Материал: 1382

76

при давлении 0,1 мм рт ст при температуре ~ 200°С.

6.6.2Автотрансформаторы

Вэлектрофизических установках нашли применение несколько схем регулирования напряжения. Наиболее распространенная схема – это схема

савтотрансформатором. На рис. 6.5 представлены схемы с применением автотрансформаторов.

Рисунок 6.5 – Схемы автотрансформаторного регулирования

При переключении вторичных обмоток со звезды на треугольник напряжение уменьшается в 3 раз, что дает дополнительные возможности регулирования. Достоинством схем с авторегуляторами являются:

−плавная регулировка напряжения до нуля;

−передача синусоиды напряжения без искажений. Недостатком автотрансформаторных схем являются:

−отсутствие развязки по напряжению. (При малом снятом напряжении относительно конца обмотки, напряжение относительно «земли» равно 220 В);

−наличие подвижного изнашиваемого контакта провоцирует съем напряжения сразу с двух соседних витков. Вследствие этого возникает КЗ-виток и загорание регулятора.

6.6.3Потенциал – регуляторы

Вкачестве плавного регулятора переменного напряжения находит применение асинхронный двигатель с фазным заторможенным ротором. Асинхронный двигатель можно рассматривать как вращающийся трансформатор. Поворот ротора осуществляется с помощью червячного редуктора. На рис. 6.6 представлена схема потенциал-регулятора.

77

Рисунок 6.6 – Схема потенциал-регулятора и векторная диаграмма изменения напряжения.

Недостатками потенциал – регуляторов являются большие габариты, высокая стоимость, низкий коэффициент мощности (cos ϕ).

6.6.4 Тиристорные регуляторы

Регулирующим элементом могут выступать сами электронные приборы. Наиболее широкое распространение получили титорные регуляторы. На рис. 6.7 представлены некоторые схемы регуляторов на тиристорах.

Рисунок 6.7 – Схемы регуляторов на тиристорах

Тиристорные схемы позволяют регулировать напряжение по первичной и по вторичной обмотке трансформатора (рис. 6.7 а). Тиристор открывается импульсами, подаваемыми от генератора Г. Схема (рис. 6.7 б) состоит из двух тиристоров, собранных по симметричной схеме. Тиристоры защищены от воздействия обратного напряжения с помощью шунтирующих диодов. На рис. 6.7 в представлена схема промышленного тиристорного биполярного преобразователя – регулятора температуры БПРТ.

К недостаткам тиристорных схем относится следующее:

−выбросы пиков напряжения при работе на индуктивную нагрузку, что провоцирует возникновение разряда и полимеризацию масел в элементах вакуумной системы;

−регулировка напряжения происходит в диапазоне 120-220 В. Расширение диапазона регулировки до нуля связано с усложнением схемы.

78

6.6.5 Выпрямительные устройства

Известно достаточно большое количество выпрямительных устройств. Однополупериодные схемы содержат один выпрямляющий диод на фазу и нагрузку. Такие схемы применяются при небольших мощностях нагрузки и малых требованиях к пульсациям напряжения.

На рис. 6.8 приведены наиболее распространенные в установках двухтактные схемы выпрямления.

Рисунок 6.8 – Двухтактные схемы выпрямления

Схема а) содержит емкость С для сглаживания пульсаций на нагрузочном сопротивлении Rн. Достоинства трехфазных схем (схема б) в лучшем использовании трансформатора, в равномерной нагрузке на электрическую сеть.

Особенностью сервисного обслуживания выпрямляющих устройств являются:

−необходимо обязательно шунтировать выходные емкости

высокоомным резистором RШ для предотвращения попадания обслуживающего персонала под напряжение;

−необходимо иметь в схеме сопротивление, ограничивающее ток

при случайном коротком замыкании (Rб), особенно в высоковольтных цепях.

6.7Сервис отдельных блоков электрофизических установок

6.7.1Электрическая схема вакуумного агрегата

Для получения вакуума в рабочей камере служит вакуумный агрегат, электрическая схема которого представлена на рис. 6.9. Электродвигатель форвакуумного насоса ФН соединен с электросетью 220/380 В через плавкие предохранители Fu и включается замыканием контактов магнитного пускателя П1 через тумблер К1, расположенный на пульте управления. Сигнальные неоновые лампы Л подключены параллельно контактам пускателя через резисторы R величиной по 150 кОм и

79

свидетельствует о наличии напряжения на выводах электродвигателя.

Рисунок 6.9 – Электрическая схема вакуумного агрегата

Практика эксплуатации вакуумных агрегатов показала, что вакуумный насос является равномерной нагрузкой, поэтому тепловой защиты двигателя не требуется.

Паромасляный диффузионный насос содержит нагреватель, который также подключен к контактам своего пускателя. В последних разработках вакуумных установок катушка этого пускателя подключается через пускатель механического насоса. Это предотвращает включение паромасляного насоса без включения механического насоса при неквалифицированном включении установки.

6.7.2 Схема питания испарителей вакуумного агрегата

Рассмотрим схему питания испарителей установок вакуумного напыления, представленную на рис. 6.10. Сетевое напряжение 220 В поступает через предохранитель и пусковой контакт на регулирующий автотрансформатор и с его выхода на понижающий трансформатор. Напряжение на вторичной обмотке составляет 4 – 32 В. Нагреватели испарителей Rи имеют очень малое сопротивление (~0,01 Ом) и подключаются к питающему напряжению с помощью симисторов Д, предназначенных для коммутации токов ~ 300 А, после сильноточного переключателя П.

В последних разработках вместо симисторов с широкоимпульсной модуляцией выходного напряжения (ШИМ-выход) применяются симметричные тиристоры с ограничительным резистором R ~ 50 Ом в цепи

80

управляющего электрода.

Рисунок 6.10 – Схема питания испарителей

Одним из недостатков таких схем является ненадежность полупроводниковых элементов, вызванная очень малым сопротивлением испарителя и большими токами нагрузки. В случае неработоспособности полупроводниковых элементов их исключают из цепи, а управление нагревом проводят от регулировочного трансформатора ТР1.

6.7.3Схема газоразрядной очистки

Вустановках вакуумного напыления перед нанесением покрытия подложка тщательно очищается от органических загрязнений в тлеющем разряде. На рис. 6.11 представлена схема питания электродов газоразрядной очистки.

Рисунок 6.11. – Схема питания электродов газоразрядной очистки

На пульте управления включается пакетный выключатель К1. С помощью автотрансформатора ТР1 производится регулирование режима газового разряда. Регулируемое напряжение поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора. Высокое напряжение (до 3000 В) с вторичной обмотки выпрямляется мостовой схемой, выполненной на диодах Д1 – Д8. Резисторы R1 – R8 (~6 кОм, 150 Вт каждый) служат для ограничения тока разряда. Реле «максимального тока» Р1 служит для защиты схемы от коротких замыканий в газоразрядной камере. Ионная бомбардировка проводится при давлении ~ 0,5 Па. Для процесса очистки необходима плотность тока ~ 3-5 мА/см2.