脉冲电弧离子源自动控制系统研制
脉冲真空电弧离子镀膜技术因其不易形成液滴，具有高离化率、高离子能量、高生产效率等优点，日益得到普遍重视及应用。目前脉冲电弧离子源自动控制系统的研究与开发在国内尚属首次，课题以研究脉冲真空电弧离子源为基础，着重基于PLC来对脉冲电弧离子源自动控制系统进行研制。
脉冲电弧离子镀是把真空电弧放电用于电弧蒸发源的镀膜技术，采用辅助触发电极法，即在阴极与阳极构成的主回路之间加入了引燃极、起弧1、起弧2三级辅助电极，使他们之间产生级联放电，形成等离子体，并最终引发阴极与阳极的主回路放电，形成镀膜的目的。课题采用单相和三相电压/电流变换器为控制系统提供稳定的交流电流源，并通过升压和整流电路为以上四个回路的放电电容进行充电。设计中采用可编程控制器PLC来实现镀膜频率控制和回路电压控制，满足了不同工艺和不同阴极材料对放电电压要求；同时，为了避免由于控制电路出现故障而引起回路电压过大的现象，加入了过压保护电路，由PLC实时采集变换器的输出电压，当输出电压增大到设定上限值，PLC将启动保护电路自动切断变换器的输入电源，从而有效地提高了设备运行的安全性。在引弧回路的设计中，课题采用了两级电容充电和双脉冲触发的引弧方式，由PLC程序设计镀膜周期，间隔10ms先后送出2路高电平脉冲提供引弧触发，满足了镀膜工艺精确性、可重复性要求，有效的防止了停弧和拉弧现象，使设备的运行更为稳定。
将PLC应用于脉冲电弧离子源控制，极大地提高了系统的可靠性和抗干扰能力，同时也增强了镀膜工艺的精度，很好的提升了所镀膜的质量。实验表明，该脉冲电弧离子源自动控制系统可将引弧回路的电压控制在800V；起弧1回路的电压控制在0～600V可调；起弧2回路的电压控制在0～625V可调；主回路电压控制在0～500V可调；放电频率为1～50HZ可调；放电脉冲计数误差小于5﹪，各项参数均达到设计要求。
脉冲电弧离子镀膜技术;自动控制系统;可编程控制器;过压保护电路;实时采集变换器
西安工业大学
硕士
测试计量技术及仪器
弥谦;黄钉劲
2006
中文
TG174.444;TP273;TM862
97
2007-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）