留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种新型高压电子束焊机偏压电源设计

李波 赵娟 李洪涛 康传会 李松杰 马勋

李波, 赵娟, 李洪涛, 等. 一种新型高压电子束焊机偏压电源设计[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202638.250155
引用本文: 李波, 赵娟, 李洪涛, 等. 一种新型高压电子束焊机偏压电源设计[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202638.250155
Li Bo, Zhao Juan, Li Hongtao, et al. Design of a New Bias Power Supply for High Voltage Electron Beam Welding Machine[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202638.250155
Citation: Li Bo, Zhao Juan, Li Hongtao, et al. Design of a New Bias Power Supply for High Voltage Electron Beam Welding Machine[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202638.250155

一种新型高压电子束焊机偏压电源设计

doi: 10.11884/HPLPB202638.250155
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(12475306)
详细信息
    作者简介:

    李 波,120546232@qq.com

    通讯作者:

    马 勋,13778053819@163.com

  • 中图分类号: TM836

Design of a New Bias Power Supply for High Voltage Electron Beam Welding Machine

  • 摘要: 偏压电源是高压电子束焊机电源系统的重要部件之一,根据电子束焊机电源系统的技术要求,研制了一套输出直流电压−100 V~−2 kV可调,全电压范围内纹波小于等于0.1%,电压稳定性优于0.1%,输出电流大于3 mA的偏压电源,分别给出了该电源在电阻负载和高压电子枪负载下的实验结果。设计上采用吸收、保护等方法,解决了电子枪负载打火损坏偏压电源问题,成功将偏压电源串接在高压电源回路中,通过回采偏压电源回路中工作电流的大小来改变偏压电源输出电压(偏压杯电压),偏压杯电压根据束流大小而自适应调节,实现了工作束流实时快速跟随和精细调控。成功应用于−150 kV/33 mA高压电子束焊机,使高压电子束焊机的束流纹波达到±0.19%,束流稳定性优于±5 μA、束流可重现性达到±0.04%,满足了总体指标要求。
  • 图  1  系统总体结构图

    Figure  1.  Overall structure of the system

    图  2  偏压电源主电路原理图

    Figure  2.  Schematic diagram of main circuit of bias power supply

    图  3  高压电子束焊机电源电路拓扑

    Figure  3.  Power circuit topology of high-voltage electron beam welding machine

    图  4  隔离供电电路原理框图

    Figure  4.  Principle block diagram of isolated power supply circuit

    图  5  直流电压及纹波波形

    Figure  5.  DC Voltage and ripple voltage waveform

    图  6  电子枪束流波形

    Figure  6.  Beam waveform of electron gun

    表  1  高压电子束焊机指标

    Table  1.   Parameters of high voltage electron beam welding machine

    No. manufacturer beam fluctuation beam stability
    1 SST 1% 0.5%
    2 pro-beam 1% 0.5%
    3 guilin Shida 2% ±0.5%
    4 institute of fluid physics, CAEP ±0.19% 0.015%
    下载: 导出CSV
  • [1] 莫金海, 杨亚伟, 乔艳平. 基于PWM-Zeta型电子束焊机高压稳定电源优化设计[J]. 现代电子技术, 2018, 41(4): 96-100

    Mo Jinhai, Yang Yawei, Qiao Yanping. Optimization design of EBW high-voltage stabilized power supply based on PWM-Zeta[J]. Modern Electronics Technique, 2018, 41(4): 96-100
    [2] 车军, 王保民, 马胧, 等. 基于LC谐振变换器的电子束焊机高压电源[J]. 电焊机, 2017, 47(4): 34-38

    Che Jun, Wang Baomin, Ma Long, et al. High-voltage power supply for electronic beam welder based on LC resonant converter[J]. Electric Welding Machine, 2017, 47(4): 34-38
    [3] 范霁康, 齐铂金, 刘方军, 等. 新型电子束焊机高压电源的设计与实现[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(2): 293-300

    Fan Jikang, Qi Bojin, Liu Fangjun, et al. Design and implementation of a novel high-voltage power supply in electron beam welding machine[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(2): 293-300
    [4] 许海鹰, 左从进, 桑兴华, 等. 高压逆变电子束焊接电源研制及其焊接适用性研究[J]. 焊接, 2017(8): 29-33

    Xu Haiying, Zuo Congjin, Sang Xinghua, et al. Design of 150 kV/30 kW inverter power supply for EB machine and its welding applicability[J]. Welding & Joining, 2017(8): 29-33
    [5] 樊生文, 李海思, 王泽庭, 等. 高压电子束焊机LCC谐振变换器的轨迹分析[J]. 电力电子技术, 2018, 52(7): 57-60

    Fan Shengwen, Li Haisi, Wang Zeting, et al. Trajectory analysis of LCC resonant converter for high voltage electron beam welder[J]. Power Electronics, 2018, 52(7): 57-60
    [6] 莫金海, 林伟, 陶辉. Zeta型电子束焊机高压稳定电源的纹波抑制与稳压[J]. 现代电子技术, 2019, 42(5): 115-118,123

    Mo Jinhai, Lin Wei, Tao Hui. Ripple suppression and voltage regulation for Zeta-type high-voltage stabilized power supply of electron beam welder[J]. Modern Electronics Technique, 2019, 42(5): 115-118,123
    [7] 王泽庭, 杨旭, 樊生文. 大功率电子束焊机高压电源控制策略研究[J]. 电力电子技术, 2016, 50(12): 23-25

    Wang Zeting, Yang Xu, Fan Shengwen. Research on high voltage power supply control strategy for high power electron beam welder[J]. Power Electronics, 2016, 50(12): 23-25
    [8] 徐国宁, 齐铂金, 刘方军, 等. 新型电子束焊机阴极加热电源自动调节系统[J]. 北京航空航天大学学报, 2012, 38(3): 380-383

    Xu Guoning, Qi Bojin, Liu Fangjun, et al. New automatic regulation system of electron beam welder cathode heating source[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2012, 38(3): 380-383
    [9] 何少佳, 李建玲, 莫金海, 等. 电子束焊机电源控制系统的设计与实现[J]. 焊接学报, 2012, 33(1): 1-5,12

    He Shaojia, Li Jianling, Mo Jinhai, et al. Design and implementation of a power control system for electron beam welder[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2012, 33(1): 1-5,12
    [10] Ma Xun, Li Songjie, Li Bo, et al. Development of a high-voltage power supply with ultra-low ripple of beam current on electron beam gun[J]. Review of Scientific Instruments, 2024, 95: 114711. doi: 10.1063/5.0230002
    [11] 齐铂金, 范霁康, 刘方军. 脉冲束流电子束焊接技术综述[J]. 航空制造技术, 2015, 58(11): 26-30

    Qi Bojin, Fan Jikang, Liu Fangjun. An overview of pulsed electron beam welding technology[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2015, 58(11): 26-30
  • 加载中
图(6) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  13
  • HTML全文浏览量:  10
  • PDF下载量:  0
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2025-05-28
  • 修回日期:  2025-11-07
  • 录用日期:  2025-10-28
  • 网络出版日期:  2025-11-20

目录

    /

    返回文章
    返回