脈沖電弧離子源自動(dòng)控制系統(tǒng)研制.pdf

1、脈沖真空電弧離子鍍膜技術(shù)因其不易形成液滴，具有高離化率、高離子能量、高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)，日益得到普遍重視及應(yīng)用。目前脈沖電弧離子源自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)在國(guó)內(nèi)尚屬首次，課題以研究脈沖真空電弧離子源為基礎(chǔ)，著重基于PLC來(lái)對(duì)脈沖電弧離子源自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研制。 脈沖電弧離子鍍是把真空電弧放電用于電弧蒸發(fā)源的鍍膜技術(shù)，采用輔助觸發(fā)電極法，即在陰極與陽(yáng)極構(gòu)成的主回路之間加入了引燃極、起弧1、起弧2三級(jí)輔助電極，使他們之間產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放電，

2、形成等離子體，并最終引發(fā)陰極與陽(yáng)極的主回路放電，形成鍍膜的目的。課題采用單相和三相電壓/電流變換器為控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定的交流電流源，并通過升壓和整流電路為以上四個(gè)回路的放電電容進(jìn)行充電。設(shè)計(jì)中采用可編程控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)鍍膜頻率控制和回路電壓控制，滿足了不同工藝和不同陰極材料對(duì)放電電壓要求；同時(shí)，為了避免由于控制電路出現(xiàn)故障而引起回路電壓過大的現(xiàn)象，加入了過壓保護(hù)電路，由PLC實(shí)時(shí)采集變換器的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓增大到設(shè)定上限值，PLC將

3、啟動(dòng)保護(hù)電路自動(dòng)切斷變換器的輸入電源，從而有效地提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性。在引弧回路的設(shè)計(jì)中，課題采用了兩級(jí)電容充電和雙脈沖觸發(fā)的引弧方式，由PLC程序設(shè)計(jì)鍍膜周期，間隔10ms先后送出2路高電平脈沖提供引弧觸發(fā)，滿足了鍍膜工藝精確性、可重復(fù)性要求，有效的防止了停弧和拉弧現(xiàn)象，使設(shè)備的運(yùn)行更為穩(wěn)定。 將PLC應(yīng)用于脈沖電弧離子源控制，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，同時(shí)也增強(qiáng)了鍍膜工藝的精度，很好的提升了所鍍膜的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)表