【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了致謝。 （保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后 應(yīng)遵守此規(guī)定） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 25 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。本人保證畢業(yè)離校后，使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作成果或用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作成果發(fā)表論文時(shí)署名單位仍然為西安工業(yè)大學(xué) 北方 信息工程學(xué)院。 另外，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中同組的幾位同學(xué)也給了我很大的支持，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得課程設(shè)計(jì)能及時(shí)開(kāi)發(fā)完成，這里一并表示感謝。她無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高。電光調(diào)制器微波損耗的限制〔 J〕 .光電子 .激光， 2020， 12(6):608 一 610. [13] 任文平 . 高壓直流發(fā)生器中斬波電路的設(shè)計(jì) [ D]. 銀川 : 寧夏大學(xué) , 2020, [14] 范宇 , 楊君 . 采用自關(guān)斷器件的斬波器實(shí)驗(yàn)裝置的 研制 [ J ] .實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 , 1997, 15( 3) : 3739. [15] Mergia K, Apostolopoulos G. Neutron reflectometryAprobe for Materials Surfaces Austria： IAEA, 2020, 109 [16] 王兆安，黃俊 .電力電子技術(shù)（第四版） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [17] 董小偉，裴麗，李彬等 .新型高速電光調(diào) [J].， 2020,118:67 一 70. [18] 陳福深 .集成電光調(diào)制理論與技術(shù) [M〕 .北京 :國(guó)防工業(yè)出版社， 1995. [19] 李銀柱 .聲光調(diào)制器設(shè)計(jì) .長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院碩士論文 , 1996. 3 [20] 楊亞培，劉永智 .考慮光譜寬度的光波導(dǎo) F 一 P 調(diào)制器的靈敏度仁 J〕 .半導(dǎo)體光電，2020， 22(2):87 一 89. [21] 甘慶云 ,高致慧 ,萬(wàn)俊康等 .脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu) LiNbO3 電光調(diào)制器研究與改進(jìn) [J].激光雜西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 志 ,2020,26(5): 3537 [22] 丁大釗 , 葉春堂 , 趙志祥 , 等 . 光學(xué)斬波器 . 北京 : 原子能出版社 , 2020. 584 致謝 23 致謝 在本 次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我從指導(dǎo)老師尚小燕老師身上學(xué)到了很多東西。 參考文獻(xiàn) 21 參考文獻(xiàn) [1] 宋菲君 .《 近代光學(xué)信息處理 》 [M ].北京 : 北京大學(xué)出版社 ， 1 9 9 9。通過(guò)對(duì)電路圖的研究，也增強(qiáng)了我們的思考能力 。以前總是覺(jué)得理論結(jié)合不了實(shí)際，但通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到了理論結(jié)合實(shí)際的重要性。通過(guò)這次設(shè)計(jì)加深了我對(duì)這門(mén)課程的了解，也大大提高了我們的實(shí)踐能力。課程設(shè)計(jì)并沒(méi)有想象中的那么順利，其間我們也遇到了很多的困難，但是在大家的討論和老師的幫助下我們還是完成了，這讓我意識(shí)到只要我們努力了，就 沒(méi)有攻不過(guò)的難關(guān)，而且，對(duì)于電力電子技術(shù)的思考，讓我的邏輯思維能力大大提高，思維更加敏捷。底座上的槽在 2 英寸的中心，可以安裝兩個(gè) 1/4 英寸 20 的螺絲。設(shè)計(jì)成 高質(zhì)量，加帶 磁體，直流電機(jī)和高精度的光刻的光學(xué)斬波輪。用鎖相回路電動(dòng) 機(jī) 速度控制的設(shè)計(jì)來(lái)精確保持?jǐn)夭ㄋ俾屎蛥⒖夹盘?hào)的相位。 如果斬波器 IGBT 持續(xù)導(dǎo)通，則轉(zhuǎn)子電流達(dá)到最大值（其大小決定于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小），電機(jī)轉(zhuǎn)速為最高；如果斬波器 IGBT 持續(xù)關(guān)斷，轉(zhuǎn)子電流被整流后全部加到逆變器并反饋到電動(dòng)機(jī)附加繞組，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將具有最低的轉(zhuǎn)速（最低的轉(zhuǎn)速 數(shù)值由轉(zhuǎn)子繞組電壓，反饋電壓以及逆變器的逆變角等數(shù)據(jù)確定）；這種方法，一方面當(dāng)改變斬波器輸出電壓時(shí)，改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，另一方面，通過(guò)逆變器將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差能量反饋到電動(dòng)機(jī)的反饋繞組，從而提高了機(jī)組的效率 [22]。 當(dāng)改變 IGBT 的關(guān)斷 時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的平均值 將會(huì)發(fā)生改變 ，電動(dòng)機(jī)的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速為 隨之改變 。電容器上的能量加到由 IGBT 組成的 逆變器，將電流重新變換成交流電并經(jīng)過(guò) LC 濾波器濾波后反饋到電動(dòng)機(jī)定子的附加繞組。當(dāng) IGBT 關(guān)斷時(shí)，儲(chǔ)藏在電抗器中的能量使 IGBT 兩端的電壓升高并經(jīng)過(guò)二極管使電容器充電。 轉(zhuǎn)子電流經(jīng)整流器整流后，變換成脈動(dòng)直流電流后，再經(jīng)過(guò)限流電抗器送到斬波器，斬波器是由 IGBT 元件和二極管， 電容器 ， 芯片 等組成的，其中 IGBT 作周期性導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作 。斬波調(diào)速裝置中整流器、斬波器、逆變器均采用模塊結(jié)構(gòu)，而且斬波器和逆變器都采用 IGBT 元件。 器件選型 ： 電機(jī)蓋，電機(jī)座， 電機(jī)： 11 極 直流電機(jī) RS775356812V 螺 母 ： M6 螺絲 ： 1/4— 20 斬波片 ：直徑 102mm,厚度 袖珍軸承 ： F 625Z， 轉(zhuǎn)速 0~6000rpm 斬波調(diào)速原理 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 斬波調(diào)速裝置是由 軟啟動(dòng)器，整流器，斬波器和有源逆差變器組成的 。本方案中斬波片采用的材質(zhì)是半硬度的黃銅，并進(jìn)行化學(xué)發(fā)黑處理 [20]。 合理設(shè)計(jì)加工精度的裝配精度要求，保證良好的工藝性和較低的生產(chǎn)成本。 為降低斬波輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 外載荷對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到在盡量降低部件重量的前提下，使部件具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。將斬波片固定在輪盤(pán)上，由直流電機(jī)帶動(dòng)袖珍軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)斬波片轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)光束進(jìn)行切割。 當(dāng)工作的時(shí)候，電機(jī)帶動(dòng)斬波片轉(zhuǎn)動(dòng)，斬波片前端放著光源對(duì)著葉片部分，就會(huì)產(chǎn)生交替變化的光束?？刂齐娐分械谋Ｗo(hù)電路是用來(lái)保護(hù)電路的，防止電路產(chǎn)生過(guò)電流現(xiàn)象損害電路設(shè)備。 直流降壓斬波電路整體電路圖如圖 所示 圖 直流降壓斬波電路整體電路圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 17 控制電路是用來(lái)產(chǎn)生 降壓斬波電路 的控制信號(hào)，控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào)傳到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路把控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為加在開(kāi)關(guān)控制端，可以使其開(kāi)通或關(guān)斷的信號(hào)。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷來(lái)控制 降壓斬波電路 的主電路工作。 電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中，一般是由控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種的過(guò)流保護(hù)措施。電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為 短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過(guò)電流繼電器整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作。 過(guò)電流保護(hù)電路如圖所示，其中交流側(cè)接快速熔斷器能對(duì)晶閘管元件短路及直流側(cè)短路起保護(hù)作用。 在斬波電路中對(duì)斬波器的保護(hù)，實(shí)際上就是對(duì) IGBT 的保護(hù)。對(duì)于負(fù)載過(guò)大產(chǎn)生的過(guò)載電流一般可用反饋控制的方法進(jìn)行調(diào)整和保護(hù)。當(dāng)器件擊穿或短路、觸發(fā)電路或控制電路發(fā)生故障、出現(xiàn)過(guò)載、直流側(cè)短路、可逆?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流或逆變失敗，以及交流電源電壓過(guò)高或過(guò)低、缺相等，均可引起過(guò)流。如果該高電平持續(xù)，軟啟動(dòng)電容將充分放電，直到關(guān)斷信號(hào)結(jié)束，才重新進(jìn)入軟啟動(dòng)過(guò)程 ，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù) [18]。與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過(guò)壓能量，同 時(shí)抑制電路中的電感與電容產(chǎn)生振蕩，過(guò)電壓保護(hù)電路如圖 所示。 為了達(dá)到保護(hù)效果，可以使用阻容保護(hù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 保護(hù)電 路設(shè)計(jì) 過(guò)壓保護(hù)要根據(jù)電路中過(guò)壓產(chǎn)生的不同部位，加入不同的保護(hù)電路，當(dāng)達(dá)到 — 定電壓值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)通保護(hù)電路，所以可分為主電路器件保護(hù)和負(fù)載保護(hù)。當(dāng) IGBT 開(kāi)通時(shí)，若發(fā)生負(fù)載短路等發(fā)生大電流的故障， Uce會(huì)上升很多，使得 Vd7 截止， EXB841 的 6 腳 “懸空 ”， B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位開(kāi)始由約 6V上升，當(dāng)上升至 13V 時(shí)， Vz1 被擊穿， V3 導(dǎo)通， C4 通過(guò) R7 和 V3放電， E 點(diǎn)的電壓逐漸下降， V6 導(dǎo)通，從而使 IGBT 的 GE 間電壓 Uce 下降，實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷，完成 EXB841 對(duì) IGBT 的保護(hù)。 14 和 15 兩腳間外加 PWM 控制信號(hào)，當(dāng)觸發(fā)脈沖信號(hào)施加于14 和 15 引腳時(shí)，在 GE 兩端產(chǎn)生約 16V 的 IGBT 開(kāi)通電壓；當(dāng)觸發(fā)控制脈沖撤銷(xiāo)時(shí)，在 GE 兩端產(chǎn)生 IGBT 關(guān)斷電壓。所以在使用時(shí)只需調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值大小就可以了。 圖 EXB841驅(qū)動(dòng)電路圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 13 直 流降壓斬波電路主要是通過(guò)調(diào)節(jié)控制電路中 SG3525 芯片 2 號(hào)腳外接的滑動(dòng) 變阻器的阻值，使電壓發(fā)生變化，從而改變 PWM 的占空比，在將輸出波形輸入由 EXB841 組成的驅(qū)動(dòng)電路傳遞給 IGBT，控制 IGBT 的關(guān)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓 u。它具有單電源、正負(fù)偏 壓、過(guò)流檢測(cè)、保護(hù)、軟關(guān)斷等主要特性，其功能完善，控制簡(jiǎn)便可靠 [16]。由于我所設(shè)計(jì)的過(guò)流保護(hù)電路是利用控制芯片 10 端來(lái)設(shè)計(jì)的，且直接用光耦電路比較 復(fù)雜 ，所以我 采用驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行方案設(shè)計(jì) [15]。 通過(guò)以上比較，結(jié)合本系統(tǒng)中，對(duì)電壓要求不高，而且只有一個(gè)全控器件需要控制，使用驅(qū)動(dòng)芯片 ，使用方便，所以選擇方案 1。 方案 2：采用變壓器耦合驅(qū)動(dòng)器，其輸入輸出耐壓高，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，延遲小。另外它使用比較方便，穩(wěn)定性比較好。 方案 1：采用驅(qū)動(dòng)芯片式 驅(qū)動(dòng)電路，該電路雙側(cè)都有源。 針對(duì)以上幾個(gè)要求，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行以下設(shè)計(jì)。因而還設(shè)計(jì)中還學(xué)要有帶電氣隔離的部分。因此需要信號(hào)放大的電路。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路檢測(cè)到過(guò)流時(shí)發(fā)出 電流信號(hào)，由于電阻的作用將 10 腳的電位抬高，從而 1 14 腳輸出低電平，而當(dāng)其沒(méi)有過(guò)流時(shí)， 10 腳一直處于低電平，從而正常的輸出 PWM 波 [13]。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 控制電路圖 直流斬波電路的控制電路用 SG3525 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其電路圖如圖 所示 圖 控制電路電路圖 SG3525 有過(guò)流保護(hù)的功能，可以通過(guò)改變 10 腳電壓的高低來(lái)控制脈沖波的輸出。輸出級(jí)是推挽式的可以提供超過(guò) 200mA 的源和漏電流。只要用脈沖關(guān)斷，通過(guò) PWM（脈寬調(diào)制）鎖存器瞬時(shí)切斷和具有較長(zhǎng)