高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路、方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及电子束焊接技术领域，公开了高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路、方法和系统。控制电路包括：采样单元、数据处理单元和电源单元，数据处理单元分别与采样单元和电源单元连接；采样单元用于采集电子束流的电流信号和电源单元的电压信号，得到采样信号；数据处理单元根据采样信号，进行运算，输出电压控制信号，所述电压控制信号用于调节电源单元的输出电压；电源单元用于根据数据处理单元输出的电压控制信号，调节电源单元的低压输出，电源单元对低压输出进行逆变和转换后输出高压，所述电源单元的输出高压用于控制电子束流。本发明专利技术解决了电子束流焊接时无法进行精确控制的问题，使得对电子束流的控制更精准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电子束焊接，特别涉及高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路、方法和系统。

技术介绍

1、在焊接
，高频复合脉冲电子束焊接是一种先进的焊接技术，它结合了高频和低频脉冲的特点，以实现对焊接过程更精细地控制，以提高焊接质量和效率。在电子束增材制造过程中，这种复合脉冲电子束焊接技术对焊接质量和效率有着显著的影响，低频脉冲主要用于提供稳定的熔化速率和热量输入，而高频脉冲则用于更精确地控制熔滴过渡和熔池动态行为。

2、在1khz以内的低频脉冲电子束焊接系统中，普遍采用高压油箱内高压加速电源回路中的电流采样进行束流反馈控制，另外部分设计中采用高压油箱内偏压栅极的输出电压采样，通过计算模型估测束流进而对束流反馈控制。然而，由于高压油箱内部需要借助高压隔离变压器进行能量传输和高压隔离，因此当更高脉冲频率的束流输出时，变压器上的逆变交流电压会对信号测量产生非常大的电磁和传导干扰，存在测量不准确的问题。

3、在恒流电子束束流反馈系统中，采用模拟pid控制器改变偏压值，进而很好地控制束流大小。而在常规脉冲电子束焊接中，如果采用模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，包括：采样单元、数据处理单元和电源单元，数据处理单元分别与采样单元和电源单元连接；采样单元用于采集电子束流的电流信号和电源单元的电压信号，分别对电流信号、电压信号进行放大处理，得到采样电流信号、采样电压信号；数据处理单元根据采样电流信号、采样电压信号，进行运算，输出电压控制信号，所述电压控制信号用于调节电源单元的输出电压；电源单元用于根据数据处理单元输出的电压控制信号，调节电源单元的低压输出，电源单元对低压输出进行逆变和转换后输出高压，所述电源单元的输出高压用于控制电子束流。

2.根据权利要求1所述的高频复合脉冲电子...

【技术特征摘要】

1.一种高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，包括：采样单元、数据处理单元和电源单元，数据处理单元分别与采样单元和电源单元连接；采样单元用于采集电子束流的电流信号和电源单元的电压信号，分别对电流信号、电压信号进行放大处理，得到采样电流信号、采样电压信号；数据处理单元根据采样电流信号、采样电压信号，进行运算，输出电压控制信号，所述电压控制信号用于调节电源单元的输出电压；电源单元用于根据数据处理单元输出的电压控制信号，调节电源单元的低压输出，电源单元对低压输出进行逆变和转换后输出高压，所述电源单元的输出高压用于控制电子束流。

2.根据权利要求1所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述采样单元，包括：电流采样模块和电压采样模块，电流采样模块用于采集电子束流的电流信号，电压采样模块用于采集电源单元的电压信号。

3.根据权利要求2所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述电流采样模块，包括：依次连接的采样电路、放大电路、电压电流转换电路，采样电路用于采集电子束流的电流信号，得到采集电压信号，放大电路用于对采集电压信号进行放大，得到放大电压信号，电压电流转换电路，用于将放大电压信号转换为采样电流信号，传输给数据处理单元。

4.根据权利要求3所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述采样电路，包括：并联连接的采样子电路和分压子电路，采样子电路用于采集作用于工件上的电子束流的电流信号，分压子电路用于对采样电子束流的电流信号进行分压和滤波，得到采集电压信号。

5.根据权利要求3所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述放大电路，包括：依次连接的第一放大子电路、电压跟随子电路、第二放大子电路和第三放大子电路，第一放大子电路用于对采集电压信号进行第一次放大；电压跟随子电路用于对第一放大子电路的第一次放大结果进行跟随；第二放大子电路用于对电压跟随子电路跟随输出的结果进行阻抗隔离和第二次放大，第三放大子电路用于对第二放大子电路的第二次放大结果进行第三次放大，得到放大电压信号。

6.根据权利要求5所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述第一放大子电路，包括高速仪表放大器；所述第二放大子电路包括高速隔离放大器；所述第三放大子电路包括差分放大器。

7.根据权利要求3所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述电压电流转换电路，包括电流变送器，电流变送器用于将放大电路输出的放大电压信号再次进行放大，并将放大结果转换为采样电流信号。

8.根据权利要求1所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述数据处理单元，包括：依次连接的电流电压转换电路、模数转换电路和控制电路，电流电压转换电路用于将采样单元的电流信号转换为电压信号并进行采样，得到模拟电压信号，模数转换电路用于对模拟电压信号进行模数转换，得到数字采样电流信号，控制电路用于根据数字采样电流信号、电源单元的采样电压信号，进行运算，得到电压控制信号，传输给电源单元。

9.根据权利要求1所述的高频复合脉冲电子束焊接束流反馈控制电路，其特征在于，所述电源单元，包括：第一高压产生电路和第二高压产生电路，第一高压产生电路的一个输出端连接第二高压产生电路的一个输出端，第一高压产生电路的另一个输出端和第二高压产生电路的另一个输出端分别作为电源单元的输出端，第一高压产生电路分别与采样单元、数据处理单元连接，第二高压产生电路分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐铂金，刘恒，杨明轩，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：