicht, wird die Anlage im Zeitpunkt fK wieder abgeschaltet. Gleichzeitig erfolgt auch die Abschaltung der Wiedereinschaltanordnung 4. Die nachfolgende Einschaltung der Anlage kann nur von Hand erfolgen.In those cases in which the flashover strength of the intermediate electrode space does not reach its nominal value in the time Al h or At 1 , the system is switched off again at the point in time f K. At the same time, the reclosing arrangement 4 is switched off. The system can only be switched on manually.
Die erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung weist somit eine begrenzte Anzahl von Wiedereinschaltzyklen auf, wobei diese Aruahl auf Grund der Betriebserfahrung der Avilage näher bestimmt werdenThe device constructed according to the invention thus has a limited number of restart cycles on, whereby these Aruahl are determined on the basis of the operational experience of the Avilage
kann. , . .can. ,. .
Wenn in den Zeitabschnitten Att nach der ersten Wiedereinschaltung oder At9 nach der zweiten Wiedereinschaltung in der Anlage keine Überschlage erfolgen, so erreicht die Wiedereinschaltanordnung 4 mittels des Zeitverzögerungsgliedes und der bteuerungseinheit 3 wieder ihren Anfangszustand, der dem Zeitpunkt t0 entspricht.If there is no flashover in the system in the time periods At t after the first reclosing or At 9 after the second reclosing, the reclosing arrangement 4 returns to its initial state by means of the time delay element and the control unit 3, which corresponds to time t 0 .
, Die Zeitabschnitte At11 At1, Ar4, At6 und 2Vi1,, werden unabhängig voneinander erfahrungsgemäß optimal eingestellt.Experience has shown that the time segments At 11 At 1 , Ar 4 , At 6 and 2Vi 1 ,, are optimally set independently of one another.
Es ist darauf hinzuweisen, daß durch die Wahl der Stufung der Zeitintervalle zwischen dem Aus- undIt should be pointed out that the choice of the graduation of the time intervals between the off and
nachfolgendem Einschalten nach der Ungleichung A r„ > A tt > A U eine große Betriebsstabüitat der Anlage gewährleistet wird. Durch Beobachtung kann der Betrieb der Anlage auf Grund des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips optimiert werden.subsequent switching on according to the inequality A r "> A t t > AU a high operational stability of the system is guaranteed. The operation of the system can be optimized by observation on the basis of the principle on which the invention is based.
Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
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Cited By (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |