【正文】 最后感謝參與論文評(píng)審的各位專家，感謝您們?cè)诎倜χ袑?duì)我的論文給出批評(píng)指正。您點(diǎn)點(diǎn)滴滴的教誨將永駐我心，再次向邴老師表示深深的謝意。感謝自動(dòng)化工程系為我們創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和提供動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。參考文獻(xiàn) [1] :云南科技出版社,2001.[2] 周志敏,:人民郵電出版社,2006.[3] 王兆安,:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[4] 石玉,:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.[5] 石玉,:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[6] 王昊,:電子工業(yè)出版社,2007.[7] 趙亮,:人民郵電出版社,2003.[8] :人民郵電出版社,2004.[9] :浙江大學(xué)出版社,2002.[10] 張偉, :人民郵電出版社,2006.[11] 曾峰,（PCB）:電子工業(yè)出版社,2005.[12] :(碩士學(xué)位論文).黑龍江: 黑龍江大學(xué),2001.[13] :(博士學(xué)位論文).黑龍江: 哈爾濱工業(yè)大學(xué),2001.[14] 周艷霞本設(shè)計(jì)根據(jù)X射線探傷機(jī)的用途，合理設(shè)計(jì)了其主電路和驅(qū)動(dòng)電路，加入了必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。（3）故障3：前面操作顯示正常，按“訓(xùn)機(jī)”或“高壓開(kāi)”后很快出現(xiàn)管頭超溫或欠流保護(hù)處理方法：可能是連接電纜接觸不良。4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析在測(cè)試過(guò)程中，為了分析系統(tǒng)輸出電壓的線性度，分別對(duì)整流功能模塊各典型輸出電壓及其對(duì)用的觸發(fā)相位作了記錄。VT1導(dǎo)通使VT2截止VT3導(dǎo)通，IGBT柵極電荷通過(guò)VT3迅速放電，使C點(diǎn)電位迅速下降至0V，使IGBT可靠關(guān)斷，UCE迅速上升，IGBT正常關(guān)斷。驅(qū)動(dòng)電路中，TS01起隔離作用，VT1為中間級(jí)，VT2和VT3組成推挽輸出級(jí)。IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中，最常用的是分立元件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路和專用的混合集成驅(qū)動(dòng)電路。整流功能模塊原理圖如圖322所示：圖322 半控整流功能模塊原理圖逆變功能模塊主要由IGBT及其外圍元件組成，電路如圖323所示：圖323 逆變功能模塊原理圖逆變功能模塊中，R9和C3組成RC緩沖電路，對(duì)IGBT有過(guò)壓保護(hù)的作用，與R3并聯(lián)的二極管D2為緩沖二極管，其使緩沖電阻的阻值增大，避開(kāi)了開(kāi)通時(shí)，IGBT功能受阻的問(wèn)題。C)以限制導(dǎo)通損耗；低開(kāi)關(guān)損耗(Eoff,typ= IC = 25A和TC=25176。 IGBT的選擇FGA25N120ANTD 1200V是一種高性能的IGBT，其為NPT溝道，具有極佳的抗雪崩能力和經(jīng)優(yōu)化的開(kāi)關(guān)和導(dǎo)通損耗性能權(quán)衡，能為逆變應(yīng)用提高系統(tǒng)可靠性和效率。因此，對(duì)于IGBT的保護(hù)，主要包括IGBT過(guò)電流保護(hù)、IGBT過(guò)電壓保護(hù)和IGBT過(guò)熱保護(hù)等。因此，在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合理的過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、du/dt保護(hù)和di/dr保護(hù)也是必要的。 IGBT的保護(hù)電路簡(jiǎn)介電力電子裝置故障可分為結(jié)構(gòu)性故障和參數(shù)性故障。通常，對(duì)于變頻器等輸出和輸入有直接聯(lián)系的設(shè)備，由于逆變器對(duì)地直接短路的危險(xiǎn)性比較大，而且IGBT關(guān)斷的等待時(shí)間比較長(zhǎng)，故采用光耦隔離式驅(qū)動(dòng)器比較合適。由于IGBT內(nèi)部不存在反向二極管，應(yīng)用中可以靈活選用外接恢復(fù)二極管。目前出現(xiàn)了許多新型復(fù)合器件，如MOS雙極復(fù)合晶體管等。IGBT既具有功率MOSFET的高速開(kāi)關(guān)及電壓驅(qū)動(dòng)特性，又具有雙極型晶體管的低飽和電壓特性極易實(shí)現(xiàn)較大電流的能力，是近年來(lái)電力電子領(lǐng)域中最令人注目及發(fā)展最快的一種器件。在電路設(shè)計(jì)上，又不易高度集成化、模塊化，且很難實(shí)現(xiàn)微機(jī)智能化、控制模糊化，難以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、減少使用器件，達(dá)到減輕重量、縮小體積、易于攜帶的目的。主電路、驅(qū)動(dòng)電路的整機(jī)原理圖和實(shí)物圖見(jiàn)附錄附錄附錄4和附錄5所示。注意要先焊接“矮”器件，再焊接“高”器件。接著發(fā)Email或拷盤給加工廠家。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，將功率元件放在了電路板的邊上，有利于散熱片的安裝。PCB設(shè)計(jì)是一項(xiàng)科學(xué)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，也是一門帶有藝術(shù)性的設(shè)計(jì)。電路中的期間有很大的相關(guān)性和獨(dú)立性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，特別要考慮這些因素。Protle自動(dòng)布線功能很強(qiáng)，一般都可以100%的布通，不滿意的方面再進(jìn)行人工修改；。對(duì)于特別復(fù)雜的、電腦難以自動(dòng)完成的布線工作，可以手動(dòng)完成。Prote1 99SE 軟件包主要包含了以下幾個(gè)模塊:原理圖設(shè)計(jì)軟件Protel Advanced Schematic 99SE、電路板設(shè)計(jì)軟件Protel Advanced PCB 99SE、用于PCB 自動(dòng)布線的Protel Advanced Route 99SE、用于可編程邏輯器件Protel Advanced PLD 99SE、用于電路仿真的Advanced SM199和信號(hào)完整性分析的Advanced Integrity99，可謂功能齊全。Protel99SE是Protel公司2000年推出的基于Windows平臺(tái)的第六代產(chǎn)品，集強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力、復(fù)雜工藝的可生產(chǎn)性分析及設(shè)計(jì)過(guò)程管理(PDM)于一體。本系統(tǒng)的電路原理圖的繪制和PCB圖的設(shè)計(jì)，是通過(guò)強(qiáng)大的電路板設(shè)計(jì)軟件Protel99SE來(lái)完成的。電路如圖314所示：圖314 揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)功能模塊原理圖電源穩(wěn)壓功能模塊主要由兩個(gè)通道組成，其電路圖如圖315所示：圖315 電源功能模塊原理圖電源功能模塊中，通道一是對(duì)變壓器二次測(cè)的交流電壓進(jìn)行整流濾波，再由L7812和L7805穩(wěn)壓出5V電壓傳送至控制電路的AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809電壓基準(zhǔn)端，作為AD轉(zhuǎn)換得參考電壓。數(shù)碼開(kāi)關(guān)各種狀態(tài)的含義如表32所示。若超過(guò)設(shè)定的溫度控制電路將發(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)Ｘ光管的目的。其中，電位器W2的作用是調(diào)節(jié)反饋電壓的取樣值。其中，電位器W3的作用是調(diào)節(jié)反饋電壓的取樣值。電壓反饋功能模塊的主要功能就是在電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中自動(dòng)調(diào)節(jié)整流功能模塊的輸出電壓，當(dāng)整流功能模塊的輸出電壓升高或降低一定數(shù)值時(shí)，此時(shí)通過(guò)電壓反饋電路反饋到控制電路中進(jìn)行輸出電壓調(diào)整。通過(guò)改變單片機(jī)的輸出脈沖的相位將能改變主晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，進(jìn)而可改變整流功能模塊輸出的直流電壓。每當(dāng)輸入電壓的波形從負(fù)到正（過(guò)零點(diǎn)）時(shí)，電壓比較器的輸出端將會(huì)輸出一次低電平到單片機(jī)的外部中斷端，單片機(jī)就以該時(shí)刻為給觸發(fā)電路輸出脈沖的基準(zhǔn)點(diǎn)，使整流功能模塊與其觸發(fā)電路能夠時(shí)刻保持同步。表31航空頭管腳功能表管腳號(hào)顏色定義功能1黃色~220V(N)2懸空3綠色升壓變壓器初級(jí)4黃色~220V(L)5紅色升壓變壓器初級(jí)6灰色溫度反饋7懸空8白色電流反饋9黑色地圖36 航空頭管腳分布圖驅(qū)動(dòng)電路部分主要由零點(diǎn)檢測(cè)功能模塊、半控橋觸發(fā)功能模塊、逆變器觸發(fā)功能模塊、電壓反饋功能模塊、電流反饋功能模塊、溫度檢測(cè)功能模塊、電壓等級(jí)選擇功能模塊、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)功能模塊和電源功能模塊組成。C3C3C3C34剩余電荷經(jīng)SCRL2（3）、D4串聯(lián)諧振，使電容電壓上負(fù)下正而停止，電源繼續(xù)向電容充電，開(kāi)始下一個(gè)過(guò)程。接通高壓后，觸發(fā)脈沖使主晶閘管SCR3導(dǎo)通，一方面負(fù)載電流經(jīng)SCR3 224。工作原理簡(jiǎn)述如下：在接通低壓電源未接通高壓電源之前，電流調(diào)節(jié)單元輸出的連續(xù)觸發(fā)脈沖使副晶閘管SCR3導(dǎo)通，電流經(jīng)高壓變壓器一次側(cè)224。為此，在輸出端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，為感性負(fù)載提供了一個(gè)放電回路，避免了感性負(fù)載持續(xù)電流流過(guò)晶閘管，保證晶閘管正常工作。整流功能模塊采用了單相橋式整流電路調(diào)壓。為了保證探傷機(jī)的工作性能，因此在主電路和驅(qū)動(dòng)電路中加入必要保護(hù)環(huán)節(jié)。圖32 X射線發(fā)生器 X射線探傷機(jī)工作流程設(shè)計(jì)X射線探傷機(jī)工作流程：220V交流電經(jīng)晶閘管橋式整流后，由LC組成的濾波器濾為平滑直流電，再送晶閘管逆變器逆變，將直流電斬截成單向矩形脈沖波，作為升壓變壓器一次繞組的供電電源，經(jīng)變壓器升壓后為X射線發(fā)生器提供高壓。其中，主電路部分主要由整流功能模塊、逆變功能模塊組成；驅(qū)動(dòng)電路部分主要由零點(diǎn)檢測(cè)功能模塊、半控橋觸發(fā)功能模塊、逆變器觸發(fā)功能模塊、電壓反饋功能模塊、電流反饋功能模塊、溫度檢測(cè)功能模塊、電壓等級(jí)選擇功能模塊、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)功能模塊和電源功能模塊組成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖31所示：圖31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖操作臺(tái)面板上有LED顯示器、控制按鈕、信號(hào)指示燈等。前面板和側(cè)面板分別如圖2圖24所示。X射線探傷機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)主要有以下部分組成：每一個(gè)獨(dú)立電路的短路過(guò)流保護(hù)、X射線管陽(yáng)極的冷卻保護(hù)、X射線管的過(guò)載保護(hù)（過(guò)流或過(guò)壓）、零位保護(hù)、接地保護(hù)和其他保護(hù)等。X射線探傷機(jī)的高壓部分包括X射線機(jī)、高壓發(fā)生器（高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流管和高壓電容）及高壓電纜等。它采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的半波自整流線路，X射線管和高壓發(fā)生部分共同裝在射線機(jī)頭內(nèi)，控制箱通過(guò)一根多芯的低壓電纜將其連接在一起。目前，國(guó)內(nèi)外所生產(chǎn)和使用的工業(yè)X射線探傷機(jī)的種類、形式、規(guī)格繁多，按結(jié)構(gòu)可分為兩大類，移動(dòng)式X射線機(jī)和攜帶式X射線機(jī)。它能把射線增強(qiáng)數(shù)千倍，探傷時(shí)可以用肉眼直接觀察工件內(nèi)部缺陷。熒光屏成像法原理是射線輻射的射線貫穿工件照射到熒光屏上，由于存在缺陷而引起射線強(qiáng)度的差異，進(jìn)而引起熒光屏各部位熒光亮度的差異。由于貫穿工件后有無(wú)缺陷部位的射線強(qiáng)度不同，X射線膠片將不同程度地被感光，感光的膠片經(jīng)暗室處理得到射線照相底片，利用射線照相底片黑度變化而顯現(xiàn)的圖像，來(lái)發(fā)現(xiàn)和判別缺陷。射線探傷的成像方法很多，其中應(yīng)用最廣泛的是射線照相法、熒光屏成像法、工業(yè)射線電視法、射線劑量率測(cè)量法等。通常，將作為陰極的燈絲予以加熱，使得燈絲上有電子溢出。從而使缺陷在照相軟片或電視熒光屏上形成影像，借以判斷工件內(nèi)部的缺陷和完整性，射線檢測(cè)原理如圖21所示：圖21 射線檢測(cè)原理圖； ； ；； 輻射源照射工件，X射線膠片放在工件的底面，由于有缺陷的材料與沒(méi)缺陷的材料吸收射線不同，所以工件的缺陷顯影在底片上，借助于缺陷的圖像，可以判斷工件的質(zhì)量。第三章首先描述了X射線無(wú)損探傷機(jī)的總體設(shè)計(jì)；然后分析主電路及其驅(qū)動(dòng)電路各功能模塊的工作原理，具體包括整流功能模塊、逆變功能模塊、零點(diǎn)檢測(cè)功能模塊、半控橋觸發(fā)功能模塊、逆變器觸發(fā)功能模塊、電壓反饋功能模塊、電流反饋功能模塊、溫度檢測(cè)功能模塊、電壓等級(jí)選擇功能模塊、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)功能模塊和電源功能模塊；最后闡述了采用IGBT對(duì)探傷機(jī)的主電路進(jìn)行改進(jìn)，以及設(shè)計(jì)了其驅(qū)動(dòng)電路，使X射線機(jī)功耗更低，工作更可靠穩(wěn)定，系統(tǒng)性能更優(yōu)。我國(guó)也于80年代初引進(jìn)日本理學(xué)X射線探傷機(jī)后，仿制了逆變氣絕緣X射線探傷機(jī)，并基本上一直沿用此設(shè)計(jì)原理至今，但所選用的關(guān)鍵逆變器件一直是SCR，沒(méi)有進(jìn)行元器件更新。但大都是在需要完善和將要定型階段。美國(guó)、丹麥、日本等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都有各具特色的(XRTIP)系統(tǒng)。在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期，X射線已開(kāi)始用于戰(zhàn)地醫(yī)療診斷。自X射線發(fā)現(xiàn)后，法國(guó)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了放射線性。時(shí)至今日，射線探傷已發(fā)展成為應(yīng)用多種射線和多種顯示方法的探傷技術(shù)。例如，在倫琴發(fā)現(xiàn)新光線的消息傳到美國(guó)的第四天，就有一位醫(yī)生利用新光線來(lái)檢查受槍傷的病人看有沒(méi)有槍彈留在他的身體里。(W．K．Rontgen)在研究陰極射線管時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)的。而工件中的缺陷，總是引起工件厚度或材質(zhì)的局部改變。關(guān)鍵詞：無(wú)損探傷；X射線；晶閘管；IGBTABSTRACTIn recent years, Xray testing has bee a proven indispensable testing method, testing its high efficiency, to meet a wide variety of testing requirements for almost all the industrial sectors. The main circuit and driving circuit of Xray detector are designed by use of the SCR and the use of inverter technology. In chapter 1, research background and significance and research status of the Xray nondestructive testing and the main thesis work are given. In chapter 2, the selection of Xray detection and imaging methods are discussed. Types and characteristics and the basic structure of Xray detection machine are introduced. The design ideas are described in Chapter 3. Based on that train of thoughts, the system general framework, the work flow of the supervision system is constructed .The role and work principle of functional module of main circuit and driving cir