[实用新型]电子束加工设备的磁聚焦装置

说明书

本实用新型涉及电子束加工设备领域，具体涉及一种电子束加工设备的磁聚焦装置。

电子束加工设备中用磁透镜磁场对电子束产生洛伦兹力，使电子束导向并调节其外形，从而达到让电子束会聚的目的。目前，磁透镜磁场一般由磁聚焦装置所产生，该磁聚焦系统主要由励磁绕组和供电电源组成。励磁绕组产生的磁场在电子束通道中的方向与电子束飞行方向平行，励磁绕组与供电电源相连。供电电源为可调直流电源，由于励磁绕组对于励磁电流的精度一般要求较高(偏差≤0.1％)，因此供电电源中需采用低温漂精密电阻作为励磁电流的检测元件，并配合采用恒流控制方法，才能达到励磁电流的精度要求。然而，这种磁聚焦装置在实际应用中存在两个缺点：

1、尽管励磁电流的精度及重复性，其供电控制系统能够保证，但电子束斑的焦距的重复性很难达到励磁电流的重复性精度。主要原因是聚焦装置的磁路有铁磁材料，铁磁材料的励磁电流与产生的磁感应强度不是线性关系，而是人们熟知的一种磁滞线关系，同一大小的励磁电流可以产生多种的磁感应强度。

2、励磁绕组电路电感量较大，不利于励磁电流的快速调节，不能满足对电子束斑焦距快速调整的要求。

可见，在精密性要求较高的电子束加工设备(如精密电子束焊机，电子束快速成型制造设备)中，对现磁聚焦装置的缺点有必要进一步改进。

可见，在精密性要求较高的电子束加工设备(如精密电子束焊机，电子束快速成型制造设备)中，对现磁聚焦装置的缺点有必要进一步改进。

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电子束加工设备的磁聚焦装置，其能够消除磁滞线的影响，使得磁聚焦装置的励磁电流与其产生的磁感应强度存在单值对应关系；同时能够实现快速调整电子束焦距的功能。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下方案实现的：

本实用新型一种电子束加工设备的磁聚焦装置，主要由励磁绕组和供电电源组成。

所述励磁绕组包括主励磁绕组和辅助励磁绕组，且主励磁绕组的匝数多于辅助励磁绕组的匝数。主励磁绕组和辅助励磁绕组产生的磁场在电子束通道中的方向都与电子束飞行方向平行。

所述供电电源包括主供电电源和辅助供电电源。主供电电源为采用比例‑积分调节的可调直流电源，且与主励磁绕组相连。辅助供电电源为采用比例反馈调节的可调直流电源或交变电源，且与辅助励磁绕组相连。

所述供电电源包括主供电电源和辅助供电电源。主供电电源为采用比例‑积分调节的可调直流电源，且与主励磁绕组相连。辅助供电电源为采用比例反馈调节的可调直流电源或交变电源，且与辅助励磁绕组相连。

上述主供电电源包含有第一整流滤波电路、功率调整管、第一续流二极管、第一取样电阻、换向继电器、第一调节器和第二续流二极管。第一整流滤波电路的输入端与外部的交流电源相连，第一整流滤波电路的正输出端与功率调整管的集电极连接，第一整流滤波电路的负输出端与第一续流二极管的阳极连接。功率调整管的发射极与第一续流二极管的阴极相连，并与电子束加工设备的控制电路的公共端相接。第一续流二极管的阴极经由第一取样电阻与换向继电器的一组三端触点的公共端连接，第一续流二极管的阳极直接与换向继电器的另一组三端触点的公共端连接。换向继电器的一组三端触点的常开触点与另一组三端触点的常闭触点分别相连，作为输出端。主励磁绕组的两端分别接在换向继电器触点的2个输出端上。第二续流二极管并接在换向继电器的控制绕组两端，且第二续流二极管的阳极与电子束加工设备控制电路的公共端相连，第二续流二极管的阴极与电子束加工设备中央控制器的输出端相连。换向继电器的控制绕组的一端连接电子束加工设备中央控制器，换向继电器的控制绕组的另一端与电子束加工设备控制电路的公共端相连。第一调节器接收第一取样电阻的输出主励磁电流采样信号和电子束加工设备中央控制器输出的主励磁电流给定信号，通过比较、比例‑积分运算和放大处理后，输出信号接至功率调整管的基极。