[发明专利]电弧熄灭装置和用于熄灭电弧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于熄灭气体放电室中的电弧的方法，在该方法中，电力被供应至气体放电室，在所述气体放电室中，能够利用第一方向上的电流和相反的第二方向上的电流来产生气体放电，在该方法中，当检测到电弧时，供应到气体放电室的电力被中断。

此外，本发明涉及一种电弧熄灭装置，该电弧熄灭装置至少部分地包括电源与气体放电室的电极之间的供应线路并具有电弧熄灭设备，在所述气体放电室（5）中，能够利用第一方向上的电流和相反的第二方向上的电流来产生气体放电。

背景技术

已知真空等离子体发生器具有各种功率等级并且具有各种输出信号形式。

在真空玻璃涂布中，例如，使用具有中频（MF）输出信号并且功率在30与300kW之间的MF发生器。MF信号主要是频率在10kHz与200kHz之间的正弦信号。输出电压可以从数百伏到超过1000V。为了点燃等离子体，电压经常比正常操作期间的电压高得多。

在等离子体中，可能发生短暂的并且还保持较长时间的跳火，也就是所谓的电弧，这是人们不期望的。一般通过电压的衰减或降低和电流的增加，尤其是发生器的输出处或在发生器的另一个位置处的电压的衰减或降低和电流的增加，来识别电弧。如果识别出这种电弧，则必须保证尽快地熄灭电弧或使电弧不会完全发展起来。

EP1720195A1公开了一种用交流电压（尤其是MF交流电压）操作的气体放电设备中的电弧熄灭装置，该电弧熄灭装置具有电弧熄灭设备和控制该电弧熄灭设备的电弧识别设备，电弧熄灭设备具有至少一个可控电阻器，所述至少一个可控电阻器被串联连接布置在从交流电压源延伸到气体放电设备的电极的电线上。作为可控电阻器，设置开关，尤其是IGBT。当识别出电弧时，以在开关中将电能有意地转换为热的方式将开关切换到导电状态。在IGBT中耗尽层被大幅度加热，使得仅能够处理少量电弧而不会导致IGBT损坏。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种在高电弧率下也能使用的用于熄灭电弧的方法和电弧熄灭设备。

利用具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求7的特征的电弧熄灭设备，来实现此目的。

根据本发明，提出：当识别出电弧时，将在气体放电室的供应线路中和/或气体放电室中的残留能量供应到能量存储器。通过这种方式，用于等离子体处理的残留能量能够大幅度降低。利用根据本发明的方法，能够非常快速并有效地熄灭电弧。电弧能量可以非常有力和快速地降低。此外，由于根据本发明的方法，能够保护气体放电室和用于气体放电室的电极的控制单元中的组件。

在该方法的替代实施例中，当识别出电弧时，通过打开至少一个开关，中断气体放电室的电力供应，并且开关两端的电压能够被限制到能量存储器的电压。在气体放电室的供应线路中和/或气体放电室中的残留能量能够被供应到能量存储器。此外，仍然在输出变压器的泄漏电感或输出振荡电路的电感器中的残留能量也能够被供应到能量存储器。以此方式，防止该能量被供应到电弧。

由于非线性组件，能够减小从能量存储器回流到气体放电室的供应线路中和/或回流到气体放电室中的能量，或阻止能量从所述能量存储器（30）回流到所述气体放电室（5）的所述供应线路（17、19）中和/或回流到所述气体放电室（5）中。这使得利用气体放电室中的非常低的残留能量就能够非常快速地熄灭电弧。能够快速和有效地降低电弧能量。

因此，能够降低气体放电室中的损坏程度。能够降低开关中的功率损耗，使得该方法还可以用于高电弧率，例如>2kHz。

在无电弧操作期间，即正常操作期间，能量存储器能够被预充电到预定存储状态。从而能够加速熄灭电弧。

还进一步提出了：在成功熄灭电弧之后，将能量存储器放电到预定的存储状态。因此，保证了当下一次发生电弧时，能量存储器能够再次接收足够的残留能量。因此，在电弧处理开始时，总是处于相同的初始状态。此外，因此能够保护能量存储器免于损坏。

提出了，第一方向上的电流导致的残留能量和第二方向上的电流导致的残留能量全部仅被供应到一个（同一个）能量存储器。从而，不必针对两个电流方向提供两个不同的能量存储器。这导致更简单的电路结构，降低了昂贵的组件成本，并能够对能量存储器进行更简单的预充电和放电。

通过被供应到能量存储器的残留能量，能够在供应线路中，尤其是供应线路的线电感器中，产生电压反转。这导致更快速的熄灭电弧。