【正文】 感謝張健、王娟、黨瓊和丁棟等同學(xué)對(duì)我的幫助。在此期間，我學(xué)到了許多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、處事的方法和做人的道理，它將使我一生都受益無(wú)窮。結(jié) 論本設(shè)計(jì)的成果可用于造船、石油、化工、機(jī)械、航天、交通等部門(mén)檢查管道、容器等加工焊接質(zhì)量，以及各種金屬、橡膠、陶瓷等加工質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)。它為驅(qū)動(dòng)IGBT提供5V反偏壓，使IGBT更加可靠關(guān)斷。在本設(shè)計(jì)中，IGBT工作時(shí)的最大電流在10A以下，工作頻率在500Hz以下，屬于低頻小功率驅(qū)動(dòng)。整流功能模塊是把220V交流電整流，再進(jìn)行LC濾波，輸出一個(gè)較平滑的直流電作為逆變電路的輸入電壓。RC吸收電路接法是吸收電容Cs于電阻RS串聯(lián)后跨接在IGBT的C、E兩端就構(gòu)成了RC吸收電路。IGBT的保護(hù)電路主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)性故障而言。 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的形式和特點(diǎn)IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，根據(jù)電路隔離方式，IGBT驅(qū)動(dòng)器可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)用光電耦合器，另一類(lèi)用脈沖變壓器，兩者均可實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸及電路隔離。功率MOSFET是單機(jī)型電壓驅(qū)動(dòng)器件，它具有工作速度低、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好以及驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但它的導(dǎo)通電阻較大，電流容量也較低；而GTO是雙極性電流驅(qū)動(dòng)器件，其阻斷電壓高，載流能力強(qiáng)，但工作速度較慢，驅(qū)動(dòng)電流大，控制電路較復(fù)雜。另外，控制電路采用模擬電路，可靠性不高，主回路與逆變電路僅采用電感起扼流作用，因而對(duì)元器件質(zhì)量要求相當(dāng)高，一旦負(fù)載發(fā)生短路，受反饋影響，往往使控制部分又產(chǎn)生新的故障點(diǎn)。最后要焊接元件到PCB板。元器件布局必須考慮元件的可安裝性和可焊接性，不要因?yàn)橐粋€(gè)小小的元件封裝問(wèn)題給后來(lái)的工作帶來(lái)麻煩。所以合理的PCB布局是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、電磁干擾、將來(lái)布線的方便性、美觀性等方面綜合考慮。Prote199SE的印制電路板編輯器為用戶(hù)提供了一條快捷的設(shè)計(jì)印刷電路板的途徑，PCB編輯器通過(guò)它的交互性編輯環(huán)境達(dá)到了手動(dòng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。本系統(tǒng)主電路及驅(qū)動(dòng)電路原理圖和PCB的設(shè)計(jì)均使用工具軟件Protel99SE來(lái)完成。表32 電壓等級(jí)選擇開(kāi)關(guān)的含義開(kāi)關(guān)1狀態(tài)開(kāi)關(guān)2狀態(tài)輸出電壓范圍（KV）上撥下?lián)?00~200下?lián)芟聯(lián)?50~250上撥上撥170~300圖313 電壓等級(jí)選擇功能模塊原理圖揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)功能模塊的功能是在系統(tǒng)發(fā)生異常情況時(shí)（如過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、欠流等）驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。防止X射線管因過(guò)熱而損壞。并通過(guò)反饋電壓的數(shù)值判斷輸出是否過(guò)壓和欠壓。根據(jù)不同的曝光要求選擇其輸出電壓。航空頭是操作臺(tái)與X射線管的連接口，航空頭的質(zhì)量和連接的可靠性直接影響到X射線機(jī)工作的穩(wěn)定性和X射線管的壽命。L2，迅速向C3C3C3C34充電，當(dāng)充電流小于SCR4的維持電流時(shí)，SCR4自行關(guān)斷。整流功能模塊如圖34所示：圖34 整流功能模塊原理圖在電路中，兩個(gè)橋臂上的晶閘管VTVT2的陰極通常式連接在一起（共陰極），此時(shí)他們的門(mén)極電位接近，故采用脈沖變壓器隔離時(shí)，二次繞組間絕緣要求較低，不會(huì)因絕緣損壞造成短路。當(dāng)輸出電壓高于最高點(diǎn)壓5%時(shí)，控制電路中的過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作，使逆變器停止工作，即切斷高壓。操作臺(tái)內(nèi)部有整流電路、電源變壓器、濾波電感、濾波電容及逆變器等組成。人機(jī)界面常使用鍵盤(pán)、旋鈕、LED顯示和LCD顯示，X射線探傷機(jī)一般通過(guò)控制臺(tái)上的開(kāi)關(guān)、按鈕或它們的組合進(jìn)行操作，操作實(shí)現(xiàn)的功能由控制臺(tái)上的文字和操作手冊(cè)給出?？刂凭€路板通過(guò)扁平電纜插頭座與顯示電路板及主回路連接，整個(gè)儀器的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于檢查、維修和更換部件。它也能用于鑄造、焊接工藝連續(xù)觀察。熒光屏成像法是利用射線與熒光物質(zhì)相互作用產(chǎn)生熒光的現(xiàn)象呈現(xiàn)圖像的。為了避免電子在渡越由陰極到陽(yáng)極的空間時(shí)與空氣分子發(fā)生碰撞，管內(nèi)被抽成很高的真空。2 X射線探傷機(jī)的基本原理及結(jié)構(gòu)分析工業(yè)上廣泛應(yīng)用射線照相來(lái)發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部存在的缺陷，分析其形成的原因和規(guī)律，評(píng)價(jià)這些缺陷對(duì)工件使用性能的影響，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)或工藝，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，避免惡性事故的發(fā)生。其中，應(yīng)用逆變電源技術(shù)的工業(yè)X射線探傷機(jī)，早在1969年比利時(shí)波濤公司己經(jīng)研制成功。X射線探傷是最早應(yīng)用的幾種探傷方法之一。射線探傷的結(jié)果己被列為許多重要產(chǎn)品和零部件的質(zhì)量判斷依據(jù)，射線探傷已成為一種行之有效不可缺少的探傷方法，應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)部門(mén)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，還發(fā)現(xiàn)它能穿透許多物質(zhì)，諸如衣服、紙板，甚至頁(yè)數(shù)很多的書(shū)本，并能使膠片感光，X射線就這樣被發(fā)現(xiàn)了。射線在貫穿物體的過(guò)程中，由于與物質(zhì)相互作用，強(qiáng)度逐漸減小。本設(shè)計(jì)主要運(yùn)用晶閘管整流和逆變技術(shù)設(shè)計(jì)了X射線探傷機(jī)的主電路及其驅(qū)動(dòng)電路。最后對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程做了總結(jié)。出于底片的黑度分布依賴(lài)于各部位接受的射線量，而透過(guò)射線的強(qiáng)度取決于工件的材料、厚度和缺陷狀況，通過(guò)對(duì)射線底片的觀察，便可以發(fā)現(xiàn)缺陷并判斷缺陷的大小、性質(zhì)及分布情況，這就是常用的射線照相法探傷。X射線探傷是最早應(yīng)用的幾種探傷方法之一。對(duì)射線性質(zhì)的深入研究和工藝技術(shù)科學(xué)的飛躍發(fā)展，給射線探傷應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。有的已通過(guò)鑒定，有的己投入使用。第二章首先闡述了X射線的產(chǎn)生與探傷的成像方法，然后介紹了X射線探傷機(jī)的種類(lèi)、特點(diǎn)和基本結(jié)構(gòu)。X射線發(fā)生的示意圖如圖22所示：圖22 X射線發(fā)生示意圖； ； ；； ； X射線發(fā)生的原理是由變壓器等組成的高壓發(fā)生器產(chǎn)生高電位差，加到X射線的兩端，陽(yáng)極的電位高于陰極的電位。在工件遠(yuǎn)離射線源的一側(cè),放置裝有X射線膠片的暗盒。工業(yè)X射線實(shí)時(shí)成像法是將貫穿工件后射線強(qiáng)度分布變?yōu)殡娨晥D像顯示缺陷。攜帶式X射線機(jī)是一種體積小、重量輕、便于攜帶、適用于高空和野外作業(yè)的X射線機(jī)。所以X射線管陽(yáng)極在實(shí)際制造時(shí)，都采取各種措施保證冷卻效率。圖24 側(cè)面板圖 ； ； ； ； ； 3 X射線探傷機(jī)主電路及其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)由操縱臺(tái)、X射線發(fā)生器和低壓連接電纜三部分組成。另外，在管桶內(nèi)鐵心和外部散熱器上各裝有一個(gè)溫度繼電器，用來(lái)防止溫度過(guò)高而損壞機(jī)器。下面分別對(duì)各功能模塊的功能及工作原理進(jìn)行描述。逆變功能模塊原理圖如圖35所示:圖35 逆變功能模塊原理圖在電路圖中SCRSCR4分別為主、副晶閘管，L2為換向變壓器（電感），C3C3C3C34為換向電容，D4為反饋二極管（削尖峰），ARD5為逆峰吸收回路，CCR7和R8分別為主、副晶閘管過(guò)壓吸收保護(hù)元件，ARAR3為壓敏電阻。當(dāng)下一次SCR4導(dǎo)通時(shí)，就把C3C3C3C34跨接在SCR3的兩端，使SCR3受反壓而迫使其關(guān)斷。零點(diǎn)檢測(cè)電路如圖37所示：圖37 零點(diǎn)檢測(cè)功能模塊原理圖電路工作原理是：220V交流電壓經(jīng)電源變壓器降壓后送到零點(diǎn)檢測(cè)電路的兩個(gè)輸入端，經(jīng)C1C14濾波和DD6限幅后送到電壓比較器的反相輸入端。W1可調(diào)節(jié)脈沖，脈沖決定主晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，進(jìn)而可改變電流的大小。一旦X射線發(fā)生過(guò)流和欠流，控制電路將會(huì)發(fā)出控制信號(hào)切斷高壓，使脈沖變壓B3停止工作達(dá)到保護(hù)目的。數(shù)碼開(kāi)關(guān)撥向的改變能代表四種狀態(tài)，其中的三種狀態(tài)分別代表三個(gè)輸出電壓的范圍：開(kāi)關(guān)1向上撥、開(kāi)關(guān)2向下?lián)艽磔敵?00伏，開(kāi)關(guān)1和開(kāi)關(guān)2同時(shí)向下?lián)転檩敵?50伏，開(kāi)關(guān)1和開(kāi)關(guān)2同時(shí)向上撥為輸出300伏。高質(zhì)量的印制線路板能保證所設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的各項(xiàng)指標(biāo)是系統(tǒng)功能分析和調(diào)試設(shè)計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)，因此需要再設(shè)計(jì)印制線路板時(shí)精心安排，合理布局，使設(shè)計(jì)出來(lái)的線路板穩(wěn)定可靠運(yùn)行，抗干擾能力強(qiáng)。這些技術(shù)把產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的三個(gè)方面有機(jī)的結(jié)合在一起，即設(shè)計(jì)人員、設(shè)計(jì)文件和建立文件的工具三者合為一體。在此環(huán)境下，可 以根據(jù)個(gè)人的環(huán)境和喜好設(shè)置電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)和文檔參數(shù)；；，在電路板中會(huì)出現(xiàn)元件封裝連接關(guān)系組成的一些凌亂的圖案，需要人工或自動(dòng)將元件放置到適當(dāng)?shù)奈恢?；，包括設(shè)定導(dǎo)線間距、導(dǎo)線拐角、導(dǎo)線形式 、導(dǎo)線寬度等； Advance Rote 99Protel高級(jí)無(wú)網(wǎng)格布線器進(jìn)行自動(dòng)布線。同時(shí)在布線的工程中要不斷的修改元件的布局來(lái)保證布線的要求。對(duì)于支持PROTEL99格式的加工廠家，可將文件另存為PCB 格式的二進(jìn)制文件，然后做一次DRC，通過(guò)后不存盤(pán)退出，*.PC B文件。3D仿真圖分別如圖31320所示。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC/TC（CO）1339文件建議，其各部分名稱(chēng)基本上沿用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的相應(yīng)命名方法。一般來(lái)講，IGBT的開(kāi)關(guān)速度低于功率MOSFET，但是IR公司新系列IGBT的開(kāi)關(guān)特性非常接近功率MOSFET，而且導(dǎo)通特性也不受工作電壓的影響。IGBT逆變電路的另外一個(gè)顯著特點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單、控制功能模塊集成化程度高、功能齊全，與晶閘管逆變電路相比，減少了電感和換向電容，因而整機(jī)重量大為減輕，并大大改善了X射線機(jī)整體性能、可靠性和智能性。2．由于負(fù)載短路引起流過(guò)IGBT集電極和發(fā)射極的電流異常增大，使柵極附近局部過(guò)熱而損壞。FGA25N120ANTD圖形符號(hào)如圖319所示：圖321 FGA25N120ANTD圖形符號(hào)FGA25N120ANTD的其他特性包括：低飽和電壓(VCE(sat),typ= IC = 25A和TC=25176。L1為高壓變壓器的初級(jí)繞組，由IGBT斬波后的脈動(dòng)電壓送到高壓變壓器進(jìn)行升壓，最后驅(qū)動(dòng)X射線管進(jìn)行探傷。（2）正常關(guān)斷過(guò)程當(dāng)控制電路使TS01的1腳和2腳無(wú)電流流過(guò)時(shí)，光電耦合器TS01不通，A點(diǎn)電位上升，使VT1導(dǎo)通。（2）故障2：觸摸機(jī)器時(shí)觸電處理方法：接地不良或機(jī)器內(nèi)部絕緣不好，應(yīng)檢查接地是否良好。在現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步展開(kāi)的工作主要包括：①在電路中采用光電隔離等措施進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，使系統(tǒng)工作更可靠穩(wěn)定；②在系統(tǒng)中集成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模塊，增加總工作時(shí)間累計(jì)功能；③優(yōu)化電路硬件結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)的功耗，提高生存期；④改善電路工作方式，降低系統(tǒng)的工作噪聲。在學(xué)習(xí)和生活上您也給予了我無(wú)限的關(guān)懷愛(ài)護(hù)，使我克服各種困難，不斷前進(jìn)。襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆