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1、1电子束熔炼炉的高压电源电子束熔炼炉的高压电源 报告人：吕冠达报告人：吕冠达 专专 业：电气工程业：电气工程2报告内容报告内容课题背景课题背景1研究现状研究现状2课题内容课题内容331、课题背景、课题背景o电子束熔炼炉电子束熔炼炉(EB炉炉)o用途：熔炼和提纯金属。随着科学技术的发展对高纯金属及合金的需求量用途：熔炼和提纯金属。随着科学技术的发展对高纯金属及合金的需求量越来越多，常规的冶炼方法已很难满足要求，而真空电子束熔炼是一种有越来越多，常规的冶炼方法已很难满足要求，而真空电子束熔炼是一种有效提纯方法，特别是对于在冶炼温度下具有较低蒸汽压的金属和合金更为效提纯方法，特别是对于在冶炼温度下具
2、有较低蒸汽压的金属和合金更为有效。有效。o目前，只有美国、德国、乌克兰等少数几个国家有生产该设备的能力。目前，只有美国、德国、乌克兰等少数几个国家有生产该设备的能力。青海聚能业青海聚能业北京长城钛金北京长城钛金课题背景课题背景1优点：优点：1.产品质量高 2.污染小 3.效率高 4.熔炼功率易控4研究现状研究现状22.1EB炉组成和工作原理炉组成和工作原理（1）电子枪）电子枪（2）高压电源）高压电源（3）熔炼炉）熔炼炉2.2熔炼炉出现的原因熔炼炉出现的原因 由于原料的污染和熔炼工艺过程异常引起的钛及钛合由于原料的污染和熔炼工艺过程异常引起的钛及钛合金铸锭的冶金缺陷，一直影响着钛及钛合金在航空航
3、天领金铸锭的冶金缺陷，一直影响着钛及钛合金在航空航天领域的应用。域的应用。为了消除钛及钛合金发动机旋转部件中的冶金夹杂，为了消除钛及钛合金发动机旋转部件中的冶金夹杂，电子束冷床炉熔炼技术应运而生，并快速发展。电子束冷床炉熔炼技术应运而生，并快速发展。5研究现状研究现状26研究现状研究现状22.3国外发展现状国外发展现状 目前，美国的钛炉床技术公司（目前，美国的钛炉床技术公司（THTTHT）在此领域具有）在此领域具有绝对优势，拥有世界最强的电子束生产能力。绝对优势，拥有世界最强的电子束生产能力。德国、日本、英国、法国、乌克兰等对冷炉床及其应德国、日本、英国、法国、乌克兰等对冷炉床及其应用都有深入
4、的研究，乌克兰还开发出了冷阴极辉光放电电用都有深入的研究，乌克兰还开发出了冷阴极辉光放电电子枪，熔炼可在较低真空度下进行，俄罗斯为了使自己的子枪，熔炼可在较低真空度下进行，俄罗斯为了使自己的钛产品进入美国市场也购置了冷炉床。钛产品进入美国市场也购置了冷炉床。7研究现状研究现状2 2.4国内发展现状国内发展现状 上世纪上世纪6060年代以来，我国因高科技产业对特殊年代以来，我国因高科技产业对特殊焊接工艺的需要，开始从西方国家引进电子束焊接焊接工艺的需要，开始从西方国家引进电子束焊接设备。其中，西北有色金属研究院从德国购进了国设备。其中，西北有色金属研究院从德国购进了国内第一台小型电子束冷床炉司引
5、，开展了相应基础内第一台小型电子束冷床炉司引，开展了相应基础研究。研究。国产电子束焊机经过二十多年的发展，在技术国产电子束焊机经过二十多年的发展，在技术及可靠性方面已有极大提高，但与西方发达国家相及可靠性方面已有极大提高，但与西方发达国家相比还有很大的差距。比还有很大的差距。8研究内容研究内容3变压器变压器2控制策略控制策略3 3主拓扑结构主拓扑结构3 19研究内容研究内容3（1）相控调压+工频升压3.1主拓扑结构主拓扑结构o相控调压的优点相控调压的优点（1）结构简单）结构简单（2）容量大）容量大10研究内容研究内容3o开关电源技术的优点：开关电源技术的优点：3.1主拓扑结构主拓扑结构（1）体
6、积小、重量轻）体积小、重量轻（2）控制精度高）控制精度高（3）纹波系数低）纹波系数低（4）保护速度快）保护速度快(2)整流+高频逆变+高频升压11研究内容研究内容33.1主拓扑结构主拓扑结构提高原边输入电压减少变压器变比降低变压器空载损耗12研究内容研究内容3为了减小变压器的变比，同时又能够得到高电压输出，通常在升压变压器中采用高压侧多绕组的形式。3.2变压器连接方式变压器连接方式13研究内容研究内容33.1.1分布参数分布参数(C2=C1N2)为了减小变压器的变比，同时又能够得到高电压输出，通常在升压变压器中采用高压侧多绕组的形式。43.3变压器磁芯材质变压器磁芯材质饱和磁率：饱和磁率：铁磁
7、性物质或亚铁磁性物质处于磁极化强度或磁化强度不随磁场强度的增加而显著增大的状态。变压器绝不能在磁饱和状态下工作。变压器绝不能在磁饱和状态下工作。磁导率：磁导率：一种材料对一个外加磁场线性反应的磁化程度 一个好的磁芯必须有高的磁导率。一个好的磁芯必须有高的磁导率。铁损：铁损：铁损包括磁性材料的磁滞损耗和涡流损耗以及剩余损耗。14研究内容研究内容315研究内容研究内容33.3变压器磁芯材质变压器磁芯材质16研究内容研究内容3额定输入电压（3相，50Hz）380V输出电压范围030kV高压稳定度1%输出电流范围010A电流稳定度1%额定输出功率300KW开关频率20 kHz3.4控制策略控制策略17 谢谢大家！谢谢大家！
电子束熔炼炉的高压电源吕冠达课件
