金属粉末床电子束增材制造技术要满足大尺寸金属零件的成形要求,需要扩大电子束的偏转角度,从而会加大电子束像散,常规两相绕组偏转扫描装置内部磁场的非均匀性会加大附加像散,附加散焦过大会超过偏扫扫描系统的聚焦校正能力,因而像散是制约电子束大广角扫描的主要因素。因此,提高偏转扫描装置内部磁场均匀性,有利于降低像散,提高电子束的扫描范围和大尺寸成形精度。本文首先总结了国内外电子束选区熔化技术与设备的研究现状,阐述了电子束偏转扫描系统的工作原理,并分析了电子束在大角度偏转过程中产生的偏转误差与散焦的成因,给出了动态聚焦以及偏转误差纠正方法。设计了能够提高磁场均匀性的多相绕组偏扫装置,通过电磁场模拟仿真分析了绕组相数对磁场均匀度的影响,并制作实物进行测量,结果表明偏转线圈磁场均匀度随着绕组相数增加而增大,多相绕组能弱化绕组量化分布效应有效降低像散,可在不提高励磁电流的情况下扩大扫描范围。采用了聚焦校正绕组与多相绕组偏转装置集成的结构,用于像散的校正,降低互感效应引起的动态损耗。针对多相绕组合磁动势与分磁动势不一一对应导致偏转系统控制不确定的问题,提出按圆偏转轨迹原则分解方法,并转换成相绕组励磁电流的分解,得出对应的函数关系式。本文设计的多相绕组偏转扫描装置提高了偏转磁场的均匀性,同时降低附加散焦,拥有更宽的扫描范围;采用圆形偏转扫描轨迹原则分解能获得一一对应的分励磁电流,为多相绕组偏转扫描装置实现数字化控制奠定基础。