【正文】 性能或結(jié)構(gòu)完整性。廣泛用于金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料及其制品以及一些電子元器件的檢測。 本文正是基于移相控制的可控硅交流調(diào)壓技術(shù)對磁粉檢測的充退磁電源控制進(jìn)行了詳細(xì)論述并設(shè)計出調(diào)壓控制電路。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 鐵磁性材料工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變 而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁場，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。并對設(shè)計出的電路系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行仿真和 實(shí)驗，得出了一系列的 波形，并進(jìn)行了分析。若將受到不同程度吸收的射線投射到 X 射線膠片上 ，經(jīng)顯影后可得到顯示物體厚度變化和內(nèi)部缺陷情況的照片。 ④ 滲透探傷(perant testing)。 在電力電子技術(shù)出現(xiàn)以前，調(diào)壓一般都是通過變壓器來實(shí)現(xiàn)，但是變壓器調(diào)壓不能改變電壓頻率，而且調(diào)壓可靠性和靈敏度不高 。于是，他第一個提出可利用磁鐵吸引鐵屑的物理現(xiàn)象來進(jìn)行檢測。由于 晶閘管等電子元器件用于磁粉檢測設(shè)備，使智能化設(shè)備大量涌現(xiàn)，這些設(shè)備可以預(yù)置磁化規(guī)范和合理的工藝參數(shù)。智能化設(shè)備已生產(chǎn)應(yīng)用。為制定更合理的產(chǎn)品磁粉檢測驗收標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。電力電子器件未來的發(fā)展方向是高耐壓、大電流、高頻、低損耗、易驅(qū)動的器件，并且電力電子器件的模塊化、集成化和智能化也成為未來發(fā)展趨勢。 電力電子變流技術(shù)是利用電力電子器件組成的電路來改變電能形式的一項技術(shù)，交流調(diào)壓屬于電力電子技術(shù)的一個分支，電力電子技術(shù)的發(fā)展盡管只有幾 十年的歷史，但發(fā)展速度卻非?？欤娏?、電子及控制于一身，是其顯示出強(qiáng)大的生命力，尤其對工業(yè)技術(shù)革新起到了巨大的推動作用，磁粉檢測技術(shù)的發(fā)展正是這一受益者。 由于磁粉探傷機(jī)充退磁的電源不能直接用工業(yè)電源，所以要進(jìn)行調(diào)壓。為企業(yè)廣泛運(yùn)用磁粉檢測提供了可靠而有效的技術(shù)保證，具有廣泛的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 對磁化強(qiáng)度的調(diào)節(jié)就通過調(diào)節(jié)通入電流的大小來實(shí)現(xiàn)，這就是對磁化電源的調(diào)制。由于不同電流隨時間變化的特性不同，在磁化時所表現(xiàn)出來的性質(zhì)也不一樣，常用的磁化電流有交流電流、直流電流（整流電流），在一些特殊的地方，還使用高壓脈沖電流。 ③ 、交流電具有趨膚效應(yīng)，即交流電通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體橫截面上各處的電流密度（單位面積中通過的電流）不相同。而交流降壓衰減退磁是將通電磁化時的電流由幅值逐漸降到零。 交流磁化電流的大小是有調(diào)壓環(huán)節(jié)和降壓環(huán)節(jié)控制，因而交流調(diào)壓電路以及降壓電路是磁粉檢測磁化電源設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。可控硅 內(nèi)部 的四層 PNPN半導(dǎo)體形成三個 PN 結(jié)，在門極開路無控制信號時，給可控硅加正向電壓，由于中間PN 結(jié)反偏，不會有正向電流通過；給可控硅加反向電壓，另兩個 PN 結(jié)反偏，也不會有反向電流通過，因此在門極無控制信號時，無論給可控硅加正向電壓或反向電壓，可控硅都不會導(dǎo)通而處于關(guān)斷狀態(tài)。也正是由于通過其門極只能控制其開通，不能控制其關(guān)斷，可控硅才被稱為半控型器件。這些情況下除了光觸發(fā)由于可以保證控制電路與主電路之 間的良好絕緣而應(yīng)用于高壓電力設(shè)備中之外，其它都因不易控制而難以應(yīng)用于實(shí)踐。 4 若要是已導(dǎo)通的可控硅關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過可控硅的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。 對于阻性負(fù)載情況下， 工頻交流電輸入后，在輸入電壓的正半周和負(fù)半周，分別對可控硅 VT1 和 VT2 的觸發(fā)相位角 進(jìn)行調(diào)制，就可以控制 VT1 和 VT2 的通斷，從而 來 調(diào)節(jié) 輸出電壓 的大小 。 當(dāng) 2t??? 時，負(fù)載電流下降 為零， VT2 自然關(guān)斷。此外， 0?? 時，功率因數(shù) 1?? ，隨著 ? 的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變， ? 也逐漸降低。調(diào)節(jié)方式的電路原理圖見圖 25. RC 保護(hù)電路 交流調(diào)壓中采用的可控硅，它具有體積小、重量輕、效率高和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，對提高生產(chǎn)效率和降低成本等都有顯著效果，但它也具有過載和抗干擾能力差，且在控制大電感負(fù)載時會干擾電網(wǎng)和自干擾等缺點(diǎn)，尤 其是過電壓過電流問題在設(shè)計中一定要考慮到。一般降壓變壓器式磁化裝置電流調(diào)節(jié)有三種方式：變壓器分級抽頭轉(zhuǎn)換方式、感應(yīng)電壓調(diào)節(jié)（自耦變壓器）方式以及晶閘管控制方式。 0?? 時，相當(dāng)于可控硅一直接通，輸出電壓為最大值， oUU? 。 uVT 1VT 2u 0 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 設(shè)輸入電壓為（見式 21）： s i n 2 s i nmu U t U t???? （ 式 26） 在 輸入電壓 0u? 時， 可控硅 VT1 和 VT2 的端電壓分別為 1 0VTuu?? ，2 0VTuu?? ? ， VT1 具備觸發(fā)導(dǎo)通的條件。 移相控制的交流調(diào)壓電路 原理圖如圖 23 所示。門極觸發(fā)電流也往往是通過觸發(fā)電路在門極和陰極之間施加觸發(fā)電壓而產(chǎn)生的。由上式可看出，此時流過可控硅的漏電流只是稍大于兩個晶體管漏電流之和。 如果外電路向門極注入電流 GI ， 也就是驅(qū)動電流，則 GI 流入晶體管 2V 的基極，即產(chǎn)生集電極電流 2CI ， 它構(gòu)成晶體管 1V 的基極電流，放大 成集電極電流 1CI ，又進(jìn)一步增大 2V 圖 22 可控硅工作原理 E GSGI GV 1I AI C 1AV 2I C 2KI KE AR 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 的基極電流，如此形成強(qiáng)烈的正反饋，最后 1V 和 2V 進(jìn)入完全飽和狀態(tài)，即可控硅導(dǎo)通。以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的交流調(diào)壓電路離不開電力電子器件，在交流調(diào)壓中，電力電子器件組成交流無觸點(diǎn)開關(guān)，能控制交流電路的通斷，利用電力電子器件的可控性對交流電進(jìn)行控制，交流無觸點(diǎn)開關(guān)也稱固體開關(guān)。 交流磁化電流同樣也有缺點(diǎn)： 交流電方向變化時大小也發(fā)生變化，因此存在著剩磁不穩(wěn)定的現(xiàn)象。由于交流電的趨膚效應(yīng)使得工件表面附近的磁場較為顯著，可以提高工件表面缺陷檢查的靈敏度。交流磁化省掉整流這一環(huán)節(jié)，降低了磁化電源的復(fù)雜程度。本設(shè)計采用交流磁化電源，故 可以省略掉 整流部分。根據(jù)電磁感應(yīng)我們知道，電可以產(chǎn)生磁，通過調(diào)節(jié)電流的大小，就可以調(diào)節(jié)其產(chǎn)生磁場的強(qiáng)度，得到可調(diào)的磁場。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 本課題主 要研究內(nèi)容 本文通過對磁粉檢測充退磁控制的研究，以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用可控硅調(diào)壓原理設(shè)計出交流調(diào)壓主電路以及以芯片 TCA 785 為核心的觸發(fā)電路應(yīng)用于磁粉探傷設(shè)備充退磁控制系統(tǒng)。 可控硅調(diào)壓在磁粉檢測中的應(yīng)用 磁粉檢測的基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場與磁粉間的相互作用。原邊繞組與副邊繞組匝數(shù)不等所以能夠改變電壓。可控硅不僅可以應(yīng)用 于整流，并且可以應(yīng)用于逆變和交直流的調(diào)壓。國外非常重視，不僅制定了具體控制項目，校驗周期和技術(shù)要求，并設(shè)有質(zhì)量監(jiān)督檢查機(jī)制。 我國近年來磁粉檢測設(shè)備發(fā)展也很快，已實(shí)現(xiàn)了系列化，三項全波直流探傷超低頻退磁設(shè)備的性能已 打到國外同類設(shè)備的水平。磁粉檢測從理論到實(shí)踐，已初步形成為一種無損檢測方法。將鐵磁性工件置于外加磁場中，工件被磁場磁化，磁力線在工件的表面和近表面形成一定的走向，如果工件表面和近表面有裂紋或缺陷，并與磁力線交叉一定角度時，則會引起磁通密度的改變，部分磁力線被扭曲，泄漏到空氣當(dāng)中去形成漏磁通，在缺陷處形成磁極。通過磁粉在物體缺陷附近漏磁場中的堆積來檢測物體表面或近表面處的缺陷，被檢測物體必須具有鐵磁性。 ③ 聲發(fā)射檢測 (acoustic emission testing)。無損檢測 是指 在不損傷被測材料的情況下，檢查材料的內(nèi)在或表面缺陷，或測定材料的某些物理量、性能、組織狀態(tài)等的檢測技術(shù)。本次設(shè)計主要對周向磁化調(diào)壓電路進(jìn)行設(shè)計，周向磁化的磁化電源一般為低電壓大電流的交流電源，需要對工業(yè)交流電進(jìn)行調(diào)制來滿足磁化需要，對電壓電流的調(diào)制離不開電力電子技術(shù)，這就是本次設(shè)計的理論基礎(chǔ)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。這就是磁粉檢測的基本原理。結(jié)果證明本方案是有效可行的。如用熒光屏代替膠片，可直接觀察被檢物體的內(nèi)部情況。利用某些液體對狹窄縫隙的滲透性 來探測表面缺陷。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及電力電子器件的發(fā)明和廣泛應(yīng)用，調(diào)壓技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化，出現(xiàn)了各種的調(diào)壓方式，不僅能夠?qū)﹄妷汉碗娏鬟M(jìn)行交直流變換，而且也能夠很輕松的改變其大小、頻率、相位等。 1928 年， Forest 為解決油井鉆桿斷裂，研制了周向磁化，使用了尺寸和形狀受控的并具有磁性的磁粉，獲得了可靠的檢測結(jié)果，為磁粉檢測的應(yīng)用和發(fā)展起了很大的推動作用。進(jìn)行熒光磁粉檢測和自動化操作，國外還成功第御用電視光電探測器熒光磁粉掃查和激光飛點(diǎn)掃描系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了磁粉檢測觀察階段的自動化，將檢測到的信息在微機(jī)和其他電子裝置中進(jìn)行處理，鑒別可剔除的不連續(xù)性，并進(jìn)行自動標(biāo)記和分選，完全改變了傳統(tǒng)磁粉檢測 “手腳并 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用眼睛看 ”的面貌。光電掃描圖像識別的磁粉探傷機(jī)已研制成功。磁粉檢測方法日臻完善。模塊化是將由多個電力電子器件組成的電路封裝到一個模塊中，集成化將功率模塊和驅(qū)動、檢測、保護(hù)等功能集而為一，使器件的使用更方便更安全。 在工業(yè)生產(chǎn)中，有很多不少由交流供電的設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)壓，以適應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)，因而交流調(diào)壓器運(yùn)用十分廣泛。在周向磁化主電路和縱向磁化主電路中都廣泛運(yùn)用電力電子技術(shù)，尤其是交流調(diào)壓技術(shù)和整流技術(shù)。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 頁 第 13 頁