150 kV/30 kW逆變式電子束焊接高壓電源設計

張 偉 杜慧聰 齊鉑金

(北京航空航天大學 機械工程及自動化學院，北京100191)

許海鷹

(中國航空工業集團公司 北京航空制造工程研究所，北京100024)

真空電子束焊接技術具有能量密度高、焊縫深寬比大、熱影響區小等優點，在航空、航天、兵器和船舶等國防工業及民用工業領域得到了廣泛的應用.真空電子束焊接技術的關鍵在于如何獲得穩定的電子束流輸出，除了電子槍結構、真空度的影響外，高壓電源對束流的穩定度影響尤為顯著.針對三極電子槍配套的高壓電源，主要包括高壓加速電源、燈絲加熱電源和柵極偏壓控制電源，是電子束焊接的動力裝置，其技術水平的高低直接影響到電子束焊接設備的整體水平［1-2］.

電子束焊接高壓電源技術自20世紀50年代以來，主要經歷了3個發展階段，即工頻變壓器、中頻發電機組、高頻開關式電源.在每個發展階段，設備性能都得到了很大提高，尤其是開關式高壓電源，其高壓調節范圍更廣、輸出紋波更小、束流控制精度更高，設備體積更小.

德國SST公司生產的高壓電子束焊接設備的高壓電源輸出最高工作電壓可達150 kV，最大束流400 mA;國外其他電子束焊接設備生產廠家如德國PTR、法國 TECHMETAR、英國 CVE、烏克蘭PATON也均有成熟的60 kV和150 kV高壓大功率逆變電源(≥30 kW).

目前，國內在電子束焊接方面技術最成熟的仍然是中頻機組方式高壓電源;在高頻逆變電源方面，已經積極開展研究，并得到了一定范圍的應用，北京航空制造工程研究所、桂林……