Схема исполнения модулятора накачки прямая напряжения

В период разработки АЭ ГЛ-201 его энергетические параметры исследовались в основном для случая прямой схемы исполнения модулятора накачки. Практический КПД составлял 0,4-0,67%, средняя мощность излучения 10-18 Вт при ЧПИ 3-18 кГц. С целью повышения КПД и мощности излучения ГЛ-201 был проведен комплекс экспериментальных исследований с модулятором накачки, выполненным по схеме удвоения напряжения и сжатия импульсов тока (см. рис. 3.2, б, в), для разных конструкций генераторов паров меди и давлений буферного газа неона. [c.79]

Рис. 3.4. Зависимости температуры разрядного канала (/, 3) и внешней оболочки 2, 4) АЭ ГЛ-201 — а, напряжения на аноде тиратрона (5, 7) и электродах АЭ 6, 8) — б от давления неона с прямой схемой исполнения модулятора накачки (/, 2, 5, 6) и со схемой трансформаторного удвоения напряжения

Рис. 3.6. Осциллограммы импульсов напряжения (7), тока (2) и излучения (5) АЭ ГЛ-201 при разных давлениях неона с прямой схемой исполнения модулятора накачки а, б, в) и со схемой трансформаторного удвоения напряжения

Рис. 3.9. Зависимости средней мощности излучения суммарной (/), на зеленой (2) и желтой (5) линиях, температуры разрядного канала (4) и практического КПД (5) от мощности, потребляемой от выпрямителя, для АЭ ГЛ-201 с генераторами паров меди на молибденовой подложке с прямой схемой исполнения модулятора накачки при ЧПИ 10 кГц. Осциллограммы импульсов напряжения (6), тока разряда (7) и излучения (5)

Рис. 3.13. Зависимости КПД АЭ ГЛ-201 в установившихся (/, 2) и переходных (мгновенных) (3, 4) тепловых режимах от мощности, вводимой в АЭ с прямой схемой исполнения модулятора накачки (/, 3) и со схемой емкостного удвоения напряжения (2, ) 5 и б — КПД в режиме усилителя мощности

Зависимости средней мощности излучения лазера ЛГИ-202 от времени наработки при прямой схеме исполнения модулятора накачки и по схеме удвоения напряжения с 8-Ч циклическим режимом Рщл, Вт приведены на рис. 7.10. Время отключения лазера между циклами составляло 1 ч. При прямой схеме длительность испытания лазера с ЧПИ 10 кГц составила около 1850 ч, при схеме удвоения напряжения с ЧПИ 9 и 10 кГц — [c.191]

Рис. 3.2. Принципиальные электрические схемы исполнения высоковольтного модулятора наносекундных импульсов накачки а — прямая схема с тира-тронным коммутатором б — схема трансформаторного удвоения напряжения с звеном магнитного сжатия в и г — схемы емкостного удвоения напряжения с одним звеном (в) и с двумя звеньями (г) магнитного сжатия д — прямая

Рис. 3.3. Зависимости средней мощности излучения АЭ ГЛ-201 суммарной (/, 3) и на длине волны Л = 0,51 мкм (2, 4) и практического КПД (5, 6) от давления неона с прямой схемой исполнения модулятора накачки (/, 2, 5) при Рвыпр 2,5 кВт и со схемой трансформаторного удвоения напряжения (3, 4, 6) при Рвыпр 3,3 кВт с ЧПИ 9 кГц

Для АЭ ГЛ-201 с прямой схемой исполнения модулятора накачки при изменении давления неона от 40 до 250 мм рт. ст. суммарная средняя мощность излучения (кривая 1 на рис. 3.3, а) возросла с 10 до 15 Вт мощность на длине волны А = 0,51 мкм (кривая 2) — с 4,5 до 7,8 Вт практический КПД — с 0,4% до 0,6% (кривая 5 на рис. 3.3, б), а при изменении давления неона от 250 до 760 мм рт. ст. соответствующие значения мощности снизились до 10 Вт и до 4 Вт КПД — до 0,4%. То есть при pNe = 40 и 760 мм рт. ст. эффективность АЭ в 1,5 раза ниже, чем при рме = = 250-350 мм рт. ст. Низкая эффективность АЭ при низких давлениях неона обусловлена тем, что происходило рассогласование между элементами модулятора накачки и АЭ. При этом потери мощности на тиратроне из-за высокой степени перезарядки накопительной емкости (7нак возрастают (увеличивается анодное напряжение — кривая 5 на рис. 3.4, б) и вводимая в АЭ мощность уменьшается. Последнее приводит к снижению температуры разрядного канала с оптимального значения (Тк 1500 °С при рме — 250 мм рт. ст.) до 1450 °С, т. е. к снижению концентрации атомов рабочего вещества (меди) с 1,5 х X 10 до 0,85- 10 см — в 1,76 раза (рис. 3.5, кривая /). Поднять температуру канала при давлении 40 мм рт. ст. до оптимального значения не удалось даже при мощности, потребляемой от выпрямителя, равной 3,5 кВт, так как основная часть дополнительно вводимой мощности терялась в тиратроне. При этом резко возрастали стартовые потери и анод тиратрона разогревался до красного свечения . [c.80]

Рис. 3.12. Зависимости потерь мощности в тиратроне с тирактором (/, 2), в звене магнитного сжатия (5) и АЭ ГЛ-201 4, 5) от мощности, потребляемой от выпрямителя, с прямой схемой исполнения модулятора накачки (/, 4) и со схемой емкостного удвоения напряжения (2, 3, 5)

С точки зрения применения лазера для целей микрообработки материалов важным параметром является плотность мощности излучения в пятне фокусировки. С уменьшением радиуса зеркала плотность мощности сначала возрастает, достигая максимума, а затем убывает, стремясь к нулю (рис. 4.12, кривые 3, 4, 7). Возрастание плотности мощности (правые ветви кривых) связано с более резким уменьшением площади пучка в пятне фокусировки по сравнению с уменьшением мощности излучения, что хорошо согласуется с формулами (4.5) и (4.6). Левые ветви кривых, наоборот, соответствуют более быстрому падению мощности по сравнению с площадью. Для АЭ ГЛ-201 с прямой схемой исполнения модулятора накачки максимум плотности мощности приходится на R — 3 см (1 отн. ед. — см. кривую 3), со схемой удвоения напряжения — на i = 2 см (3 отн. ед. — кривая 4), а для АЭ ГЛ-201Д — на i = 1 см (11 отн. ед. — кривая 7). Таким образом, с улучшением условий возбуждения и удлинением АЭ максимум, возрастая по величине, перемещается в область малых радиусов кривизны. Оценки для короткофокусных оптических элементов (F = 3-5 см) показали, что при использовании промышленного АЭ ГЛ-201 с выпуклым зеркалом, имеющим R = 1-3 см, плотности пиковой мощности излучения в пятне фокусировки достигают 2 х X 10 Вт/см , а при использовании ГЛ-201 Д — до 2 10 Вт/см . Эти значения примерно на порядок больше, чем при работе с плоским резонатором, но на два порядка меньше, чем при работе с HP. [c.128]

При проведении экспериментальных исследований накачка АЭ осуществлялась от импульсного высоковольтного источника питания. Принципиальные электрические схемы модуляторов накачки этого источника питания показаны на рис. 3.2, а-е прямая схема исполнения модулятора (а) и схемы трансформаторного (б) и емкостного (е) удвоения напряжения со звеном магнитного сжатия импульсов тока. В схемах бив съем мощности излучения с АЭ увеличивается примерно в два раза. Но схема в более предпочтительна, так как она проще в конструктивном исполнении и в этом случае потребляется меньшая мощность (10% мощности теряется в трансформаторе). В этих трех схемах в качестве коммутатора использовался водородный тиратрон ТГИ1-2000/35, накопительный конденсатор имел емкость Снак = - 2200 пФ. [c.108]

Как видно из таблицы, при использовании тиратронного источника питания на базе двух ИП-18 с прямой схемой исполнения модуляторов средняя мощность излучения при ЧПИ 9 кГц составляла около 20 Вт, КПД излучателя — 0,67%, практический КПД (от выпрямителя источника питания) — 0,4% и КПД лазера (от сети) — 0,3%. При использовании схемы удвоения напряжения и магнитного сжатия импульсов соответствующие значения равны 33 Вт, 0,92%, 0,5% и 0,4%. В случае ламповых источников питания достигаются более высокие энергетические характеристики, так как формируемые ими импульсы тока имеют меньшую длительность ( 90 не) и более крутой фронт ( 40 не). При этом из-за коротких длительностей импульсов накачки мощность, потребляемая излучателем, выше и составляет 3,9 кВт (в случае тиратронных источников питания — 3 и 3,6 кВт для пря- Ризл, Вт мой схемы и для схемы удвоения 20 напряжения соответственно). [c.177]

Формируемые в модуляторе источника питания ИП-18 наносекунд-ные импульсы накачки с ЧПИ 8-12 кГц с помощью высоковольтного кабеля передаются в АЭ ГЛ-201 излучателя И ЛГИ-202 для его разогрева и возбуждения. На рис. 7.2 представлены осциллограммы импульсов напряжения и тока АЭ ГЛ-201 с исполнением модулятора накачки по прямой схеме и по схеме удвоения напряжения при ЧПИ 10 кГц. Высоковольтный импульсный кабель рассчитан на среднюю мощность до 4 кВт и не излучает помех в окружающее пространство. Он прошел длительные (более 2000 ч) испытания при работе с импульсами напряжения, имеющими амплитуду 20-25 кВ и длительность 90-120 не. Такой кабель состоит из высоковольтного провода ПВМР-10-2.5мс-12.5, трех изоляционных трубок ТВ-40(А) с диаметрами 14, 16 и 20 мм и двух металлических оплеток ПМЛ16-24. Жила высоковольтного провода медно-серебряная, сечение ее 2,5 мм , изоляция диаметром 12,5 мм выполнена из кремнийорганического материала. Сборка высоковольтного кабеля производится в следующей последовательности сначала на высоковольтный провод надевается изоляционная трубка с внутренним диаметром 14 мм, затем — трубка с диаметром 16 мм и оплетка, потом трубка с диаметром 20 мм и снова оплетка. Первая (внутренняя) оплетка кабеля используется в качестве обратного коаксиального токопровода, внешняя — в качестве экранной сетки. Трубки с диаметрами 14 и 16 мм предназначены для усиления изоляции между высоковольтным проводом и внутренней оплеткой, трубка с диаметром 20 мм — для изоляции оплеток друг от друга. Для предотвращения образования коронного разряда на концах кабеля они заливаются высоковольтным герметиком типа ВГО-1. Один конец [c.183]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...