【正文】 5引腳9的電阻、引腳10的電容及引腳8輸出的基準(zhǔn)電壓K為常數(shù)為降低干擾。由觸發(fā)脈沖相位公式可知，R9為可調(diào)，通過調(diào)節(jié)R9阻值來調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)相位，故R9為可調(diào)變阻器。引腳6（I）：脈沖信號禁止端。本次設(shè)計(jì)中所接電阻為200kΩ時(shí)，通過查詢TCA785手冊可知同步電壓直接取~220V。圖33 觸發(fā)脈沖信號產(chǎn)生電路圖及各元件參數(shù)圖33即為觸發(fā)脈沖信號產(chǎn)生的電路圖，根據(jù)芯片TCA785功能和用法要求，對引腳1進(jìn)行接地處理；引腳16接+15V工作電源，電容C1作為濾波電容，降低電源波動(dòng)對電路的影響；由于本次設(shè)計(jì)不需要非脈沖信號，故對輸出脈沖的非端引腳引腳4做開路處理，同時(shí)非輸出脈沖寬度控制端接電源電壓VS；與之相對，輸出脈沖的端口引腳14和引腳15為觸發(fā)脈沖的輸出端口；引腳12為控制引腳14和引腳15輸出的觸發(fā)脈沖脈沖寬度的端口，觸發(fā)脈沖寬度變化跟連接在端口12上的電容C4有關(guān)，按使用要求C4另一端接地，為了保證輸出觸發(fā)脈沖寬度足夠驅(qū)動(dòng)可控硅模塊， 這里設(shè)計(jì)為最寬脈沖寬度輸出，根據(jù)手冊可知最寬寬度為2000μs，此時(shí)C4電容量為1nF；引腳7和引腳3是用來提供同步信號，在本設(shè)計(jì)中同步信號基準(zhǔn)有引腳5輸入，這里作開路處理；引腳5為同步電壓輸入端，是給脈沖信號取同步電壓基準(zhǔn)的，按使用要求對地端接兩個(gè)正反向并聯(lián)的限幅二極管，查詢手冊可知，當(dāng)同步電壓為～220V時(shí)，所接電阻R2取200kΩ；引腳6為脈沖信號禁止端，按使用要求通過阻值10kΩ的電阻接正電源，由于引腳6端電壓為高電平和低電平時(shí)，會產(chǎn)生觸發(fā)電路禁止脈沖輸出和允許脈沖輸出的信號，所以本次設(shè)計(jì)通過一信號禁止開關(guān)接地，當(dāng)調(diào)壓電路正常工作需要觸發(fā)脈沖信號時(shí)將開關(guān)打開，這是端電壓為高電平，封鎖功能不起作用，觸發(fā)信號可以輸出，當(dāng)不需要觸發(fā)脈沖產(chǎn)生就將開關(guān)閉合，此時(shí)端電壓為低電平，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出封鎖；引腳引腳引腳10以及引腳11共同決定了觸發(fā)脈沖的相位。 脈沖信號放大電路通過調(diào)節(jié)TCA785芯片引腳11的端電壓V11和端子9的電阻R9就可以調(diào)節(jié)輸出觸發(fā)脈沖的相位和脈沖寬度，但是調(diào)節(jié)電路輸出的觸發(fā)脈沖信號太弱，不足以驅(qū)動(dòng)可控硅模塊。⑴ 必須根據(jù)所用放大管的類型提供直流電源，以便設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，并作為輸出的能源。⑷ 當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，必須保證放大管輸出回路的動(dòng)態(tài)電流（晶體管的ΔiC或場效應(yīng)管的ΔiD）能夠作用于負(fù)載，從而使負(fù)載獲得比輸入信號大得多的信號電流或信號電壓。 整體觸發(fā)電路工作過程將以TCA785芯片為核心的觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路的兩個(gè)輸出端與兩個(gè)相同的脈沖放大電路的輸入端連接在一起，兩放大電路輸出端作為觸發(fā)電路輸出，這樣就構(gòu)成了整個(gè)脈沖觸發(fā)電路。 第四章 對主電路的MATLAB仿真 MATLAB仿真簡介及在電力電子系統(tǒng)中的應(yīng)用MATLAB是集數(shù)值計(jì)算、符號運(yùn)算、及圖形處理等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計(jì)算工具，作為強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算平臺，它幾乎可以滿足所有的計(jì)算要求。它還能夠用MATLAB自身語言或C、C++語言、FORTRAN語言，根據(jù)S函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)格式寫成用戶自己定義的功能模塊，其擴(kuò)充性非常強(qiáng)。表1 可控硅調(diào)壓電路仿真模型元器件名稱及用途序號元器件（模塊名）用途1AC Voltage交流電壓源2Linear Transformer線性變壓器3Thyristor晶閘管，用于調(diào)壓4Series of RLC branch串聯(lián)RLC支路，設(shè)置負(fù)載類型5Pulse Generator脈沖發(fā)生器6Voltage measurement電壓表7Current measurement電流表8Scope示波器其中，最主要的是Pulse Generator的參數(shù)設(shè)定，其周期必須與交流電壓源的周期相一致，在phase delay中設(shè)定不同的導(dǎo)通時(shí)刻，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對交流電壓的相位調(diào)壓。通過對移相可控硅交流調(diào)壓電路的仿真看出，MATLAB中的Simulink仿真工具可以方便地創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)完整的模型，評估不同的算法和結(jié)構(gòu)并驗(yàn)證系統(tǒng)性能。因此其性能的好壞將直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)中供電系統(tǒng)的正常工作，由此，對可控硅交流調(diào)壓技術(shù)的研究具有非常重要的意義。的觸發(fā)脈沖，電路比較復(fù)雜。因此，以后磁粉探傷中低頻磁化電流會得到越來越廣泛的應(yīng)用。最后特別感謝我培育了四年的母校及各位老師的辛勤培養(yǎng)！參 考 文 獻(xiàn)[1] 葉代平 蘇李廣編著. 磁粉檢測. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2004[2] 兵器工業(yè)無損檢測委員會編. 磁粉探傷. 兵器工業(yè)出版社. 1999[3] 任吉林編. 電磁無損檢測. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1989[4] 王兆安 黃俊編. 電力電子技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社 2006[5] 洪乃剛編. 電力電子技術(shù)基礎(chǔ). 清華大學(xué)出版社. 2008[6] 李序葆 趙永健編. 電力電子器件及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996[7] . 機(jī)械工業(yè)出版社. 2001[8] 佘志勇 . 1998[9] 蔣光祖編.《晶閘管交流電力控制器》. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1988[10] 王明彥 . 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996[11] SIEMENS . Phase Control IC TCA785[12] 總而言之，電力電子技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。這樣主電路雖然還是兩個(gè)普通晶閘管反并聯(lián)，但控制電路只需控制一只雙向晶閘管就行了，故觸發(fā)電路簡單，工作可靠，體積小，成本降低。主電路的主要元器件是可控硅模塊、RC保護(hù)及降壓變壓器，除了RC電路是用來防止可控硅模塊過電壓起保護(hù)作用外，另外兩個(gè)都是調(diào)壓元器件。MATLAB中的Simulink仿真工具還是不可多得的科研用模擬仿真工具，掌握它不僅對于教學(xué)和個(gè)人學(xué)習(xí)有很大幫助，而且對于移相可控硅交流調(diào)壓電路的研究具有巨大的推動(dòng)作用和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。在設(shè)定完各元器件參數(shù)后即可開始運(yùn)行仿真模型。下面正是基于MATLAB仿真軟件對本次設(shè)計(jì)的移相控制可控硅調(diào)壓的主電路進(jìn)行仿真分析，并得出仿真結(jié)果。一般來說，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開發(fā)出來的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評估不同的模型而不需要自己編寫代碼。脈沖信號由TCA785芯片及相關(guān)電路產(chǎn)生，然后通過放大電路放大脈沖幅值，經(jīng)電磁隔離提供給可控硅模塊。此外放大處理后的脈沖信號一般不直接給可控硅門極施壓，要通過一個(gè)變壓器給可控硅提供門極觸發(fā)脈沖信號，變壓器可以對脈沖信號進(jìn)一步調(diào)節(jié)，但主要作用還是使觸發(fā)電路與調(diào)壓主工作電路進(jìn)行電磁隔離。對于場效應(yīng)管放大電路，電源的極性和大小應(yīng)為場效應(yīng)管的柵極與源極、漏極與源極之間提供合適的電壓，從而使之工作在恒流區(qū)。 放大電路的工作原理如圖35所示為基本共射放大電路，它由NPN型硅管及若干電阻組成，其中晶體管是起放大作用的核心元件。C10的范圍為500pF～1μF，設(shè)計(jì)電路里面即為電容C5，取值47nF。Ⅱ、極限參數(shù)⑴電源電壓：+8V~18V或177。而該端通過電阻接正電源，且該端電壓高于4V時(shí)，則封鎖功能不起作用。負(fù)載能力為驅(qū)動(dòng)10塊CMOS集成電路，隨著TCA785應(yīng)用的工作電源電壓VS及其輸出脈沖頻率的不同，～，如用戶電路中不需要應(yīng)用VREF，則該端可以開路。C10的實(shí)用范圍為500pF～1μF?！玍S，當(dāng)該端接地時(shí)，2為最寬脈沖輸出，而當(dāng)該端接電源電壓VS時(shí)，2為最窄脈沖輸出。它們的高電平最高幅值為電源電壓VS，允許最大負(fù)載電流為10mA。使用中直接接用戶為該集成電路工作提供的工作電源正端。通過給TCA785芯片送同步電壓基準(zhǔn)，由TCA785調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖輸出的脈沖寬度和相位，然后經(jīng)脈沖放大電路給可控硅元件提供觸發(fā)脈沖。退磁時(shí)，將工件放在拖板上置于線圈前30cm處，線圈通電時(shí)，將工件沿著軌道緩慢地從線圈中通過并遠(yuǎn)離線圈至少1～。工件上保留剩磁，會對工件的進(jìn)一步的加工和使用造成很大的影響，主要影響為：1) 工件上的剩磁，會影響裝在工件附近的磁羅盤和儀表的精度和正常使用；2) 工件上的剩磁，會吸附鐵屑和磁粉，在繼續(xù)加工時(shí)影響工件表面的粗糙度和刀具壽命；3) 工件上的剩磁，會給清除磁粉帶來困難；4) 工件上的剩磁，會使電弧焊過程電弧偏吹，焊道偏離；5) 油路系統(tǒng)的剩磁，會吸附鐵屑和磁粉，影響供油系統(tǒng)暢通；6) 滾珠軸承上的剩磁，會吸附鐵屑和磁粉，造成滾珠軸承磨損；7)電鍍鋼件上的剩磁，會使電鍍電流偏離期望流通的區(qū)域，影響電鍍質(zhì)量；由于上述影響，故應(yīng)該對工件進(jìn)行退磁。主電路圖如圖27所示。其中利用儲能元件電容的一個(gè)基本特性——兩端的電壓不能突變可以克服尖峰狀過電壓是可控硅過電壓保護(hù)的最基本的方法?？煽毓柙刂拼箅姼胸?fù)載時(shí)會有干擾電網(wǎng)和自干擾的現(xiàn)象，其原因是當(dāng)可控硅元件控制一個(gè)連接電感性負(fù)載的電路斷開或閉合時(shí)，其線圈中的電流通路被切斷，其變化率極大，因此在電感上產(chǎn)生一個(gè)高電壓，這個(gè)電壓通過電源的內(nèi)阻加在開關(guān)觸點(diǎn)的兩端，感應(yīng)電壓一次次放電直到感應(yīng)電壓低于放電所必須電壓為止，在這一過程中將產(chǎn)生極大的脈沖束。 降壓變壓器及RC保護(hù)電路 降壓變壓電路經(jīng)過可控硅調(diào)壓后得到的輸出電壓顯然不適合直接作為磁化電源，考慮到磁粉檢測比較潮濕的工作環(huán)境下人體的安全電壓，磁化電源一般不宜超過24伏特，而對工件磁化需要強(qiáng)磁場，強(qiáng)磁場的產(chǎn)生需要很大的電流，一般為0～4000A有效值，連續(xù)可調(diào)。這是一個(gè)周期的電壓變化過程。從理論上分析：正負(fù)半周的起始時(shí)刻（）均為電壓過零時(shí)刻。 交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路主要有三種控制方式，分別是：移相控制的交流調(diào)壓器、通斷控制交流調(diào)壓器以及斬控式交流調(diào)壓器。只有門極觸發(fā)是最精確、迅速而可靠的手段。按照可控硅工作原理，可列出如下方程： （式21） （式22） （式23） （式24）式中，和分別是可控硅和的共基極電流增益；和分別是和的共基極漏電流。但是若在可控硅受正向電壓時(shí)，在門極和陰極之間加正的控制信號或脈沖，由于可控硅內(nèi)部正反饋?zhàn)饔?，可控硅就會迅速從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)。 交流調(diào)壓控制方式 可控硅的結(jié)構(gòu)及工作原理在電力電子技術(shù)出現(xiàn)以前交流調(diào)壓常用變壓器，改變交流電頻率則很困難。由于交流電本身不斷地變換方向，再衰減電流改變磁場的大小，從而達(dá)到退磁的目的。在導(dǎo)體中心，電流密度最小，而在導(dǎo)體表面及近表面的電流密度卻很大。在這次設(shè)計(jì)中，考慮到主要設(shè)計(jì)周向磁化，以及交流磁化電流的趨膚效應(yīng)和退磁時(shí)非常方便，因此使用交流磁化電流。磁化電源裝置核心就是交流調(diào)壓電路，調(diào)壓電路由調(diào)壓主電路和觸發(fā)電路組成。第二章 主電路設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì)的基本原理及框圖磁粉檢測的主要對象是鋼鐵，它是強(qiáng)磁性物質(zhì)，眾多的鋼鐵材料是鐵磁材料的一部分。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)。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。模塊化是將由多個(gè)電力電子器件組成的電路封裝到一個(gè)模塊中，集成化將功率模塊和驅(qū)動(dòng)、檢測、保護(hù)等功能集而為一，使器件的使用更方便更安全。磁粉檢測方法日臻完善。光電掃描圖像識別的磁粉探傷機(jī)已研制成功。進(jìn)行熒光磁粉檢測和自動(dòng)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(dòng)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(dòng)標(biāo)記和分選，完全改變了傳統(tǒng)磁粉檢測“手腳并用眼睛看”的面貌。1928年，F(xiàn)orest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(dòng)作用。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。利用某些液體對狹窄縫隙的滲透性來探測表面缺陷。如用熒光屏代替膠片，可直接觀察被檢物體的內(nèi)部情況。s magnetic particle testing rechargeable power control demagnetization discussed in detail and design a voltage control circuit. Trigger circuit by adjusting the phase of the trigger pulse to control the onoff thyristor, which can be manually controlled to adjust the output voltage, and then, after stepdown transformer can be used to obtain the magnetization of the magnetic lowvoltage highcurrent power supply, mainly by the SCR the main voltage regulator circuit, trigger circuit, such as position, is a