DE2325786A1 - ARRANGEMENT FOR REGULATING THE OPERATING PARAMETERS OF AN ELECTRON BEAM GENERATOR - Google Patents

ARRANGEMENT FOR REGULATING THE OPERATING PARAMETERS OF AN ELECTRON BEAM GENERATOR

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    • G05F1/44Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only

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Description

735o4735o4

LEYBOLD-HERAEUS-GmbH & Go. KG. 5ooo KÖLN 51 Bonner Straße 5o4LEYBOLD-HERAEUS-GmbH & Go. KG. 5ooo COLOGNE 51 Bonner Strasse 5o4

PatentanmeldungPatent application

11 Anordnung zur Regelung der Botrlebsparnmofcor oiticm Elektronenstrahlerzeugers " 11 arrangement for regulating the botrlebsparnmofcor oiticm electron gun "

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung sur Regelung der Betriebsparameter eines Elektronen-Strahlerzeugers, insbesondere für Zwecke des Verdampf ens, Schmelzens, Schweissens, Schneidens und Bohrens, bestehend aus einer unmittelbar beheizbaren Hilfskatode und einer mittelbar durch die Hilfskatode beheizbaren Hauptkatode mit Mitteln zur Rück-The invention relates to an arrangement for regulating the operating parameters of an electron beam generator, especially for purposes of evaporation, melting, welding, cutting and Drilling, consisting of a directly heatable Auxiliary cathode and one indirectly through the auxiliary cathode heatable main cathode with means for back-

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führung eines dem Emissionsstrom der Hauptkatode entsprechenden Signals in den Regelkreis, wobei der Hilfskatode eine Regeleinrichtung für die Energieversorgung vorgeschaltet ist.leading a signal corresponding to the emission current of the main cathode into the control loop, the Auxiliary cathode a control device for the energy supply is connected upstream.

Indirekt beheizte Katoden für Elektronenstrahlsysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie den direkt beheizten Katoden hinsichtlich Leistungsdichte und Standzeit merklich überlegen sind. Hierbei ist von Bedeutung, daß sich die Standzeit einer Katode umgekehrt proportional zu der ihr aufgezwungenen Leistungsdichte verhält. Indirekt beheizto Katoden sind auch woniger empfindlich (JO(JOnUbGr Einflüssen des zu bonrboitendon bzw. bohnmlolndcn Guts. Es hat daher nicht an Vorsuchon goifohlt, direkt bohoizto Kloktrononstrahlsyatonte von Hochleistungskanonon durch indirekt bohoiiste KU ersotzen. Ein orhobliohos Hindernis auf cUosom Wcißo Ist jodoch das unfionugondo ItogolvorhalbiMi dar indirekt bolus l^baruu Kanonon«Indirectly heated cathodes for electron beam systems are becoming increasingly important because they are noticeably superior to the directly heated cathodes in terms of power density and service life. Here It is important that the service life of a cathode is inversely proportional to that imposed on it Power density behaves. Indirectly heated cathodes are also less sensitive (JO (JOnUbGr Influences of the bonrboitendon resp. Bohnmlndcn Guts. It therefore has no presuchon goifohlt, directly bohoizto Kloktrononstrahlsyatonte replaced by high-performance canonon with indirectly bohoist KU. An orhobliohos obstacle on cUosom Wcißo Is jodoch the unfionugondo ItogolvorhalbiMi dar indirect bolus l ^ baruu canon "

Eino Anordnung der eingangs bofichriobonen Art jjohttrfc borolts sr.um Stande dor Tnchnlk (I)T-I)M I fKlfi 71o). Boi dor dort beschriebenen Schaltuugn wird das rückgeführte Signal, da.ci dom strom der Ilauptkatode entspricht, einer Parallelanordnung von Stellgliedern für beide Katoden aufgeschaltet. Hierbei wird jedoch immer nur oin Regelkreis wirksam, so daß sich eine Verstärkungswirkung höheren Grades ergibt. Eine Stabilisierung^ des bekannten Regelsystems ist praktisch nicht möglich, so daß eine erhebliche Schwingungsneigung beim Auftreten von Regelhandlungen in Kauf genommen werden muß. Hierbei ist insbesondere von Bedeutung,An arrangement of the initially Bofichriobonen kind jjohttrfc borolts sr.um Stande dor Tnchnlk (I) TI) MI fKlfi 71o). Boi dor circuit described there is the fed back signal, da. c i dom current corresponds to the main cathode, connected to a parallel arrangement of actuators for both cathodes. In this case, however, only one control loop is always effective, so that there is a higher degree of amplification. A stabilization ^ of the known control system is practically impossible, so that a considerable tendency to oscillate when control actions occur must be accepted. It is particularly important here

MDomamAi. 40985 1/0408MDomamAi. 40985 1/0408

daß Elektronenstrahlkanonen für Zwecke des Schmelzens und Materialbearbeitens spontanen Änderungen der Betriebsparameter unterliegen. Bei der bekannten Anordnung beeinflußt der Regelkreis außerdem die Beschleunigungsspannung an der Hauptkatode. Damit ändern sich die Elektronengeschwindigkeiten und notwendigerweise auch die Strahlfokussierung. Gerade die Strahlfokussierung für den Emissionsstrom der Hauptkatode aber soll bei bestimmten Bearbeitungsvorgängen möglichst unverändert bleiben. Schließlich ist bei dem bekannten System auch keine Vorsorge für ·: die Vermeidung von Totzeiten in den einzelnen Teilsystemen getroffen worden.that electron beam guns for purposes of melting and material processing are subject to spontaneous changes in operating parameters. With the known arrangement the control loop also influences the acceleration voltage at the main cathode. This changes the electron speeds and necessarily also the beam focusing. Especially the beam focusing for the emission current of the However, the main cathode should remain as unchanged as possible during certain processing operations. In the end In the known system, there is also no provision for ·: Avoiding dead times in the individual subsystems been hit.

Dor Erfindung liegt die Aufgabe sr.uttrunde, dia dom bekanntem System anhaftenden Nnclitoilo asu vormoidon Und eine.Schaltungsanordnung für ein indirekt beheiztes Katodensystem anzugeben, die sich durch RUtofi Stabilitütsverhalten, "kurv.o Ansprechzeiten, Kori.ii{;o Koi;n I abweichungen und öl no loichtu Inbotriob« nutuiiu jiO{>onübor dom Stundu ilor Tur-huik auMKolchnot.The invention is based on the task sr.uttrunde, dia dom known system adherent Nnclitoilo asu vormoidon And a circuit arrangement for an indirectly heated cathode system, which is characterized by RUtofi stability behavior, "kurv.o response times, Kori.ii {; o Koi; n I deviations and oil no loichtu Inbotriob «nutuiiu jiO {> onübor dom Stundu ilor Tur-huik auMKolchnot.

Dio Lttmtni; dor (jostollten Auffiubo orfolßt bei dor oinfjaniiM btuichriobonen Anordnung ürfimlunirilf'iii/lM dadurch, daß die Regeleinrichtung* für dio HilfΗ» katodo aus 3 in Reihe geschal toten Εΐηκο] rojiluvn besteht und daß getrennte Signale, dio a) dor Uoschleunigungsspannung"der Hilfskatodo, b) dom Emissionsstrom der Hilfskatode und c) dem Kmissionsstrom der Hauptkatode entsprechen, dem Eingang eines jeden Einzelreglers aufgeschaltet sind. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird die gestellte Aufgabe voll erfüllt. Die Anordnung weist ein ausgezeichnetes Stabilitätsverhalten bei Eingriffen inDio Lttmtni; dor (jostollten Auffiubo orfolasst bei dor oinfjaniiM btuichriobonen arrangement ürimlunirilf'iii / lM in that the control device * for the help » katodo from 3 peeled dead Εΐηκο] rojiluvn exists and that separate signals, dio a) dor Uoschacceleration voltage "the Auxiliary Katodo, b) dom Emission current of the auxiliary cathode and c) the emission current correspond to the main cathode, are connected to the input of each individual controller. With the invention Arrangement, the task set is fully fulfilled. The arrangement shows an excellent Stability behavior when interfering with

BAD ORIGINAL 409851 /0408 - 4 -ORIGINAL BATHROOM 409851/0408 - 4 -

die Betriebsparameter auf. Es erfolgt eine sofortige, überschwingungsfreie Einstellung auf sprunghafte Änderungen vorprogrammierter Werte. Durch Konstanthaltung der Beschleunigungsspannung der Hauptkatode unterliegt hierbei die Strahlfokussierung keinen unerwünschten Veränderungen. Die systemimmanenten Totzeiten können zwischen den in Reihe geschalteten Einzelreglern jeweils unterdrückt werden, so daß sich keine Addition der Totzeiten ergibt. Jede der einzelnen Störgrößen wird für sich genommen zurückgeführt, so daß jeder der dadurch gebildeten flegelkreise für sich stabilisiert werden kann. Außerdem kann jeder Kreis eine getrennt© Spannung- bzw. Strombegrenzung auf vorher einstellbare, individuolle Worto erhalten.the operating parameters. An immediate, Setting without overshoots for sudden changes in preprogrammed values. By keeping it constant the acceleration voltage of the main cathode is not subject to any undesired beam focusing Changes. The system-immanent dead times can be between those connected in series Individual controllers are suppressed so that there is no addition of the dead times. Every of the individual disturbance variables is taken back, so that each of the resulting flail circles can be stabilized by themselves. In addition, each circuit can have a separate © voltage resp. Current limitation to previously adjustable, individual Worto received.

Die Unterdrückung der Totzeiten erfolgt gemäß tier weiteren Erfindung dadurch, daß den Eingängen i\ov iSinssolroglur je oine, vorzsuRHwoiso veriindnrbat'ci Hpniimingnquollü sMiKOorcltiot ist, deren PoluriUit (toi'JoiilKuü dos rUck^nführ ton HignalB ontgogoiigoBotzt 1st. Die SpniinuiiKnquollo kann dabei boi»pioieweise von ο ilium uiiLor .Spannunn Stohondon Vorstollwidorstand gobilciot worden,The suppression of the dead times takes place according to a further invention in that the inputs i \ ov iSinssolroglur je oine, vorzsuRHwoiso veriindnrbat'ci Hpniimingnquollü sMiKOorcltiot, whose PoluriUit (toi'JoiilKuü dos back can be »Pioiewewise from ο ilium uiiLor .Spannunn Stohondon Vorstollwidorstand been gobilciot,

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindunßsgegenatnndes und seine Wirkungsweise seien nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben.An embodiment of the subject matter of the invention and its mode of operation are described in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Anordnung einschließlich der wesentlichsten Teile einer Elektronenstrahlkanone in schematischer Darstellung undFIG. 1 shows an arrangement according to the invention including the most essential parts of an electron beam gun in schematic representation and

BAD ORSGlMALBAD ORSGlMAL

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Figur 2 Diagramme von Emissionsströmen der Haupt- und Hilfskatode in Abhängigkeit von Heizstrom bzw. Emissionsstrom der Hilfskatode.Figure 2 diagrams of emission flows of the main and Auxiliary cathode depending on the heating current or emission current of the auxiliary cathode.

In Figur 1 ist mit Io eine indirekt behelslbare Elektronenstrahlkanone eines Typs bezeichnet, wie er für Schmelz- und Verdampfungszwecke eingesetzt wird. Die Kanone besteht aus einer direkt beheizbaren Hilfskatode 11, einer indirekt beheizbaren Hauptkatode 12, einer Beschleuhigungsanode 13 und einer Fokussierungslinse 14. Im Betrieb sendet die Hilfskatode 11 einen Emissionsstrom ie^ aus, durch den die Hauptkatode 12 auf die gewünschte Betriebstemperatur gebracht wird. Richtung und Leistung des Heizeloktronenstroms 15 werden durch dio Beschleunigungsspannung u* zwiachon llJLli's- und liauptkatodo bestimmt. Die Hauptkatodo 12 sendet ihrerseits unter dem Einfluß ihrer Uotriebßtemperatur und otnor Potontialdifferenz ua «ur Beschleuniguiigsnnodo 13 ο in Elektronenbündol .16 aus, das durch eiiio * nloktrütnuguotlncho FolutßMltirunu'Mllnee 14 / fokimaloi'l wird, Üio FokuaHioj'UiiKHWli'kuiiK i sich durch Vorttnderung des an den Klummon 49 goloßton Fokiisaierungsstromoa booiaf Siiiniu Kloktrononbündol 16 trifft schlioülich nuf-ilnn zu behandolndo Gut 17, beispielsweise ο Ine KU schmelzende und/oder zu verdampfondo Motallmungo auf, wobei sich die Strahlenergie in Wärme umwandelt. Das Gut 17 befindet sich in einem elektrisch leitenden Behälter 18, der einen Anschluß 19 besitzt. Dieser Anschluß 19 steht über den Shunt 41 mit der Anodenseite des Gleichrichters 47 in- Verbindung. Über die Leitung 2o wird dem Regelsystem der Istwert des Emissions, stromes der Hauptkatode zugeführt. EinzelheitenIn FIG. 1, Io denotes an electron beam gun which can be handled indirectly, of the type used for melting and evaporation purposes. The cannon consists of a directly heatable auxiliary cathode 11, an indirectly heatable main cathode 12, an acceleration anode 13 and a focusing lens 14. During operation, the auxiliary cathode 11 emits an emission current ie ^ by which the main cathode 12 is brought to the desired operating temperature. The direction and power of the heating electron current 15 are determined by the acceleration voltage u * between llJLli's and liauptkatodo. The main katodo 12, for its part, sends out under the influence of its drive temperature and otnor potential difference u a «ur acceleration 13 ο in electron bundle .16 , which becomes through eiiio * nloktrütnuguotlncho FolutßMltirunu'Mllnee 14 / focimaloi'lHWli'Uio Fokuuuiii'Uii'lio Pre-change of the focussing current to the Klummon 49 big tone booiaf Siiiniu Kloktrononbündol 16 finally only needs to be treated 17, for example ο Ine KU melting and / or to evaporated Motallmungo, whereby the beam energy is converted into heat. The good 17 is located in an electrically conductive container 18 which has a connection 19. This connection 19 is connected to the anode side of the rectifier 47 via the shunt 41. The actual value of the emission current from the main cathode is fed to the control system via line 2o. details

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der Kanone Io, ihrer Anwendung und der Einflüsse ihrer Betriebsparameter sind jedoch Stand der Technik, so daß sich ©in weiteres Eingehen hierauf erübrigt.the cannon Io, its application and the influences of its However, operating parameters are state-of-the-art, so there is no need to go into further details.

Der Hilfskatode 11 ist über die Leitungen 21 und 22 ein Transformator 23 vorgeschaltet, der den Heizstrom ih und die Heizspannung für die Hilfskatode 11 liefert. Die Heizstromversorgung erfolgt über die Anschlußklemmen 48. Die Anschlußspannung kann stabilisiert sein. Durch Anschluß der Sekundärseite des Transformators 23 über eine Leitung 31 und der Hauptkatode 12 über eine Leitung 32 an einen Gleichrichter 34 mit Transformator 33 kann zwischen Hilfskatode 11 und Hauptkatode 12 eine Potentialdifferenz u* erzeugt werden, die als Beschleunigungsspannung für den Iioizoloktronenatrom 15 dient. Klemmen 35 dienen zum Anschluß dos Systems an oino Spannungsversorgung. Auf dor Primärseite des Transformators 33 befindet sich zur Regelung der Beschlounißungs.spaniutng und damit dor Heizleistung ein Thyristorfitollor 24, dom dio bniiotlKtun S teuer impulse von uliinm (Uiturateuormitss 25 SftUHoführt worden. Dur Qiltüi'Htuuureubz erhült soiiu.ir.Mu.ltH din erfordorlichon Regols I Ktiülo von einem BeschlcuuvlgimKBHpannunRflroglor 26, Kin dor BeschleunisiuiiKsapfiimuMii u. prnportionnlos Signal wird über die Lüitung 2ü aui clun Mischpunkt 29 des BeschleunigungsspnnnungfU'otctora 26 zurückgofUhrt. Durch diese Rückführung wird erreicht, daß die Beschleunigungsspannung und damit dio Temperatur der Hauptkatode 12 auf vorgegebene Werte begrenzt werden kann. Dem rückgeführten Signal wird außerdem eine Kompensationsspanmingsqueile entgegengeschaltet, durch welche die systembedingten Totzeiten der Kanone vermindert und die Anspreciigeschwindigkeiten erhöht werden. Die erforderliche Korapensationsspannungsquelle enthält im vorliegenden Fall einen Verstellwiderstand 3o. A transformer 23, which supplies the heating current i h and the heating voltage for the auxiliary cathode 11, is connected upstream of the auxiliary cathode 11 via the lines 21 and 22. The heating current is supplied via the connection terminals 48. The connection voltage can be stabilized. By connecting the secondary side of the transformer 23 via a line 31 and the main cathode 12 via a line 32 to a rectifier 34 with transformer 33, a potential difference u * can be generated between the auxiliary cathode 11 and the main cathode 12, which serves as an acceleration voltage for the Iioizoloktronenatrom 15. Terminals 35 are used to connect the system to the oino power supply. On the primary side of the transformer 33 there is a thyristor filter 24, dom dio bniiotlKtun S expensive impulses from uliinm (Uiturateuormitss 25 SftUHof Regols I Ktiülo from an accelerator voltage regulator 26, child acceleration chamber and proportional signal is transmitted via the line 2 to the mixing point 29 of the accelerator voltage detector 26 and thus the acceleration voltage is returned to the main catalytic converter 12 The returned signal is also counteracted by a compensation voltage source, by means of which the system-related dead times of the cannon are reduced and the response speeds are increased 3o.

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Der Emissionsstrom i ., der Hilfskatode 11 teilt sich auch der Primärseite des Transformators 33 mit uad wird auch von dort über einen Wandler 36 und eine Leitung 37 sum Mischpunkt 38 des Emissionsstromreglers 30 zurückgeführt, der dem Beschleuaigungsspannungsregler 26 vorgeschaltet ist, d.h., das Ausgangssignal des Eraissionsstromreglers 39 ist das Sollwertsignal für den unter lagerten Beschleunigungsspannungsregelkreiso Durch die'Rückführung des Emissionsstroms i , wird erreicht- daß dieThe emission current i., The auxiliary cathode 11 also divides the primary side of the transformer 33 with uad also becomes fed back from there via a converter 36 and a line 37 to the mixing point 38 of the emission current regulator 30, which is connected upstream of the acceleration voltage regulator 26, i.e., the output of emission current regulator 39 is the setpoint signal for the underlying acceleration voltage control loop Through the 'repatriation of the emission current i, it is achieved that the

ei ·egg

Emissionsstromstärke des Hilfskatodenkreises und damit die Temperatur der Hauptkatode 12 auf gebene Werte begrenzt werden kana» Analog Ordnung am Eingang des Heizstromreglers 26 wi¥ä auch hier dom Mischpunkt 38 des Emissionsstromreglers 30 eiae Komponsationsspannungsquelle mit Verstellv/iderstand 43 aufgeschaltet, wodurch die Totzeit des Hauptkatodonsyatems eliminiert werden kana«, J©de Eaderung des Emissionsstroras i - teilt sich damit auch sofort dom B»3chleunigungsspanmingsregler 26 aiii und führt Inl'ol{jodessen zur joweils erforderlichen Vergrößerung odoi· Verkleinerung der Beschleunigungsspannung d©r Hiii'äkfttode.Emission current strength of the auxiliary cathode circuit and thus the temperature of the main cathode 12 can be limited to given values. Analogous order at the input of the heating current regulator 26 wi ¥ ä also here at the mixing point 38 of the emission current regulator 30 a compensation voltage source with adjustment resistor 43 is connected, whereby the dead time of the main cathode system is eliminated are kana «, J © de Eaderung des Emissionsstroras i - thus also immediately divides dom B» 3acceleration voltage regulator 26 aiii and leads Inl'ol {iodessen to the respectively required increase odoi · decrease of the acceleration voltage of the Hiii'äkfttode.

Dom limissionsstromregler- 30 für di© Hilfskatode 11 ist oin Einissionsstromregler 4o für die Regelung des Emlssionsstromos der Hauptkatode 12 vorgeschaltet, d.h. das Ausgangssignal des Emissionsstromreglers 4© ist das Sollwertsignal für den unterlagerten Emissionsstromregelkreis der Hilfskatode« Dem Mischpunkt 42 des Reglers 4o werden neben dem Sollwertsignal 44 ein dem Emissionsstrom i . der Hauptkatode 12 bzw. uem Strahlstrom des Elektronenbündels 16 entsprechendes Regelsignal über die Leitung 2o zugeführt, die über einen Shunt 41 - zur Erzeugung eines Spannungsabfalles für die Messung - mit dem Anschluß 19 am Behälter 18 inDome emission current regulator 30 for the auxiliary cathode 11 is oin emission current regulator 4o for the regulation of the emission current of the main cathode 12, ie the output signal of the emission current regulator 4 © is the setpoint signal for the subordinate emission current control loop of the auxiliary cathode «The mixing point 42 of the controller 4o are in addition to the setpoint signal 44 a to the emission current i. the main cathode 12 or uem beam current of the electron beam 16 is supplied via the line 2o corresponding control signal, which via a shunt 41 - to generate a voltage drop for the measurement - with the terminal 19 on the container 18 in

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Verbindung steht. Jede Änderung des Sollwertes der Emissionsströme der Haupt- und Hilfskatode teilt sich, damit sofort dem Emissionsstromregler 39 und dem Beschleunigungsspannungsregler 26 mit. Um durch schnelle Änderung des Sollwertsignals 44 die Katode nicht zu stark dynamisch zu beanspruchen, kann dem Mischpunkt 42 ein die Anstiegsgeschwindigkeit des Sollwerts begrenzendes Glied 5o vorgeschaltet werden.Connection. Any change in the nominal value of the emission currents of the main and auxiliary cathode divides itself, so immediately the emission current regulator 39 and the acceleration voltage regulator 26 with. To get through rapid change of the setpoint signal 44 not to stress the cathode too strongly dynamically, can Mixing point 42, a member 5o limiting the rate of increase of the setpoint value can be connected upstream.

Die Versorgung der Kanone mit Hochspannung erfolgt über die Anschlußklemmen 45, den Dreiphasentransformator 46 und den Gleichrichtersatz 47. Vei Versorgung mehrerer Kanonen durch eine Spannungsquelle wird für das Rückftihrungssignal zweckmäßig ein auf der Hochspannungsseite des Transformators angeordneter Wandler benutzt.The cannon is supplied with high voltage via the connection terminals 45, the three-phase transformer 46 and the rectifier set 47. With the supply of several cannons from one voltage source is appropriate for the return signal on the Used converter located on the high voltage side of the transformer.

Figur 2 zeigt den funktionellen Zusammenhang der einzelnen Betriebsparameter des Kanonensystems. Figur 2a gibt die Abhängigkeit dos Emissionsstroms i der Hilfskatode 11 von der Höhe der Beschleunigungsspannung u- wieder. Der Emissionsstrom gehorcht der Sohottky-Langmuir1sehen Raumladungsgleichung, wonachFIG. 2 shows the functional relationship between the individual operating parameters of the gun system. FIG. 2a shows the dependence of the emission current i of the auxiliary cathode 11 on the level of the acceleration voltage u-. The emission current obeys the Sohottky-Langmuir 1 see space charge equation, according to which

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gilt: i - - u- ' . Je nach Emission der Katode wird die Sättigung (übergang des Emissionsstromes in dio Waagerechte) bei kleineres oder größeres Spannung uerreicht. Figur 2b zeigt die Abhängigkeit des Emissionsstromes i „ der Hauptkatode 12 vom Emissionsstrom iel der Hilfskatode 11. In Figur 2c ist praktisch eine überlagerung der Kurven gemäß Figur 2a und 2b dargestellt, nämlich die Abhängigkeit däesEmissionsstromes ί&2 der Hauptkatode 12 von der Beschleunigungsspannung u~ der Hilfskatode. Es ist erkennbar, daß die Einzelglieder des Kanonensystems regelungstechnisch gesehen mit Totzeiten und einem Proportionalitätsverhalten behaftet sind. Zur
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the following applies: i - - u- '. Depending on the emission of the cathode, saturation (transition of the emission current to the horizontal) is reached with a lower or higher voltage. Figure 2b shows the dependence of the emission current i "of Hauptkatode 12 11 2c of the emission current i el of Hilfskatode shows a superposition of the curves is practically shown in FIG 2a and 2b, namely the dependence däesEmissionsstromes ί & 2 of Hauptkatode 12 and of the acceleration voltage ~ the auxiliary code. It can be seen that the individual elements of the cannon system, viewed in terms of control technology, are subject to dead times and a proportionality behavior. To the

40 9 8 51/0408 bad originai.40 9 8 51/0408 bad originai.

Eliminierung der Totzeiten dienen die mittels der Verstellwiderstände 3o und 43 an die Mischpunkte 29 bzw. 38 angelegten Signale, die im Falle der Figur 2 beispielsweise jeweils den mit (A) bezeichneten Wert haben. Die Wirkung ist die, daß der O-Praikt des Koordinatensystems auf den jeweiligen Punkt (A) verschoben wird, was in Figur 2 c durch die zweite Ordinate 51 veranschaulicht ist.The dead times are eliminated by means of the adjustment resistors 3o and 43 at the mixing points 29 or 38 applied signals, which in the case of FIG. 2, for example, each have the value designated by (A) to have. The effect is that the O-Praikt des Coordinate system is shifted to the respective point (A), which is shown in Figure 2c by the second Ordinate 51 is illustrated.

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Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: /l.J Anordnung zur Regelung der Betriebsparameter eines Elektronenstrahlerzeugers, insbesondere für Zwecke des Verdampfens, Schmelzens, Schweissens, Schneidens und Bohrens, bestehend aus einer unmittelbar beheizbaren Hilfskatode und einer mittelbar durch dlfdie Hilfskatode beheizbaren Hauptkatode mit Mitteln zur Rückführung eines dem Emissionsstrom der Hauptkatode entsprechenden Signals in den Regelkreis, wobei der Hilfskatode eine Regeleinrichtung für die Energieversorgung vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung für die Hilfskatode (11) aus drei in Reihe geschalteten Einzelreglern (26,39,4o) besteht und daß getrennte Signale, die/ lJ Arrangement for regulating the operating parameters of an electron beam generator, in particular for the purposes of evaporation, melting, welding, cutting and drilling, consisting of a directly heatable auxiliary cathode and a main cathode that can be heated indirectly through the auxiliary cathode with means for feeding back a signal corresponding to the emission current of the main cathode , characterized the control circuit, wherein the Hilfskatode is preceded by a regulating device for the power supply, that the control device for the Hilfskatode (11) consists of three series-connected individual controllers (26,39,4o) and in that separate signals a) der Beschleunigungsspannung der Hilfskatodea) the acceleration voltage of the auxiliary cathode b) dem Emissionsstrom der Hilfskatode undb) the emission current of the auxiliary cathode and c) dem Emissionsstrom der Hauptkatode entsprechen, dem Eingang eines jeden Einzelreglers ausgeschaltet sind.c) correspond to the emission current of the main cathode, the input of each individual regulator are turned off. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingängen der Einzelrogler (26,39) je eine vorzugsweise veränderbare Kompensaiionsspatinungaquelle zugeordnet ist, deren Polarität derjenigen des rückgeführten Signals entgegengesetzt ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the inputs of the individual controllers (26,39) are each assigned a preferably changeable Kompensaiionsspatinungaquelle whose polarity is opposite to that of the returned signal. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischpunkt (42) ein die Anstiegsgeschwindigkeit des Sollwerts begrenzendes Glied (5o) vorgeschaltet ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the mixing point (42) is connected upstream of a member (5o) limiting the rate of increase of the setpoint value. 409851/04 08409851/04 08
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