题目：电子束快速成形逆变电源关键技术研究

    电子束快速成形是一种将设计思想直接、快速、精准的转换成具有一定形状与性能零件的近净成型技术，具有制造周期短、生产成本低及能加工一些普通方法难以加工的零件的优点。目前我国电子束快速成形技术发展迅速，但电子束快速成形设备主要依靠进口，国产设备性能不稳定，难以适应长期稳定工作的要求。因此，研制一台性能稳定的电子束快速成形逆变电源，对促进电子束快速成形技术发展具有十分重要的意义。

    本文根据电子束快速成形的要求，研制了一台60kV/6kW IGBT逆变式电子束快速成形电源，重点研究了前级逆变器主电路拓扑及其控制电路、高压变压器结构、高压油箱电路与布局等关键技术。

    前级逆变器主电路拓扑采用逆变直流电源串联逆变电路的结构，通过在逆变直流电源中引入隔离变压器来实现高压电路与低压电路间电气隔离，有效减小高压放电产生的危害。采用电压双闭环调节实现加速电源恒压输出特性；采用电流电压双闭环调节实现灯丝电源恒流输出特性；采用束流电压双闭环调节实现束流恒定输出特性。

    采用高压变压器串联全波倍压整流电路的方式设计高压油箱的升压电路。针对常用高压变压器由于漏感大导致变压器带载能力低下的问题，以环形为磁芯结构，通过聚四氟乙烯隔离原副边绕组来减小绝缘层厚度，以及采用Z字形分段绕制方式设计副边绕组的方法设计高压变压器，在保证耐压的前提下，有效的减小变压器漏感与寄生电容。

    为有效防止油箱内部高压放电现象产生，实现设备稳定工作，采用立式结构设计倍压整流电路，实现油箱内部电场沿高度方向平缓过渡；采用均压铜环围绕倍压整流电路，实现电场沿水平方向均匀分布。

    对电子束快速成形逆变电源进行性能测试。结果表明，最大加速电压达-82kV，最大束流达120mA，所研制的电子束快速成形逆变电源满足电子束快速成形的要求。