三相交流接触器倒顺开关接法
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摘要: 下图是即可正转（反转），也可正点（反点）的电路图。 三相电源进线分别接入倒顺开关标有L1、L2、L3的连接点上，分别从标有D1、D2、D3的连接点出线接入接触器的三对常开触点一端的连接点上，再从常开触点的另一端出线连接到电动机。 ...
下图是即可正转（反转），也可正点（反点）的。
三相进线分别接入倒顺开关标有L1、L2、L3的连接点上，分别从标有D1、D2、D3的连接点出线接入的三对常开触点一端的连接点上，再从常开触点的另一端出线连接到。运行时保持接触器，只须操作倒顺开关即可改变电动机旋转方向。
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电工实操指导
目 录 第一部分 电气控制线路预备知识：电气元件的选择及线路的连接 实训项目 1 可逆运行及点动控制 实训项目 2 多台电动机的联动控制 实训项目 3 电动机控制与计量 实训项目 4 可逆运行及制动控制与计量 实训项目 5 Y―△启动及顺序控制 实训项目 6 双速电动机的控制 实训项目 7 三速电动机的控制 实训项目 8 直流电动机反接制动控制 实训项目 9 直流电动机正反转、调速及制动控制 实训项目 10 顺序起动控制 第二部分电子线路预备知识：电子元件检测及电子线路的焊接 实训项目 11 示波器及信号发生器的使用 实训项目 12 单管放大电路的焊接与测试 实训项目 13 单相桥式可控整流电路 实训项目 14 宿舍灯控制电路 实训项目 15 运算放大电路 实训项目 16 二极管整流滤波可调稳压电路第三部分电气测量预备知识：常用电气测量仪表的使用 实训项目 17 电感线圈的测量 实训项目 18 三相负载的测量 实训项目 19 三相变压器的测试第四部分可编程控制器预备知识：PLC 基本知识 实训项目 20 FX-20P-E 手持编程器的使用 实训项目 21 简易程序的编写 实训项目 22 电动机 Y―△起动控制 实训项目 23 三速电动机控制 实训项目 24 电动机正反转控制 实训项目 25 彩灯循环控制 实训项目 26 数码管显示 实训项目 27 正、反转能耗制动的 PLC 控制129-1第五部分变配电系统预备知识：变配电系统的操作 实训项目 28 高、低压配电线路的操作及低压主回路绘制第六部分附录 1 附录 2 附录 3 附录 4 附录 5附录常用低电电器的主要技术数据 企业用户变、配电所常用主结线形式 考核试题评分标准选编 常用电子仪器面板图 常用电工速算口诀129-2第一部分电气控制线路预备知识：电气元件的选择及线路的连接 一、实训目的 1.熟悉电气元件的结构，掌握电气元件的选择原则； 2.掌握用万用表检查电气元件及控制线路故障判断的方法； 3.掌握控制系统中导线截面的选择方法，能按照负荷性质及大小运用发热条 件选择主电路导线截面； 4.掌握电气控制线路连接步骤。 二、电气元件的选择与整定 选择原则：元器件的选择应以负载(设备)额定电流(或功率)进行选择。 在电气控制线路中， 使用频繁的元器件有： 控制开关、 交流接触器、 继电器、 熔断器等，只有这些元器件的容量符合要求时，才能保证控制线路的正常运行。 1.开关的选择 目前， 低压断路器常作为控制线路的操作开关。其开关的额定电流应不小于 线路的额定电流。可按下式估算。 IKe≥(1.25～1.3)Ie 式中：IKe―――低压断路器额定电流； Ie――线路负载的额定电流。 若负载为三相异步电动机时，一般情况下，其额定电流按二倍设备容量(功 率)来估算。 2.热继电器的选择与整定 (1)用途：当电动机为连续工作制时，用作电动机过载保护 (2)类型： 带断相保护和不带断相保护两种(当电动机为△接法时，应选择带 断相保护型的热继电器) (3)电流容量的选择：热元件额定电流≥电动机额定电流 (4)热继电器的整定：Iz=(0.95～1.05)Ie 整定系数应依据负荷大小确定，一般情况下按 Ie 整定。 3.熔断器的选择 (1)用途：在照明线路中起过载及短路保护作用，在动力线路中起短路保护 作用。 (2)熔体额定电流的确定： 1)用于主电路：对于单台电动机 I re=(1.5～2.5)Ie 对于多台电动机 I re=(1.5～2.5)Iem+∑Iej 式中：Ire――熔体额定电流 Ie――电动机额定电流 Iem――其中最大一台电动机的额定电流 ∑Iej 其余电动机额定电流之和 2)用于控制回路：熔体额定电流按 2～5A 选择 (3)熔断器的额定电流的确定：熔断器额定电流应不小于熔体的额定电流。 4.接触器的选择 (1)线圈额定电压应由控制回路电压决定，二者应相符。 (2)主触头额定电流应不小于线路工作电流。 三、三相异步电动机供电导线截面的选择 控制线路中的控制对象为三相异步电动机和直流电动机， 因此供电导线截面129-3的选择以电动机负载为主。 三相异步电动机供电导线截面选择的经验公式参见附 录 5。 例：电动机为 3kW，△形接法，额定电流为 6．8A，试选择低压断路器、主回路 熔体，主接触器、主回路导线截面（穿管敷设） 、热继电器整定电流值。 解：1．低压断路器 380V ， 10A 。 DZ5 系列有：10，20，25，50A；DZ15L 系列有：40，60A 等。 2．主回路熔体 15A （估算方法：kW ? 4，熔体系列值：铜熔丝 8．6A 以上 的有 11A，15，21，22，31，37，49，63，78，99，115。 ） 若按公式 IrN=（1．5～2．5）IN，可选 11A/13A/15A 三个系列值中的一 个。 3．主接触器 380V,10A 主接触器的选择主要选择接触器线圈工作电压和主触点额定电流。 CJ20 系列交流接触器的主要技术数据参见附录 1。 4．主回路导线截面 2．5mm2 的 BV 线 5．热继电器整定值 6.8A 或 7A 。 有关低压断路器、热继电器等型号规格可查阅电工手册或产品目录。 四、控制线路的连接 控制线路的连接一般有以下步骤： 1.选择和检查元件 根据电气控制原理图选择电气元件并检查元件的好坏。 2.按图连接电线路 根据电气控制原理图，按照“从上到下，从左到右，先串后并”的原则进行 连接。 3.检查电路 完成线路连接后， 用万用表欧姆挡检查线路，通过阻值的分析以判断线路连 接是否正确。 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。129-4实训项目 1可逆运行及点动控制一、实训目的 1.掌握三相异步电动机可逆运行及点动控制的工作原理。 2.掌握三相异步电动机可逆运行及点动控制线路的连接。 二、电气原理图 可逆运行及点动控制电气原理图如图 1-1 所示。U V WQFFU1 KHSBSB1SB2 KM2KM1FU2SB2KM1 KM1 KM2 SB3 SB1 KM1 SB4 KM2KM2KHM3~图 1-1可逆运行及点动控制电气原理图三、工作原理 图 1-1 所示为一台电动机可逆运行及点动控制电气原理图。按下启动按钮 SB1，KM1 吸合，电动机 M 正转，按下启动按钮 SB2，电动机为正转点动运行；按129-5下启动按钮 SB3，KM2 吸合，电动机 M 反转，按下启动按钮 SB4，电动机为反转 点动运行。当电动机处于运转状态时，若要停机，按下停止按钮 SB 即可 四、实训步骤 1.选择和检查元件 根据图 1-1 所示，应选择和检查 5 个按钮(1 个只用常闭触点，其余 4 个常 开与常闭触点都要用)2 个交流接触器、1 个热继电器等。 2.按图连接电路 3.检查控制电路 断开低压断路器 QF，将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k)，两表笔分别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，按下按钮 SB1(SB2)，所 测值为 KM1 线圈的阻值；按下按钮 SB3(SB4)，所测值为 KM2 线圈的阻值。 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 正常运行状态： 合上电源开关，按下按钮 SB1，电动机正转，按下按钮 SB2，电动机正转点 动。 按下按钮 SB3，电动机反转，按下按钮 SB4，电动机反转点动。 在电动机运转时，按下按钮 SB，电动机停转。129-6实训项目 2多台电动机的联动控制一、实训目的 1.掌握多台电动机联动控制的原理； 2.熟练掌握多台电动机联动控制线路的连接。 二、电气原理图 多台电动机的联动控制电气原理图如图 1-2 所示。U V WQFFU1 KH1 SB1 SB SQ2 KM2 KH2ELFU2KM1KM1KM3 SQ3 KM1 KM2 KM3KM3KM2 SQ1 KM1KM2KH1KH212M1M23~ 图 1-23~ 多台电动机的联动控制电气原理图三、工作原理 图 1-2-1 所示为两台电动机的联动控制电气原理图。按下 SB1，KM1 吸合， 电动机 M1 正转；按下 SQ2，KM1 断电，电动机 M1 停止，同时 KM3 吸合，电动机 M2 起动运行；按下 SQ3，KM3 断电，电动机 M2 停止，同时 KM2 吸合，电动机 M1 反转运行。 四、实训步骤129-71.选择和检查元件 根据图 1-2，应选择 2 个按钮，3 个位置开关(其中 1 个用常闭触点，其余 2 个的常开和常闭触点都要用)，3 个交流接触器，2 个熔断器、2 个热继电器等。 2.按图连接线路 3.检查控制线路 断开低压断路器 QF，将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k)，两表笔分别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，按下按钮 SB1，其阻值 为 KM1 线圈的阻值； 按下位置开关 SQ2 其阻值为 KM3 线圈的阻值，按下位置开关 SQ3，其阻值为 KM2 线圈的阻值。 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 正常状态： 合上电源开关：按下 SB1，电动机 M1 正转。撞动(按下)SQ2，M1 停转，电动 机(M2)转动。撞动(按下)SQ3，电动机 M2 停转，电动机 M1 反转，此时撞动(按 下)SQ1，电动机 M1 停机。在 M1 或 M2 转动时，可按下 SB 进行停机。特点：M1 反转时，可撞动(按下)SQ1 停机，也可通过撞动(按下)SQ3 使 M1 反转。129-8实训项目 3电动机控制与计量一、实训目的 1.掌握三相异步电动机控制原理和线路的连接； 2.熟悉三相有功电度表原理图的绘制； 3.熟练掌握三相有功电度表的连接方法。 二、电气原理图 电动机控制与计量电气原理图如图 1-3 所示。N U V W kW?hQF1 2 3 4 5 6 7 8 9 NTAKM1K1 K2 K1 K2 K1 K2220V 40WFU1 FU2 SBKH KA M1SB1FU1 KM2KAKM1KTKM2 KHKTKM2 KM1 KM2 KTM 3～图 1-3 三、工作原理电动机控制与计量电气原理图129-9图 1-3 所示为一台电动机控制与计量电气原理图。按下启动按钮 SB1，KA、 KM1 吸合，白炽灯亮，有功电度表转动计量电能；同时 KT 得电，延时开始，与 经过一段时间，KT 动作，KM1 断电，灯灭；KM2 得电，电动机运转，KT 断电复位， 使得 KM1 又得电，白炽灯又亮。按下停止按钮 SB，电动机停止运行，有功电度 表停止转动。 四、实训步骤 1.选择和检查元件 根据图 1-3 所示，应选择和检查 2 个按钮， 2 个交流接触器，1 个时间继电 器，1 个中间继电器等。 2.按图连接电路 补绘的计量电路也应连接。 3.检查控制电路 (1) 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)， 两表笔 分另与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，所测值有 1000 ? 左右的阻值，此阻值 为有功电度表(DT862 型)两个电压线圈串联的阻值； (2)将两表笔分别与两个熔断器的出线端相接， 并松开一个熔断器， 按下 SB1， [1] 所测值为线圈 KM1//KA 的阻值； (3)将两表笔分别与 KT 常开触点两端相接，所测值为线圈 KM1//KA+KM2[2]的 阻值； (4)将两表笔分别与 KM1 常开触点两端相接，按下 SB1，所测值为线圈 KM1//KA+KT 的阻值。 (5)将松开的熔断器拧紧，切记！ 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 正常运行状态： 合上电源开关，按下 SB1，灯泡亮，经过一段时间(训练时，时间可调至 5s 钟)电动机 M 转动，此时灯闪烁一下又亮，有功电度表在转动，时间继电器退出 运行。按下 SB，电动机停转和灯泡熄灭。 五、注意事项 图 1-3 中大虚线框内为三相有功电度表经电流互感器接入的计量电路，要求 学生能熟练绘制。129-10实训项目 4可逆运行及制动控制与计量一、实训目的 1.掌握三相异步电动机可逆运行及制动的原理； 2.掌握三相异步电动机可逆运行及制动控制电路的连接； 3.熟悉三相无功电度表原理图的绘制； 4.熟练掌握三相无功电度表的连接。 二、电气原理图 可逆运行及制动控制电气原理图如图 1-4 所示。U V WQFVDFU1 EL SB1 FU2 SB2KHKM1 KM2 KM1 SB3 KM1 KM2 KM3 KM1 KM2 KT KM3KM1KM2KM3KM3 KM2KTKM3KHM 3~ 图 1-4可逆运行及制动控制电气原理图129-11三、工作原理 图 1-4 所示为可逆运行及制动控制电气原理图。按下 SB2，KM1 吸合，电动 机 M 正转，按下 SB1，KM1 断电，KM3/KT 得电，电动机 M 正转制动开始，经过一 段时间，KT 动作，KM3 断电，电动机脱离电源，制动结束。按下 SB3，KM2 吸合， 电动机 M 反转，按下 SB1，KM2 断电，KM3 和 KT 得电，电动机 M 反转制动开始， 经过一段时间，KT 动作，KM3 断电，电动机脱离电源，制动结束。 四、实训步骤 1．在图 1-4 上补绘出三相无功电度表经电流互感器接入的计量电路图 如图 1-5 所示为三相无功电度表经电流互感器接入的计量电路图。 为了帮助记忆，绘制要点如下： (1)电压线圈首尾连接法： 1 头接 2 尾(2，)，引出 8 号端；2 头接 3 尾(3，)，引出 2 号端； ， 3 头接 1 尾(1 )，引出 5 号端。 (2)由电流线圈引出 1、3；4、6；和 7、9 端。 (3)无功电度表与电流互感器相连 1、4、7 分别接 K1；3、6、9 分别接 K2；2、5、8 分别 L1；不能漏掉两个 接地。图 1-5 三相无功电度表经电流互感器接入的计量电路图 2．按图连接线路 注意：所画的计量电路也要连接，由于采用空心互感器，2、5、8 分别与低 压断路器 QF 出线端的 U、V、W 相相连。 3．检查控制线路129-12将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k)，万用表两表笔分 别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接： (1)当无功电度表未接上时， 按下 SB2， 所测值为线圈 KM1 的阻值； 按下 SB3， 所测值为线圈 KM2 阻值；按下 SB1，所测值为线圈 KM3//KT 的阻值。 (2)已接上无功电度表时，正常情况下，万用表应显示约 1500Ω 的阻值，此 阻值为无功电度表(DX862 型)电压线圈的阻值;为了测量准确，将两表笔分别与 熔断器的出线端相接，并松开一个熔断器，再进行测量，步骤同 1；测量完毕， 应将松开的熔断器复位。 4．通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 正常运行状态： 按下 SB2，电动机 M 正向转动，无功电度表转动；按下 SB1，电动机制动 开始，经过一段时间(制动时间调至 2~3s 钟)，制动结束，电动机脱离电源，无功 电度表表也停止计量。按下 SB3，电动机 M 反向转动，无功电度表转动；按下 SB1，电动机制动开始，经过一段时间，制动结束， 电动机脱离电源，无功电 度表也停止计量。 五、注意事项 1．整流二极管应采用大功率管，使用时应注意其极性。 2．接线时应注意 KM3 主触点的接入。 3．KT 的延时时间不可太短，应根据负载大小进行调整，一般调到 2~3 秒， 若太短时不能完成正常制动。 4．注意 KM1、KM2、KM3 辅助触点的接入。 5．若线路运转正常而不能制动时，应检查整流二极管及制动回路使用的单 相工作电源。 六、常见故障分析 1．按下启动按钮跳闸 (1)原因可能是两个接触器同时工作，KM1、KM2、 KM3 的常闭触点共用 一对; (2)控制线路本身有短路; 2．按下制动按钮跳闸 主线路 KM3 接线有误。 3．不制动 (1)制动按钮未按到位; (2)二极管可能已坏; (3)主线路接错或 KM3 未吸合。129-13实训项目 5Y―△启动及顺序控制一、实训目的 1．了解 Y―△降压启动控制及顺序控制要求； 2．掌握控制线路的连接和故障分析。 二、电气原理图 Y―△启动及顺序控制电气原理图如图 1-6 所示。 U V WQFFU2ELKM1 FU1SB1SB2KM1 KH1KM1KM3KM2KTKTKH1 KM3 KM2 KM4 KM3 U1 V1 W1 SB4 M1 3~ W2 U2 V2 KM4 SB3 KM3 KM3 KM4 KH2 KTKH2KM2M2 3~图 1-6Y―△起动及顺序控制电气原理图三、工作原理 如图 1-6 所示为 Y―△启动及顺序控制电气原理图。按下启动按钮 SB2，129-14KM1、KM2 吸合，电动机 M1 为 Y 形起动，同时 KT 得电，经过一段时间，KT 动作，KM2 断电，KM3 吸合，电动机 M1 由 Y 形起动转换为△形运行， KT 也 退出运行。按下启动按钮 SB4，KM4 吸合，电动机 M2 启动运转。按下停止按钮 SB3，KM4 断电，电动机 M2 可先停止运转。按下停止按钮 SB1，KM1、KM3 断电， 电动机 M1 停止运转。若需要两台电动机同时停止运转时，则按下停止按钮 SB1 即可。 四、实训步骤 1．选择和检查元件 根据图 1-6 所示，应选择和检查 4 个按钮，4 个交流接触器、2 个热继电器， 1 个时间继电器等。 2．按图连接线路 3．检查线路 (1)检查控制线路 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)： 1)将两表笔分别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，按下 SB2，所测值 应为线圈 KM1//KM2//KT 的阻值； 2)将两表笔分别与 KT 常开触点两端相接,所测值为线圈 KM1//KM2//KT+KM3 的阻值； 3)将两表笔分别与 SB4 两端相接，同时按下 SB2 和 KM3，所测值为线圈 KM1//KM3+KM4 的阻值。 (2)检查主线路 将两表笔测量 KM3 主触点进出线，正常情况下，指针应指向∞(即为断开状 态)。若其中有某一相指向 0(即相通)时，则接线有误，应进行更改。 4．通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 正常运行状态： 合上电源开关，按下 SB2，电动机 M1 起动(此时绕组为 Y 形接法)，经过一 段时间(训练时调至 3s 钟即可)，电动机 M1 为额定运行(此时绕组为△形接法)。 这时，可按下 SB4，使电动机 M2 起动运行。若要求 M2 先停，可按下 SB3。 若要求 M1 停止或 M1 和 M2 同时停机，可按下 SB1。 五、常见故障分析 1．按下 SB2 跳闸： (1)与 KT 常开触点相并联的 KM3 常开触点误接为常闭触点; (2)时间继电器 KT 的一组常开与常闭触点公共点接错(注：时间继电器采用 JSP14 型)。 2．按下 SB4 跳闸： KM3 两对常开辅助触点接为同一对。 3．从 Y 形转换后停机，且 KM1、KM3 吸合正常： (1)主线路接错; (2)KM3 自锁未锁住; (3)KT 本身有问题，转换不成功。129-15实训项目 6 双速电动机的控制一、实训目的 1．了解双速电动机的结构特性及调速原理； 2．熟练掌握双速电动机的控制线路的连接； 3．能分析判断及处理控制系统运行过程中常见的故障。 二、电气原理图 双速电动机控制电气原理图如图 1-7 所示。U V WQF FU1 KHELSB1SB2KTKM1 KM2 KM3FU2 KHKAKM3KM2KT KM1KM3KAKAKT三、工作原理KM3V1 U2 U1 W2图 1-7KM1V2 W1双速电动机控制电气原理图129-16KM2(1 ? S) f 知, 调速方法有三种：(1)改变 P 转差率 S，(2)改变电源频率 f，(3)改变磁极对数 P。而双速电动机的调速为改变 磁极对数 P 来达到。 在不同的控制方式下， 运行时将电动机定子绕组改变其连接 方式而得到不同的磁极对数，达到调速目的。 如图 1-7 所示。通电后：根据三相异步电动机的转速公式：n=KM1 吸合 按下按钮 SB2 KA 吸合电动机绕组为△联结，低速运行KM1 失电释放KT 得电延时KM3 吸合 KM2 吸合电动机绕组为双 Y 联结，高速运行。 按停止按钮 SB1 KM2、KM3 失电 电动机停止运转。四、实训步骤 1．选择和检查元件 根据图 1-7 所示，选择 2 个按钮，3 个交流接触器，1 个中间继电器，1 个时 间继电器等，并检查元件的好坏。 2．按图连接线路 若无双速电动机，可用六只 220V、功率相同的灯泡替代，用来模拟双速电 动机的运行状态，以此来检验控制线路连接是否正确。具体连接图见图 1-8。U1U2V1V2W1W2图 1-8 灯泡连接图 注：六只灯泡的功率、阻值应相同，从每两只灯泡连接处引出的绕组首尾端 应按 U1、U2、V1、V2、W1、W2 交替排列，六只灯泡应首尾连接成闭合环路。 3．检查线路 (1)检查控制线路 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)： 1)将两表笔分别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，按下 SB2，所测值 为线圈 KM1 //KA 的阻值。 2)将两表笔分别与 KM3 常开触点两端相接，所测值为线圈 KM1//KA+KM2129-17的阻值。 3)将两表笔分别与 KT 常开触点两端相接， 所测值为线圈 KM1//KA+KM3 的 阻值。 4)将两表笔分别接在与 KT 线圈相串联的 KA 常开触点两端，所测值为线圈 KM1//KA+KT 的阻值。 (2)检查主线路(以灯泡替代双速电动机绕组为例) 1)分别测 KM1 出线端的 U 相与 V 相、V 相与 W 相、W 相与 U 相之间的 4 电阻，应相等，约为 R(R 为灯泡电阻值)。 3 2)分别测 KM2 出线端的 U 相与 V 相、V 相与 W 相、W 相与 U 相之间的 4 电阻，应相等，约为 R。 3 4.通电试车 当线路检查正常时， 通电试运行并观察运行状态。以灯泡替代双速电动机绕 组时，正常运行状态为： 按下启动按钮 SB2，6 只灯全亮，此时白炽灯连接如图 1-9 所示，每只白炽 灯承受的电压为 190V(电源线电压的一半)， 低于额定电压 220V， 所以亮度稍暗。 经过一段时间(训练时，时间 T 调为 5s 钟)，KT 动作，6 只白炽灯更亮，因此时 灯泡为双 Y 形连接，如图 1-10 所示，每只白炽灯承受的电压为 220V，与额定电 压一致，亮度正常。V1 V2U1 U1 W1 U2 W1V1W2图 1-9 低速运行白炽灯连接图 图 1-10 高速运行时白炽灯连接图 五、注意事项 1．试运行时，若电气元件工作正常，而白炽灯亮度不一致或有的白炽灯不 亮，应检查白炽灯阻值大小是否一致，6 只白炽灯连接是否有误，主电路连接负 载处是否正确，电源是否缺相等。 2．若负载采用双速电动机时，应注意绕组的接法。 六、常见故障分析 1．按下起动按钮跳闸： （1)灯泡连接有短路。(以灯泡替代双速电动机绕组时) （2)时间继电器 KT 的一组常开与常闭触点公共点接错。 2．转换后跳闸： （1)KM3 接在 KM1 的进线端;129-18（2)KM3 接在 KM2 的出线端。 3．主线路用灯泡替代双速电动机绕组时出现的故障 (1)低速运行时只有 4 只灯泡亮，高速运行时只有 5 只灯泡亮： 1)当灯泡全部正常时，则 6 只灯泡的连接时未构成闭合回路。 2)其中一只灯泡已断开。 (2)低速 2 只亮，4 只暗： KM1 缺相或主线路缺相。 (3)高速 4 只亮： KM2 缺相或主线路缺相。 (4)6 只灯泡有的亮有的暗： 则 U1、V1、W1 和 U2、V2、W2 未分别接在 KM1、KM2 上。129-19实训项目 7三速电动机的控制一、实训目的 1．了解三速电动机的结构特性及调速原理； 2．掌握三速电动机的控制线路的连接； 3．能分析判断及处理控制系统运行过程中常见的故障。 二、电气原理图 三速电动机控制电气原理图如图 1-11 所示。 U V WQFKHFU2KHEL SB FU1 KM3 KM2 KM5 U U1 V W U2 U1 U2 V1 V2 图 1-11 三速电动机控制电气原理图 129-20 KM4 KM1 U1 V1 W1 U U1 W2SB1SB2KM1 KM3 KM4 KM2KM1KM2KTSB2 KA KM5KM3KM3KTM 3~KT KM3 KM4KM4V2 W2KM5KM1 KA V W1 WKA KM4三、工作原理 三速电动机为一多速电动机，调速原理如同双速电动机一样，为改变磁极对 数的调速方式。在结构上，三速电动机的内部一般装设有两套独立的定子绕组； 工作时，通过改变绕组的连接方式而得到不同的磁极对数，达到调速的目的。根 据图 1-11 所示的三速电动机控制电气原理图： KM1 得电吸合 启动 SB1 KM2 得电吸合KM1 失电KA 吸合 M 定子绕组 U1、 V1、 U2、 V2、W1、W2 连接成△， 为低速运行。启动 SB2KM2 失电KM3 得电吸合M 的定子绕组 U、 W 连接成 Y 形， V、 为中速运行。KM3 失电KT 常闭触点断开 KT 得电延时 KT 常开触点闭合 KM4 得电吸合M 定子绕组 U1、U2、V1、V2、W1、W2 连成双 Y 形，高速运KT 线圈失电KM5 得电吸合行。KM4 失电 按下 SB M 停车 四、实训步骤 KM5 失电 1．选择和检查元件 根据图 1-10 所示，选择 2 个按钮，5 个交流接触器，1 个时间继电器，1 个 中间继电器等。 2．按图连接线路 若无三速电动机，可用 9 只 220V、功率相同的灯泡替代，用来模拟三速电 动机的运行状态，以此来检验控制线路连接是否正确。连接图如图 1-12 所示：U1 DY2U2V1V2W1W2 U1 UVW图 1-12灯泡代替绕组的连接图129-21T3 T0 T2 M0Y0本书根据部分训练中心及职业院校的电工实训柜设备元件的布局，用灯泡替 代电动机绕组的主电路连接示意图如图 1-13 所示。 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N②①KM5③KM1KM2KM3KM4$KH 图 1-13 用灯泡代替电动机绕组主电路连接示意图 图中：1.从左向右排列，1、N，2、N，?代表灯泡进出线接线端; 2.因为交流无方向性， 根据实训柜元件的布局， 接触器的主线宜从下方进， 上方出，即上方接负载灯泡。 连接要点： (1)1、3、5 号端分别接在 KM2 主触点 U、V、W 相； (2)2、4、6 号端分别接在 KM4 主触点 U、V、W 相； (3)7、8、9 号端分别接在 KM3 主触点 U、V、W 相； (4)①、②号两条线必须接在同一相电源上； (5)③号线不能丢也不能接错。 3.检查线路 (1)检查控制线路 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)： 1)将两表笔分别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，按下按钮 SB1， 所测值为线圈 KM1//KM2 的阻值。 2)将两表笔分别与 KM3 常开两端相接，按下按钮 SB1，所测值为线圈 KM1//KM2+KM3 //KT 的阻值。 3)将两表笔分别与 KT 常开触点两端相接，按下按钮 SB1，所测值为线圈 KM1//KM2+KM4//KM5 的阻值。 4)将两表笔分别接在与 KM1 常开触点相并联的 KA 常开触点两端，按下 按钮 SB1，所测值为线圈 KM1//KM2+KA 的阻值。 (2)检查主线路(用灯泡替代电动机绕组时) 1)同时按下 KM1 和 KM2，测量低压断路器 QF 出线端 U 相与 V 相、V 4 相与 W 相、W 相与 U 相之间的电阻，其阻值应一致，且为 R(注：R 为灯泡电 3 阻值)。 2)测量 KM3 接触器出线端 U 相与 V 相、V 相与 W 相、W 相与 U 相之间的电 阻应一致，且为 2R；129-223)按下 KM5，测量 KM4 接触器出线端 U 相与 V 相、V 相与 W 相、W 相与 U 相之间的阻值，应一致，且为 R。 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 运行状态如下： 合上电源开关： 按下启动按钮 SB1 速) KM1、 KM2 吸合 电动机 M 运转(低KM3 吸合 按下按钮 SB2，电动机 M 加速运转(中速) 按下停止按钮 SBKM4、 KM5 吸合电动机 M 加速运转(高速)延时 电动机 M 停车。 若系统不能正常运转，则应分析原因，查找并排除故障。 用白炽灯的亮度来模拟三速电动机的运行状态，低速运转时，前面 6 只灯同 时亮，此时白炽灯承受的工作电压为 190V，低于白炽灯额定电压，亮度稍暗； 中速运转时，后面 3 只白炽灯亮，此时白炽灯承受的工作电压为 220V，亮度正 常；高速运转时，前面 6 个灯又亮，此时白炽灯承受的工作电压为 220V，与白 炽灯的额定电压一致，亮度正常。 五、注意事项 1.试车时，若电气元件动作正常，而白炽灯亮度不一致或有的不亮，应检查 白炽灯阻值是否一致，白炽灯连接是否正确，主电路与负载连接是否有误，主线 路是否缺相等。 2.若负载为三速电动机，应注意绕组的接法。 六、常见故障分析 用灯泡的亮度模拟三速电动机运行状态时，此线路常见故障为主线路： 1.低速时 4 只亮： (1)有 1 只白炽灯断开，但此时高速为 5 只亮; (2)开口三角形的两个 U1 未共用一相电源; 2.低速 2 只亮，4 只暗： KM2 缺相或主线路缺相。 3.高速 4 只亮： KM4 缺相或主线路缺相。 4.低速正常，高速 5 只灯亮： KM5 连接有误。129-23实训项目 8直流电动机反接制动控制一、实训目的 1.掌握直流电动机的运行特性； 2.掌握直流电动机反接制动的控制方法及线路的连接。 二、电气原理图 直流电动机反接制动控制电气原理图如图 1-13 所示。＋DC 110V KM1 FU2～220V TR～127VFU1MT1 T2KM2KM1KM2RF150Ω S1 M KM2 S2 KM1 KADC110V图 1-13 直流电动机反接制动电气原理图 如图 1-13 所示为直流电动机反接制动电气原理图。按下 SB1，KM1 吸合， 电动机电枢绕组串联限流电阻 RF 起动运行；按下 SQ，KA 吸合，短接限流电阻129-24＋－AC 380VFU3 SB2 SB1 FU4 KM1KM2 KM1KM2KM1SQKM1KAKARF，电动机在额定电压下运行；按下 SB2，KM1 和 KA 断电，RF 接入，(制动 时限流)，KM2 吸合，电动机反接制动，电动机迅速停止。 四、实训步骤 1.选择和检查元件 (1)直流电动机绕组的判别： 直流电动机有两个主要的绕组，一个励磁绕组，一个为电枢绕组。并励式电 动机的励磁绕组与电枢绕组相并联，励磁绕组的电阻比电枢绕组电阻大。以型号 110SZ56H3 的直流电动机为例，此电动机功率为 123W，额定电压为 110V，额 定电流为 2.02A,额定转速为 1000r/min。励磁绕组的电阻约 527Ω ，电枢绕组的 电阻约 12.4Ω ， 共引出四个接线端。因此可根据阻值的大小从而判断出励磁绕组 和电枢绕组。 (2)桥堆的判别 桥堆的判别详见本书第二部分电子线路预备知识。 2.按图连接线路 3.检查线路 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)。 (1)检查控制线路 将两表笔分别与低压断路器 QF 的出线端 U、 相相接， W 按下启动按钮 SB1， 所测值为线圈 KM1 的阻值；按下 SB2，所测值为线圈 KM2 的阻值；将两表笔 分别与 SQ 两端相接，按下 KM1，所测值为线圈 KM1+KA 的阻值。 (2)检查主电路 将两表笔分别接“DC110”两端，正常时应显示为∞(若此时指针表显示有 阻值，应对调两表笔)，按下 KM1(KM2)，其阻值为 RM//(RF+RS)，约 120Ω 。(此 处 RM 为励磁绕组的阻值 527Ω ，RS 为电枢绕组的阻值 12.4Ω ，RF 为 150Ω ) 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 五、常见故障分析 为了保护控制变压器 TR，在变压器一次侧公共端或二次侧串接熔断器。 当控制线路正确而电机不转时： 1.检查控制变压器的熔断器熔体是否熔断，若更换上后又熔断，说明桥堆接 错或桥堆已坏; 2.检查直流电路中熔断器的熔体是否熔断; 3.主线路接线有误; 4.测量控制变压器二次侧输出电压，检查变压器的好坏。129-25实训项目 9 直流电动机正反转、调速及制动控制一、实训目的 1.进一步了解直流电动机的运行特性； 2.熟知直流电动机正反转、调速及制动的控制方法。 二、电气原理图～220V TR～127V＋ FU1T1DC 110V－ FU2T2MKM1KM2KA1R1KA2＋ DC110V －S11．R1 可调线绕电阻 RXYT―T―150， 150W 150Ω 。R2M S2KM2KM12．R2 可调线绕电阻 RXYT―T―150， 150W 50Ω 。KM1 KM2AC 380V FU3 SB1KM2 SQ1KM 1FU4KM1SB2KM1 KM2SQ2KM2SQ3KA1 KA2KA1SQ4KA1KM1KA2KA2KM2图 1-14直流电机正反转调速及制动控制电气原理图。129-26直流电动机正反转、调速及制动控制电气原理图如图 1-14 所示。 三、工作原理 图 1-14 所示为直流电动机正反转、调速及制动控制电气原理图。电路通电 后，按下启动按钮 SB1(SB2)，KM1(KM2)吸合，电动机正转(反转)启动。电动机 运转一段时间后，通过 SQ3 动作，使 KA1 吸合，减小了 R1 的阻值，使电动机 加速运行；第一次加速成功后，经过一段时间，通过 SQ4 动作，使 KA2 吸合， 将电阻 R1 短接，使电动机再次加速运行。通过改变 R1 的阻值，从而达到电机 调速的目的。电动机转向的改变，则是通过 KM1 或 KM2 吸合，改变电枢电流 的方向而实现。 在电机运行过程中， 通过 SQ1 或 SQ2 的动作， 使得 KM1 或 KM2 失电， 电动机在脱离电源的同时接入制动电阻 R2， 因制动电阻 R2 串接于电枢回 路中， 制动时在系统中产生与电动机停车后的惯性力矩相反的制动力矩，将拖动 系统储存的机械能转换成电能消耗于制动电阻和电枢电阻上(能耗制动)，从而达 到制动的目的。 四、实训步骤 1.选择和检查元件 根据图 1-14 所示，选择 1 台控制变压器，1 只桥堆 1 只，2 只线绕电阻，4 个熔断器，2 个按钮，4 个位置开关，2 个交流接触器，2 个中间继电器等。 2.按图连接电路 3.检查电路 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)。 (1)检查控制线路 1)将两表笔分别与低压断路器 QF 的出线端 U、 相相接， W 按下 SB1(SB2)， 所测值为线圈 KM1(KM2)的阻值；按下 SQ3，所测值为线圈 KA1 的阻值； 2)将两表笔分别与 KA2 常开触点两端相接，按下 KM1(KM2)，所测值为 线圈 KM1+KA2(KM2+KA2)的阻值。 (2)检查主电路 将指针表的两表笔分别接在“DC110”两端，应有 527Ω 左右的阻值(此阻值 为励磁绕组阻值 RM，若为 300Ω 左右，应对调两表笔)，按下 KM1(KM2)，阻值为 RM//(R1+RS)，约 120Ω 。(此处 R1 为 150Ω ，RS 为电枢绕组的阻值约 12.4Ω ， RM 为励磁绕组的阻值约 527Ω ) 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 正常运行状态： (1)按下启动按钮 SB1，电动机正转，撞动(按下)SQ3，电动机第一次加速， 撞动(按下)SQ4，电动机第二次加速至额定转速。撞动(按下)SQ1，电动机制动。 (2)按下启动按钮 SB2，电动机反转，撞动(按下)SQ3，电动机第一次加速， 撞动(按下)SQ4，电动机第二次加速至额定转速。撞动(按下)SQ2，电动机制动。 若电路不能正常工作，应根据故障现象，分析原因，查找、排除故障。 五、注意事项 1.检查和选择元件、设备时，应注意桥堆的交、直流端及直流输出端的正负 极性，直流电机的励磁绕组和电枢绕组。 2.注意电阻 R1 及 R2 的型号、阻值范围及功率。 3.本线路为交、直流两部分控制线路，应注意各自的工作电压。129-274.连接线路时，应注意 KM1，KM2，KA1 及 KA2 的触点部分。直流回路部 分应使用 KM1、KM2 的主触点。129-28实训项目 10顺序启动控制一、实训目的 掌握三相异步电动机顺序启动控制的原理和线路的连接。 二、电气原理图 顺序启动控制电气原理图见图 1-15 所示。N U V WQF FU1KHEL KM1SBSB1FU2KA1KM2KTKM3 KT KM2 KM3KM2SB2 KM3KM1KM2KM3 KM4KM2KM4KA1KHKTKA2KA2KM3M 3~图 1-15顺序启动控制电气原理图三、工作原理 如图 1-15 所示为顺序启动控制电气原理图。按下 SB1，KM1、KT、KA1 得 电，(其中 KA1 锁住 SB1)，电动机 M 转动，经过一段时间，KT 动作，KM2 得 电，第一组灯亮，KT 退出运行；按下 SB2，KM3、KM4 得电(KM4 常开触点锁 住 SB2)，第二组灯亮，同时 KT 第二次得电，延时开始，经过一段时间，KT 又129-29动作，KA2 得电，KA1 失电，电动机 M 停转，所有灯熄灭。图中 SB 起急停作 用。 四、实训步骤 1.选择和检查元件 根据图 1-15 所示，选择 3 个按钮，4 个交流接触器，2 个中间继电器，1 个 时间继电器等，并检查元件好坏。 2.按图连接电路 3.检查控制电路 将指针式万用表欧姆挡的倍率调至 ? 100(数字表调至 2k 或 20k)。 (1)将两表笔分别与低压断路器 QF 出线端 U、W 相相接，按下 SB1，所测值 为线圈 KM1//KT//KA1 的阻值； (2)将两表笔分别接在 KM2 线圈前的 KM2 常开触点两端，所测值为线圈 KM1//KT//KA1+KM2 的阻值； (3)将两表笔分别接在 KM3 线圈前的 KM2 常开触点两端，按下 SB2，所测 值为线圈 KM1//KT//KA1+KM3//KM4 的阻值； (4)将表笔分别接在与 KA2 线圈串联的 KM3 常开触点两端， KT 常开触点 当 用同一付触点时，所测值为线圈 KM2+KA2 的阻值。 4.通电试车 当线路检查正常时，通电试运行并观察运行状态。 运行状态：按下 SB1，电动机 M 运转，经过一段时间 (时间可调为 5s)，与 接触器 KM2 相接的 3 只灯亮；按下 SB2，与接触器 KM3 相接的 3 只灯亮，经 过一段时间(5s)，电动机停转，6 只灯全灭。129-30第二部分电子线路预备知识：电子元件的检测及电子线路的焊接 一、常用电子元件的检测与判别 常用的电子元件有二极管、三极管、可控硅、单结晶体管、集成 LM324、 集成 CC4011 等。本书简要介绍这些元件的检测方法。 1.二极管的管脚及硅管、锗管的判别 用指针式万用表×100 或×1k 的挡位测出二极管的正反向电阻值， 就可判断 出管脚极性。 用不同材料制成的二极管正向导通时压降不同，硅管为 0.7V 左右，锗管为 0．3V 左右。可用指针式万用表×1k 的欧姆挡测量,锗管正向导通时电阻值为 1k Ω 左右，硅管正向导通时电阻值 3～10kΩ 。也可用数字表的二极管挡位测量， 如被测是硅管， 数字表应显示 0.550～0.700V； 若是锗管， 数字表应显示 0.150～ 0.300V。 2.稳压二极管与普通二极管的区别及稳压值的判别 将指针式万用表调至×10k 的欧姆挡，并进行欧姆调零。红表笔接二极管的 正（阳）极，黑表笔接负（阴）极，若指针不偏转，则为普通二极管，若偏转则 为稳压二极管， 待指针摆到一定位置时，从万用表直流 10V 电压刻度上读出稳定 的数据，然后用下列公式计算稳压值： 被测管稳压值(V)=(10-读数)×1.5 此法只能检测稳压值为 15V 以下的稳压管。 3.发光二极管的判别 发光二极管一般用透明塑料制成。对于新购的管子，长脚为正极，短脚为负 极。 若从管脚长度无法判断时，其测量方法如下： 由于发光二极管的开启电压为 2V 左右，而指针式万用表置于×1k 的欧姆挡 时，表内电池仅为 1.5V,所以无论正向接入还是反向接入,管子不可能导通.因此 用指针式万用表检测发光二极管必须用×10k 的挡位。 检测时， 将表笔分别与二极管的两管脚相接， 如果万用表指针向右偏转过半， 同时发出微弱光点， 表明是正向接入， 此时黑表笔为正极， 而红表笔所接为负极。 对调表笔，指针应指向无穷大。 4.三极管类型、管脚及质量的判别 三极管性能的好坏判别如下： (1)判别三极管的穿透电流的大小 用指针式万用表×1k 的欧姆挡，在基极开路的条件下测 CE 间的电阻值；当 测得的电阻值在几十千欧以上时，说明穿透电流不大，管子可用。若测得电阻很 小，说明穿透电流很大，管子质量差。若测得 B 的电阻值接近于零，则表明管子已被击穿。 E C (2)测量放大倍数β 黑表笔 红表笔 可利用万用表上的 hF 插孔来测量，在 hPE Rw1K 标尺上读到的数值即为放大倍数。 若万用表上无 hF 插孔，可利用×1k 欧姆挡 万用表 进行估测。如图 2-1 所示。具体方法为： 若被测管为 NPN 型，应将黑表笔接 C 极，图 2-1 测量放大倍数129-31红表笔接 E 极；测量时首先把基极 B 空置，两只手分别捏住 E、C 两极，观察表 针偏转后的位置。因两手间的人体电阻(一般为几百千欧)与 E、C 极并联，这时 测得结果已不完全是穿透电流。 用舌尖舔一下基极，可观察到表针向右又偏转一 个角度，偏转角度越大，说明管子的放大能力越强。若表针偏转角度很小，说明 管子的放大能力很低。若表针不动，说明管子已无放大能力。 5.电解电容器的正负极的判定 根据电解电容器的正向漏电电阻大于反向漏电电阻的特点来判定正负极。 具 体方法为：用万用表×1k 的欧姆挡，交换表笔分别测出正、反向漏电电阻；最 后以漏电电阻较大的一次为准， 此时黑表笔接的是电解电容器正极，红表笔接的 是电解电容器负极。分不出时，可用×10k 的确欧姆挡重复测量。 测量容量较大的电容时， 在测量前及在交换表笔进行第二次测量时应先将电 容放电，防止出现表针打表的现象。 特别提示：不能用上述方法判断正向漏电严重的电解电容器的极性。 6.整流桥堆的判别与测量 整流桥堆是把四只硅二极管接成桥式电路， 再用环氧树脂(或绝缘塑料)封装 而成的半导体器件。桥堆有交流输入端和直流输出端，对外引出 4 只管脚。 硅整流桥堆内部结构如图 2-2 所示。 判别方法如下： （以指针式万用表为例） (1)将指针式万用表调到×1k 的欧姆挡位。 (2)若测量桥堆某两臂之间正反向电阻都趋于无穷大，则此两臂为交流输入 端，其余两臂为直流输出端。 (3)判断桥堆直流输出端的极性：若指针式万用表所测的值为直流输出端的 正向电阻时，则黑表笔所连接的引出端为直流输出端的“-”极，红表笔所连接 的引出端为直流输出端的“+”极。 7.单结晶体管 外形与金属壳三极管一样，但内部只有一个 PN 结也称双基极二极管，常用 型号为 BT33。 (1)单结管与三极管区别：用万用表×1k 欧姆挡，依次测量管子任意两电极 间正反向电阻，若两极间正、反向电阻相等，且阻值为 2～15kΩ 时，则基本可 判定该管为单结管。 (2)电极判别：利用上述方法判别出两基极 b1 、 b2，正反向电阻相等剩下一 电极应为发射极 e,然后根据 PN 结特性，依次测 e 与 b1 ，e 与 b2 间的正反向阻 值进一步判定。 单结晶体管在制造过程中，一般使 e 靠近 b2，而远离 b1，因而 e 与 b2 正向 电阻较小，而与 b1 正向电阻较大。根据这一特点可判断单结晶体管的 b1、b2 极，其方法是：黑笔接射极 e，红笔接另两极，比较阻值大小。 8.单向可控硅的判别 目前常见的可控硅主要有螺栓型、平板型和塑封型三种。 (1)电极判别：因螺栓型、平板型的三个电极的形状差别很大，无须进行任 何测量便可区分出来。至于塑封型，可用指针式万用表×100 或 1k 挡测任意两 脚的正、 反向电阻， 两次都为无限大者， 该两极为阳极和阴极， 另一极为控制极。 然后用负表笔接控制极， 用正表笔接触另外两极，当电阻小时正表笔所接触的一 极为阴极，当电阻大时正表笔所接触的一极为阳极。 (2)导电特性测量129-32将指针式万用表调至×1 的欧姆挡，负表笔接阳极，正表笔接阴极，然后将 控制极与阳极短接，若指针发生偏转，此时将控制极断开，如指针不动，说 明管子性能良好；如指针偏转回到无穷大，则可能管子控制极损坏或因万用 表内电源不能提供足够的维持电流。 9.集成运算放大器 LM324 管脚图 线性集成运放常见的两种封装方式是金 属壳封装和双列直插塑料或陶瓷封装。数字 集成电路多为双列直插式。金属壳封装管脚 数有 8、10、12 等种类，管脚排列如图 2-3(a) 图 2-3 集成电路管脚排列图 所示。以凸起部分为参考标记，从底部看进 去，顺时针方向数管脚，依次为 1、2、3.．、8。双列直插式封装，其管脚有 8、 ． 10、12、14、16、18、20、24 等多种，管脚排列如图 2-3(b)所示，管脚向下，缺 口、色点等标记放在左边，从左下角起按逆时针方向数管脚，依次为 1、2、3.．、 ． 14。各引脚的具体连接方法，代表的含义应根据型号查阅有关手册。 LM324 内部结构图及取样电路原理图如图 2-4 所示。+12V 10KΩ 14 13+1211 10 - 12 V9+8 1KΩ 1 2 3 ViLM324+ -+ 12 V 3 4 5+ -1KΩ 7 10KΩ -12V1图 2-426LM324 内部结构图及取样电路原理图 图2-1-310.CC4011 管脚图及其使用 将集成块 CC4011 正面朝向自己，半圆型标记下第 1 脚为 1 脚，按逆时针方 向依次为 2，3，4，??13，14 脚，应 特别注意第七脚接地端和 14 脚接电源 端。 CC4011 的内部结构图如图 2-5 所示。 CC4011 使用时应注意： 不使用的输 入端不能悬空，应根据逻辑功能的要求 接 VDD 或与使用的输入端并接。 二、电子线路焊接知识 1.电烙铁 电烙铁是烙铁钎焊的热源。常用的 图 2-5 CC4011 内部结构图 规格有 25、45、75、100 和 300W 等。 钎焊弱电元件用 25W 和 45W 两种， 焊接强电元件要用 45W 以上的电焊铁。 2.焊接材料 图 2-5 CC4011 内部结构图 焊接材料分为焊料和焊剂两大类。常用的焊料是焊锡，大多是“铅锡合金” ，129-33有锭状和丝状两种。丝状的通常在中心包含着松香，便于使用。电工常用的焊剂 有：松香、松香混合焊剂。焊剂起助焊作用。 3.焊接技术 为保证焊接质量，要求焊点光亮、园滑，无虚焊。 (1)烙铁操作方法 1)用电工刀或砂布先清除连接线端氧化层，并在焊接处涂上适量的焊剂。 2)将含有焊锡的烙铁焊头，先沾一些焊剂，然后对准焊接点下焊，焊头停 留时间要根据焊件的大小而决定。 3)要求焊点必须焊牢焊透，锡液必须充分渗透，表面要光滑并有光泽。不 能有虚焊、假焊和“夹生”焊点。虚假焊是指焊件表面没有充分镀上锡，焊件之 间没有被锡所困住，其原因是因焊件表面的氧化层没有清除干净或焊剂用得少。 “夹生”焊是指焊锡末被充分熔化，焊件表面的锡晶粗糙，焊点强度大为降低， 原因是烙铁温度不够高和留焊时间太短而造成。 (2)电子分立元件的焊接方法 1)清除元件焊脚表面的氧化层，并对焊脚进行搪镀锡层。锡缸内的锡液温 度宜保持在 3500C 左右，不宜过高或过低。过高，锡液表面因氧化过剧而浮悬的 氧化物大量增加，容易沾污镀层；过低，容易造成镀层锡结晶粗糙。 2)安装元件的印制电路板(或空心铆钉板)如果表面因没有镀过锡的，或虽 镀过锡但已经发黑的，应清除表面氧化层后，涂上一层松香酒精溶液，以防继续 氧化。 3)有的元件必须检查其引出线头的极性，在焊脚的位置确认无误时，方可 下焊。每次下焊时间，一般不超过 2 秒钟。 4)使用的电烙铁以 25W 较为适宜，焊头要稍尖。焊接时，焊头的含锡量 要适当，每次以满足一个焊点需要为宜，不可太多，否则要造成落锡过多而焊点 粗大。要注意，在焊点较密集的印制电路板上，焊点过大就容易造成搭焊短路。 5)焊接时，焊头先沾附一些焊剂，对准焊点，迅速下焊；当锡液在焊点四 周充分熔开后，快速收起焊头(要注意垂直向上提焊头)，使留在焊点上的锡液自 然收缩成半园粒状。焊接完毕，要用纱布蘸适量纯酒精后揩擦焊接处，把残留的 焊剂清除干净。 6)焊接电子元件要避免受热时间过长，并切忌采用酸性焊剂，以防降低其 介质性能和加剧腐蚀。 (3)集成电路块(特别是 MOS)的焊接方法 焊接时，除了需要掌握分立元件焊接方法外，尚须掌握以下几点： 1)为了避免周围带电器具所存在的电场对集成电路块的影响， 工作台面必 须有金属薄板覆盖，并进行妥善的接地；同时，置于台面上的集成电路块要避免 经常摩擦，以防止形成电场；暂时不进行加工的集成电路块，要置放在有屏蔽外 壳的盒内。 2)所用电烙铁的金属外壳要进行可靠的接地，因为，电烙铁的焊头存在感 应电势，如果电源电压采用 220V，电烙铁的焊头的感应电势对地的电位往往达 到 70V 左右，而集成电路块的耐压一般 20~45V，因而容易被击穿；电烙铁存在 漏电，则焊头的对地电位还会更高。 现在提倡采用电源电压为 36V 的电烙铁，但金属外壳仍须进行接地，以防 电烙铁漏电。 3)集成电路块管脚因焊接需要弯曲时，应避免用力过猛而损伤其内部结129-34构。下焊时要防止落锡过多和焊点过大，过大焊点容易出现搭焊。 (4)焊接注意事项 1)在导电地面和用电危险场所操作时，电烙铁金属外壳必须接地，或用 36V 安全电源电烙铁。 2)烙铁焊头烧结时，用锉刀锉去氧化层，沾上焊剂后重新镀上锡使用，不 可用烧死的焊头焊接，以免烧毁焊件。 3)使用烙铁时，不准甩动焊头，以免锡珠溅出灼伤人体。 4)在印制电路板上修理或焊接电器元件时，应特别注意印刷板断电，否则 可能会引起电器元件的损坏。129-35实训项目 11 示波器及信号发生器的使用一、实训目的 1.熟悉双踪示波器的功能与作用，掌握用示波器观察波形，测量周期、频率 和幅值的方法； 2.熟悉信号发生器的功能与作用，并能正确调整输出信号。 二、实训内容 用示波器观察信号发生器输出的正弦交流电压波形并测量其周期及幅值。 三、示波器、信号发生器板面介绍 1.示波器 （1）面板介绍 本书以德士 CS-4125A 型示波器为例， 其实物图片、 面板图及说明见附录 4。 面板布置图的中文标示如图 2-6 所示。 （2）CS-4125A 型示波器面板常用中英文对照见表 2-1 所示。表 2-1 代号 ① ④ ⑥ 英文 CRT CAL FOCUS 中文 屏幕 基准 电压 聚焦 交流 地 直流 CS-4125A 示波器面板中英文对照表 作 用 显示波形 为校正 电压 调节线条粗细 观察交流信号 输入端接地 观察含有直流 成分的信号 幅值微调 时间微调 代号 ② ⑤ （10） （16） （11） (17) 英文 POWER INTEN POSITION 中文 电源开关 辉度 垂直位移 作用 控制电源 调节亮度 波形上下移 动 幅值调节控 制（13） （19） （12） （18） (32)AC GND DCVOLTS/DIV幅值标度VARIABLE微调（14） (20)CH1 INPUT CH2 INPUT VERT MODE CH1 ALT CHOP ADD CH2 SOURCE CH1 CH2 LINE EXT w10 MAG通道 1 通道 2 输入被测信号接 入端口（28）TRIGGER LEVEL同步 调节波形稳定调整， 与周期旋钮配 （22） 合使用显示方式一般置 CH1 或 CH2（25）MODE AUTO NORM触发 方式 自动 标准 扫描 时间/ 刻度触发方式选择， （26）电源 通道 1 通道 2 工频电压 外部电压 水平扩展触发电源选 择（31）SWEEP TIME/DIV扫描时间控制， 与 LEVEL 配合 （33） 调节波形在屏幕 上水平放大 (高频时用)129-36自动常态锁定电视图象 （24）CH1 变 Y显示CH1CH250HZ外接触发方式选择开关（25） 第一通道 交 替 交 替 合 成 第二通道轴 CH2 变 X 轴26 触发信号源开关CH1ALTCHOP显示方式开关（22）ADDCH2（23）第二 通道信号极 性反相（27）触发信号 选择开关 30 水平位移 同步调节 (稳定度) 32 时间微调2810 垂直位移16 垂直位移电压/格电压/格ms mV18 幅值微调时间/格 μ sVmV12 幅值微调Vs11 幅值标度 AC GND DC 17 幅值标度 AC GND DC （33）压下时 水平扩展 10 倍 耦合方式开关 31 时间标度①显示屏(13)交流 接地 直流 耦合方式开关 (19)交流 接地 直流②电源开关 ③电源指示④1KHZ\1V 的 标准信号8 刻度照明CH1 (14)⑥聚焦 ⑤辉度9 接地CH2 (20)第二通道信号输入端 29 外接触发信号端 口第一通道信号输入端图 2-6CS-4125A 型示波器面板图129-372．信号发生器 本书以 EE161B 型信号发生器为例，其实物图片、面板图及说明参见本书附 录 4。 四、实训步骤 1.接通示波器电源线,连接好探针，按下电源开关(见图 2-6 中标号②)；指示 灯亮(见图 2-6 中标号③)。 2.调节有关旋钮，使荧光屏上出现扫描线，熟悉“辉度” (见图 2-6 中标号 ⑤)， “聚焦”(见图 2-6 中标号 ⑥)， “水平位移” ，[见图 2-6 中标号(30)]等 旋钮的功能。 4．调节稳定度使波形稳定 [见图 2-6 中标号(28)]。 5.观察示波器内基准电压： 从通道 CH1 或 CH2[见图 2-6 中标号(14)、 （20） ] 输入信号，选择波形显示方式[见图 2-6 中标号（22）]，调节时间微调[见图 2-6 中标号(32)]，选择输入通道后，调节校零[见图 2-6 中标号(13) 或 (19)]，并 测量其幅值与周期。 输入信号的幅值 =(幅值标度×格数×探针衰减倍数) 输入信号的周期 = 时间标度×信号变化一周所占的格数/时间增益 6.启动信号发生器，调节其输出电压有效值为 1～5V、频率为 1kHz 的正弦 波，用示波器观察信号电压波形，调节“幅值标度”[见图 2-6 中标号(11)和(17)]、 幅值微调[见图 2-6 中标号(12)和 (18)]，熟悉该旋钮的作用，并测量输入信号的 幅值。 7.调节周期标度旋钮[见图 2-6 中标号(31)]， 使荧光屏上所显示的波形增加或 减少，熟悉该旋钮的作用，并测量输入信号的周期。 五、分析与讨论 1.说明使用示波器观察波形时，为达到下列要求，应调节哪些旋钮？ (1)波形清晰且亮度适中 (2)波形在荧光屏中央且大小适中 (3)波形完整 (4)波形稳定 2.说明用示波器观察正弦波电压时，若荧光屏上分别出现图 2-7 所示波形 时，是哪些旋钮位置不当？应如何调节？(a)(b)(c)(d)(e) (e)(f) (f) 图 2-7 波形图(g) (g)(h) (h)129-38实训项目 12单管放大电路的焊接与测试一、实训目的 1.掌握放大电路静态工作点的调整方法； 2.观察静态工作点对放大电路的放大倍数及非线性失真的影响； 3.测量放大电路的电压放大倍数； 4.掌握常用电子仪器的使用方法。 二、放大电路原理图 ＋ EC 12V 放大电路原理图如图 2-8 所示。 mA10mA RC 2.4kΩ Rp+Rb 30kΩ C1 470kΩC222μ F+uAVT 9013uo47μ F ui50uA(a)集基偏置电路＋ EC 12V Rp 100kΩ RC 2.4kΩ Rb1 30kΩ C1mA10mA+C222μ F+uAVT 901347μ F50uA uo Rb2 10kΩuiRe 510Ω+Ce 100μ F(b)射极偏置电路图 2-8单管放大电路129-39在电子电路中， 由于半导体的导电特性与温度有关，温度的变化对晶体管特 性有很大影响。当温度升高时，静态工作点发生偏离，使 IC 和 UCE 异常变化， 偏离预定的数值。为了改善静态工作点，一般采用图 2-8(a)集基偏置电路和图 2-8(b)射极偏置电路。 三、工作原理分析 1.图 2-8(a)集基偏置电路采用电压并联负反馈的方法抑制 IC 因温度升高而增 大，并趋于稳定，从而使工作点稳定。具体过程如下： 当 T(℃)↑→IC↑→ICRC↑→UCE↓→IB↓ IC↓ 2.图 2-8(b)射极偏置电路采用电流串联负反馈的方法，通过 IE 的负反馈作用 限制 IC 的改变，从而使工作点稳定，具体过程如下： 当 T(℃)↑→IC↑→IE↑→UE↑→UBE↓→IB↓IC↓电路中与射极电阻 Re 并联的电容 Ce 用来旁通输出电流中的交流分量， Re 上不产生压降，就不会使放大倍数下降。 四、实训步骤 1.根据图 2-8 所示，选择元器件，并检查其好坏、判断其极性、确认标称参 数。 2.按照图 2-8 所示的电路进行焊接。 3.接入 12V 直流电压。 4.调试静态工作点(直流状态)：调节 Rp，使 UCE 变化并用万用表实测 UCE≈ 6V，记录 IC、IB 值。 5.静态工作点的估算 图 2-8(a)电路： IB =EC ? U BE （ R' P 为 RP 实测值） IC ≈ ? IB Rb ? R ' P ? (1 ? ? ) RcUCE=EC-ICRC-IBRC图 2-8(b) 电路：估算静态工作点时，应先从 UB 入手，假定 I1&&IB， 1 是流 （I 过 Rb1 和 Rb2 的电流，严格讲，流过 Rb1 的电流是流过 Rb2 的电流与基极电流 之和，当 IB 甚小时，才可认为流过 Rb1 的电流与流过 Rb2 的电流近似相等。 ） 则 UB =Rb 2 Ec Rb1 ? Rb 2 ? R ' P（ R' P 为 RP 实测值）UB Re而IE=U B ? U BE Re当 UB&&UBE 时，IC≈IE =UCE=UCC - ICRC - IERE129-40IB=IC?注： ? 为三极管电流放大倍数。6.取交流信号 调节信号发生器，通过示波器读取 UP―P=10～80mV、f =1kHZ 的正弦交 流电压信号。 7.输入交流信号 将取得的交流信号加至电路输入端。 8.观察输出信号 调节 RP，使放大电路工作在非失真(放大)和失真(饱和)状态，记录波形并填 入表 2-2 中。 9.计算电压放大倍数 调节 RP 或通过信号发生器增大交流输入信号，使电路工作在最大不失真状 态，通过示波器读取 UiP―P 和 UOP―P 值（峰-峰值） ，计算电压放大倍数 AV =U op ? p U ip ? p，填入表 2-2。 表 2―2 RP 的实 测值 输出电压波形及电压放大倍数 波 形 电压放大倍数电路输 出状态饱和 失真0放大0最大不 失真0五、注意事项 1.注意三极管管脚、电容以及直流电源的正负极性。129-412.直流状态时，调节 RP、 UCE 或 IC 变化，说明电路静态工作正常。 3.取正弦交流信号时，应以示波器观察到的信号为准； 4.观察输出信号时，应注意放大器的倒相作用，并将示波器的幅值标度旋钮 调于合适的位置。 5.对于放大电路而言， 若直流状态工作正常而交流状态不正常(输出波形不能 正常调出)时，应检查耦合电容、输入信号及集电极直流工作电压是否正常。129-42实训项目 13单相桥式可控整流电路一、实训目的 1.掌握单结晶体管和晶闸管的工作原理； 2.了解单结晶体管触发电路脉冲产生的过程； 3.了解晶闸管整流电路调压的过程； 4.掌握各工作点的输出波形； 5.掌握输出电压和控制角之间的关系。 二、单相桥式可控整流电路图 单相桥式可控整流电路图如图 2-9 所示。A 100ΩR1 12V/3WBRp 100kΩ R2 R3 510Ω VD5 VD6TR1～12VVS 8V10kΩb2 BT33 b1CC 0.1μeDR5 47ΩSCR1SCR2～220V＋VD1―VD4 TR2R6 47Ωμ μ μ μ μ υR4 100Ω～12V注：VD1―VD4 可用桥堆图2-9 单相桥式可控整流电路三、工作原理分析 本电路为一单相桥式可控整流调压电路， 由单相桥式可控整流电路和单结晶 体管触发电路组成。在图 2-9 所示的触发电路中，由桥式整流电路得到全波整流 电压，通过限流电阻 R1 和稳压管 VS 组成的稳压电路，稳压管将整流电路的输 出电压幅值限制在一定值上，输出一梯形波，提供给 RC 振荡电路，经电容 C 充 放电后提供给单结晶体管一工作电压，从而输出一系列较窄的尖峰脉冲；主电路 工作后，可控硅控制极接受半周内第一个脉冲信号，触发导通。调节充电回路中 RP，从而改变控制角α ，使导通角β 变化，以达到调节输出电压的目的。 四、实训步骤 1.根据图 2-9 所示，选择元器件，并检查其好坏、判断其极性、确认标称参 数。 2.按照图 2-9 所示的电路进行焊接。129-433.触发电路的调试：电路焊接完成后，调试电路，使其输出脉冲信号。并用 示波器、万用表测试工作点 A、B、C 处的电压波形及电压值。要求：调节 RP 使导通角为最大或最小时，测试 A、B、C 点的波形，并将测量结果记入表 2-3 中。 4.系统调试：接通主电路，将脉冲信号加入可控硅控制极，用示波器测试负 载两端的电压波形；波形正常后，调节 RP 应使灯泡亮度发生变化。 五、注意事项 1.焊接线路时，特别应注意二极管、桥堆、稳压管的极性； 2.主电路和触发电路必须为双路同步电源(取同相电源)； 3.了解触发角α ，导通角β 与负载电压的关系； 表 2-3 工作点电压波形及电压参数 电 电 压 波 形 电 压 波 形 压 (导通角最大时) (导通角最小时) 值 UA uA uA0t0 uB uBtUB0t uc0tUCuc0t0t实训项目 14宿舍灯控制器129-44一、实训目的 1.了解组合逻辑电路的特点，掌握基本组合逻辑电路的分析方法； 2.熟悉 CMOS 门电路的逻辑功能及其特点，掌握测试方法。 二、逻辑电路图及集成块管脚图 宿舍灯控制器的逻辑电路图及集成块管脚图如图 2-10 所示。B A ＆ ＆ Y1 VL 1.5KΩ 1.5KΩ 470Ω VL 470Ω Y2(a)逻辑电路图14 +5V 13 12 11 10 9 8CC40111234567(b)CC4011 管脚图 图 2-10 宿舍灯控制器三、控制要求 一宿舍内住两人，设为 A、B，使用两盏灯 Y1 和 Y2。第一盏灯 Y1 只要 A 同意就亮，第二盏灯 Y2 必须 A、B 两人同意开才亮。设同意用“1”表示，不 同意用“0”表示；灯亮用“1”表示，灯不亮用“0”表示。根据要求，实现上 述逻辑功能。 四、实训步骤 1.列出真值表 根据逻辑功能其真值表如表 2-4 所示。表 2-4 真值表A 0 0 1 1B 0 1 0 1Y1 0 0 1 1Y2 0 0 0 12.写出逻辑函数表达式 根据真值表写出的逻辑函数表达式为：129-45__Y1=A B+A B =A(B+ B )= A Y2= AB = AB 注意：应将表达式化为与非门表达式。 3.根据图 2-10 所示，选择元器件，并检查其好坏、判断其极性、确认标称参 数。 4. 参照图 2-10 的 CC4011 管脚图和逻辑电路图连接线路。 5.根据输入变量取值(A、B 分别取高、低电平)，测试输出变量状态，二只发 光二极管应按逻辑要求发光。 五、注意事项 1.当 CMOS 与非门输入端接低内阻的信号源或引线过长时， 在接通电源或断 开电源的过程中易形成较大的瞬态电流，应在门电路的输入端并接分流电阻；若 信号电压为 5V，R 取 1.5K 左右。 2.使用时注意：接线时 CC4011 不使用的输入端不能悬空，应根据逻辑功能 的要求接 VDD(+5V)或与使用的输入端并接。129-46实训项目 15运算放大电路一、实训目的 1.了解比例运算放大电路的特点，掌握运算放大电路的测量及分析方法； 2.掌握同相、反相比例运算放大电路的接线及调试方法。 二、运算放大电路 反相、同相比例运算放大电路如图 2-11 所示。＋12V RF 10kΩ K ui 1kΩ R1 － 10kΩ ＋ 11 u0 4 470Ω 10kΩ R2 －12V (a)反相比例运算放大电路 ＋12V RF 10kΩ R1 1kΩ 10kΩ K 1kΩ ui 10kΩ R2 10kΩ＋12V ＋12V100kΩ－12V1kΩ10kΩ470Ω100kΩ－12V－ 11 u0 ＋ 4 470Ω470Ω －12V (b)同相比例运算放大电路14－ ＋13图 2-11 12运算放大电路 11 10 9 －12V－ ＋8LM324＋ － ＋ 129-47 －＋12V7三、工作原理分析 1.利用取样电路分别取出正负不同的小电压信号，加入运算放大电路输入 端，测量输出电压，根据测量值计算电压放大倍数并与理论计算值比较。 2.集成运算放大器是一种典型的线性集成电路， 是一个高放大倍数的直接耦 合放大器。 运算放大器有两个输入端(一个为反相输入端， 另一个为同相输入端)、 一个输出端。使用时，信号可以反相端输入(反相比例放大)，也可以同相端输入 (同相比例放大)， 还可以从正反相端同时输入(差动比例放大)，使用非常方便灵 活。 图 2-11 中开关 K 的左边部分是取样电路，通过调节 1kΩ 的可调电阻，可以 取出多种微小的电压信号；其右边是运算放大器，可以将小信号进行放大，通过 发光二板管进行显示。 (1)反相比例运算放大电路 反相比例运算放大电路的输入信号经过 R1 接到运算放大电路的反相输入 端，而同相输入端经 R2 接地。在实际电路中，为保证运算放大器的两个输入端 处于平衡的工作状态， 避免输入偏流产生附加的差动输入电压，应使反相输入端 与同相输入端对地的电阻相等；即 R2 等于 R1 与 Rf 的并联值。 (2)同相运放电路 同相比例运算放大电路的输入信号经过 R2 接到运算放大电路的同相输入 端， 为了保证电路稳定工作， 反馈须接至反相输入端， 在实际电路中， 应使 R2=R1 ∥Rf,以保持两个输入端对地的电阻相等。 (3)反相比例运算放大倍数 用基尔霍夫定律对图 2-11(a)电路列写方程，根据“虚短”“虚断”的概念 、 化简得出反相比例运算放大电路放大倍数为：U0 R = - F Ui R1AF =(4)同相比例运算放大倍数 用基尔霍夫定律对图 2-11(b)电路列写方程，根据“虚短”“虚断”的概念 、 化简得出同相比例运算放大电路放大倍数为： AF=U0 R =1+ F Ui R1四、实训步骤 1.根据图 2-11 所示，选择元器件，并检查其好坏、判断其极性、确认标称参 数； 2.按图 2-11 所示电路接线； （注：LM324 引脚图见本部分预备知识） 3.连接取样电路，并接入±12V 直流电源，调节小电压信号； 4.将取得的正、负小电压信号分别加入反相比例运算放大电路的反相输入端 或同相比例运算放大电路的同相输入端，测量对应的输出电压 u0 分别记录于表 2-5 和表 2-6 中。129-48表 2-5反相比例运算放大电路输入值 输出值 放大 实测值 倍数 理论值00.5V0.8V- 0.5V- 0.8V表 2-6 同相比例运算放大电路输入值 0 0.5 V 0.8 V - 0.5 V - 0.8 V 输出值 放大 实测值 倍数 理论值 五、注意事项 1.使用集成电路时，应注意+、- 电源的引入。 2.切忌将放大器的输出端对地短接。 3.在改接线路之前，必须切除电源和信号源，否则会使器件损坏。129-49实训项目 16二极管整流滤波可调稳压电路一、实训目的 1.熟悉单相桥式整流滤波电路的工作特性，了解整流滤波电路输入、输出端 的电压波形；观察几种滤波电路的滤波效果。 2.了解整流滤波可调稳压电路的特点和线路的工作原理， 熟悉稳压电路的工 作过程； 3.进一步熟悉示波器的使用。 二、电路原理图 二极管整流滤波可调稳压电路如图 2-12 所示。AU1 TR U2 ～12V R1 5.1ΩBe VT3 c R2 VD5200mA mA A R5 R4 1kΩ 2kΩ RL Rp～220V＋VD1―VD4＋C1 100μ F＋C2 470μ F K2 R3 VT1100kΩ VT2C3200PK1VS 4.7V R647kΩ 100Ω300Ω O图 2-12二极管整流滤波可调稳压电路三、工作原理 本电路采用差动放大电路,其主要特点为输出电压与输入端输入信号之差 成正比， 是直流放大器中比较能够抑制零点漂移的电路。 在图 2-12 中， 1～VD41 VD 组成单相桥式整流，将交流电变成脉动性较大的直流电；C1、C2、R1 组成 ? 型 滤波电路，以减小电压中的脉动成分；VT3 为调整管，能使输出电压出现的微小 变化引起管压降的较大变化，提高稳压效果；采样电路(R5、R6、RP)将输出电压 变化量的一部分提供给放大管基极。VD5、R4、VS 组成稳压电源电路，提供电 路一个基准电压，减小电网波动对输出的影响； 基准电压信号与采样电压信号 经差动放大后，作用于 VT3 ，使 Vce3 发生变化，从而达到稳定输出电压的目的。 其工作过程如下： 当 U2 U0 UBE1 IB1 IC1 UCE1 UCE2 UBE3IB3 IC3IC3U0UCE3四、实训步骤 1.根据图 2-12 所示，选择元器件，并检查其好坏、判断其极性、确认标称参数；129-502.按图 2-12 所示电路接线； 3.线路无误后，接入电源，在 K1 K2 不同状态下，用示波器测量整流电路波形，并填入 表 2-7 中。表 2-7 整流电路的波形波形 电路状态U2UA0UB0K1 K2 全断K1 合 K2 断K1 K2 全合4.调节 RP，测量电路输出电压，应能在 6～12V 之间连续可调； 5.在不同的输出电压下，测量 V3 的管压降 Uce 和电路的输出电流，并记录于 表 2-8 中。 表 2-8 V3 的管压降 Uce 和电路的输出电流 输出电压 6V 8V 9V 10V 12V Uce 输出电流 6.测量输出电压为 12V 时，接入负载电阻，测量负载两端电压，观察电压变 化情况，其波动范围应不超过 0.5V。 五、注意事项 1.连接线路时，必须按元件的极性、管脚的功能接入线路； 2.三极管 V3 使用 5～10W 的 PNP 管，V1、 、V2 使用 NPN 型小功率管并配对； 3.负载采用 51Ω /3W 电阻或用 12V 灯泡； 4.测量波形时，注意信号交、直流特性，所画波形的周期应一致。129-51第三部分电气测量预备知识：常用电气测量仪表的使用 一、单臂电桥的使用 1.结构：直流电桥是一种比较类测量仪器，主要用来测量电阻，分为单臂电 桥和双臂电桥，前者适用于测量 1～106 欧姆的电阻，而后者适用于测量 1Ω 以下 的低值电阻。结构上主要由比例臂(倍率)，比较臂(测量转盘)、检流计及被测臂 等构成。 2.工作原理：直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路及 QJ23 型电桥线 路图如图 3-1 所示。0.999Ω c10-3 I2R2 内 409.09Ω 8.902Ω Rx Sb2 R2 81.009ΩI1Rx10-2 10-1 1 10aPb1 ? 9Ω 109.09ΩR4R310 ? 9Ω 100 ? 9Ω 1000外R381.009Ω 8.902Ω102 103I4dI3?0.999Ω 9 10ΩESBΩ 4.5VSB1(a)原理图(b)线路图 图 3-1 电桥的原理图和线路图在图 3-1(a)中,电阻 RX、R2、R3 和 R4 接成封闭四边形。其中 RX 为被测臂；R2 和 R3 构成比例臂，R4 为比较臂。在四边形的一个对角线 ab 上，经过按钮开关 SB 接入直流电源 E；另一个对角线 cd 上接入平衡指示器(一般用检流计)。 当接通按钮开关 SB 后，调节桥臂电阻 R2、R3、R4 使检流计的指示为零，此 时电桥平衡，被测电阻 RX 的值可根据已知的R2 R4 。 R3 R2 的值和 R4 的值计算出来。 R3其计算公式为：RX =3.盘面介绍 本书以 QJ23 型单臂电桥为例，其面板图如图 3-2 所示。129-52图 3-2 1、2、3、4 比较臂QJ23 型单臂电桥面板图 5-比例臂 6-检流计 7-调零器4.使用方法 (1)校对检流计指针零位：将表面上 G 的“外”接线柱短接，按下检流计的 按钮 G， 若指针不在“0”刻度线，应旋转调零旋钮，使指针指零。如图 3-3 所示。图 3-3 检流计调零图 3-4 电阻测量盘面示意图(2)将被测电阻接于桥“RX ”的接线柱上；为减小误差，须采用较短较粗的 单股导线。 (3)根据被测电阻的估算值，选择合理的比例臂倍率；比例臂的选择应能使 比较臂第一转盘(×1000)用得上。如测量电阻在 1～9.999Ω 之间应选 10-3；若在 10～99.99Ω 之间，应选 10-2；100～999.9Ω 之间，应选 10-1；以此类推。见表 3-1 所示。129-53被 测电 1～10 阻(Ω ) 比 例臂 10-3 倍率 (4)先按电源按钮“B” ，后按检流计按钮“G” ，观察检流计指针偏转情况： 若指针偏向“+”方向，应增加比较臂的数值(先调大电阻，后调小电阻)； 若指针偏向“-”方向，应减小比较臂的数值(先调大电阻，后调小电阻)； 反复调整，直至检流计指针指向零位。 (5)读取数值并计算被测电组的电阻值。 当电桥达到平衡时,可读取比较臂上 的数值，则被测电组的电阻值 RX = 比较臂电阻示值×比例臂倍率 例：测量一个 5Ω 的电阻，根据表 3-1，比例臂倍率应为 10-3，调节比较臂 电阻使检流计指针指向“0” 。这时比较臂四个表盘的读数分别为 5、6、7、8， 则被测电阻为：见图 3-4 所示。RX = 10-3×5678 = 5.678Ω 。 (6)测量完毕后，先松开按钮“G” ，再松开按钮“B” 。否则检流计会因测量 电路突然断开，绕组内产生自感电动势的冲击而损坏。 5.注意事项： (1)用单臂电桥测量电阻前，须用万用表测量电阻值。 (2)测量完毕，应使“B”“G”断开，并将检流计连接线放在“内接”位置， 、 使检流计短路。 二、功率表的使用 1.工作原理 功率表大多采用电动系测量机构， 电动系功率表与电动系电流表和电压表的 不同之处为： 定圈(即电流线圈)和动圈(即电压线圈)不是串联起来构成一条支路, 而是分别将定圈与负载串联,动圈与负载并联。由于仪表指针的偏转角度与负载 电流和电压的乘积成正比，故可测量负载的功率。 2.功率表的表盘介绍 功率表的面板图如图 3-5 所示。 3.功率表的正确接线方式 (1)功率表标有“? ”号的电流端钮必须接至电源的一端，而另一电流端钮 则接至负载端，电流线圈串联接入电路中。 (2)功率表中标有“? ”号的电压端钮，可以接至电流端钮的任一端，而另 一个电压端钮则跨接到负载的另一端。功率表的电压支路并联接入电路中。功率 表有两种不同的接线方式，即如图 3-5(a)和(b)所示。两种方式的区别在于： 1)在图 3-5(a)所示的电路中，功率表电压线圈带“? ”端是向前接到电 流 线圈带“? ”端的。在这种电路中，功率表电流线圈中的电流虽然等于 负载电流， 但是功率表电压支路两端的电压却等于负载电压加上功率表电流线圈 的电压降， 即在功率表的读数中多了电流线圈的功率消耗。因此这种线路比较适 用于负载电阻远比功率表电流线圈电阻大得多的情况， 这样才能保证功率表本身 的功率消耗对测量结果的影响比较小。表 3-1 被测电阻与倍率选择对照表 10 ～ 102 ～ 103 ～ 104 ～ 105 ～ 106 ～ 102 103 104 105 106 107 10-2 10-1 1 10 102 103129-542)在图 3-5(b)所示的电路中，功率表电压线圈带“? ”端是向后接到电 流线圈的不带“? ”端的。在这种电路中，功率表电压支路两端的电压虽然等 于负载电压，但电流线圈中的电流却等于负载电流加上功率表中电压支路的电 流，即功率表的读数中多了电压支路的功率消耗。因此，这种电路比较适用于负 载电阻远比功率表电压支路电阻小得多的情况。 以保证功率表的功率消耗对测量 结果的影响较小。图 3-5 功率表的接线方式4.功率表错误的接线方式 功率表的几种错误接线如图 3-7 所示。**负 载 负 载 负 载* (b)*(a)(c)图 3-7 功率表的错误接线方式上述功率表的正确接线规则称为“功率表的发电机端的接线规则” 。经常 出现的错误接线方法有三种，一是电流端钮反接，二是电压端钮反接，这两种 情况均使功率表的活动部分朝相反方向偏转。因此不仅无法读数，而且仪表指 针也容易打弯，这是不允许的。三是两对端钮同时反接，虽然指针不会反转， 但由于电压线圈的分压电阻 Rfv 很大，电压 U 几乎全部降在 Rfv 上，使电压线圈 和电流线圈之间的电压可能很高。由于电场力的作用，将引起仪表的附加误差， 并有可能发生绝缘被击穿的危险，所以也是不允许的。 如果功率表的接线正确，但发现指针反转，说明负载端实际含有电源，它 向电路反馈电能。若要读数，应将电流线圈反接(即对换电流端钮上的接线)。 5.功率表量限的选择 功率表通常做成多量限的，一般有两个电流量限，三个电压量限，选择不 同的电压和电流量限，可获得不同的功率量限。因而功率表量限的选择主要指 电流和电压量限的选择。 （1）电流量限必须允许通过负载电流。量限的确定主要通过改变电流线圈129-55接线方式获得。如图 3-7 所示。图 3-7 电流量限的选择(2)电压量限应能承受负载端电压。 如负载电压为 220V 时应选择 300V 量限；380V 时应选择 600V 量限。 6.读数 多量限功率表通常共同使用一条标尺刻度， 故功率表表盘标尺度不标瓦数， 而只标注分格数。读数时，可直接读出分格数，而后乘以每格瓦数，就可得到 被测的功率值。功率表某一量限下的每格瓦数可由下式算出。 C=UeIe?m(瓦/格)Ue―所用功率表的额定电压值(即电压量限) Ie――所用功率表的额定电流值(即电流量限) ? m ―功率表标度尺的满刻度的格数 则被测功率为： P =C α (W) C―功率表分格常数，瓦/格 α ―指针偏转的格数 7．三相有功功率及三相无功功率的测量 (1)有功功率的测量 1)用单相功率表测量三相有功功率的测量线路如图 3-8 所示。 三相总功率 P 等于三倍功率表之读数。图 3-8 一表法测三相对称负载功率129-562)两表法测量三相三线制有功功率的测量线路如图 3-9(a)所示。 “两表法”的接线规则是：两功率表的电流线圈可任意串入不同的两相相线 中， “发电机端”均为进线端；电压线圈的“发电机端”接在各自电流线圈所在 的相线上，其余的接线端均接在无电流线圈相的相线上。 “两表法”的读数：三 相总功率为两表读数的代数和。按图 3-9(a)所接通电后，如发现有一个表的指 针反偏，则说明该表的读数应取负值，此时应将它的电流线圈接线端正对调。对 调后表的读数以负值代入 P = PW1 + PW2 即可。W1 U??ZU UUW1UIUWW2 ZV V W ZWV??UIVWV三 W3 相 负 载W?NWI(a)两表法测三相三线制功率 (b)三表法测三相四线制功率 图 3-9 多个单相功率表测三相功率 3)用“三表法”测量三相四线制线路有功功率的线路如图 3-9(b)所示。 P = PW1 + PW2 + PW3 (2)三相无功功率的测量 用单相有功功率表测三相电路无功功率的三种接线方法如图 3-10 所示。图 (a)称为“一表跨相法” ，被测三相无功功率 Q = 3 PW(PW 为功率表的读数)；图 P ?P (b)称为“两表跨相法” = W 1 W 2 ；它们适用于三相对称负载 P、Q 的测量， ，Q 2 P ?P ?P 但图(b)比图(a)的误差小。图(C)称为“三表跨相法” ，Q = W 1 W 2 W 3 ，适 3 用于电源电压对称，负载对称或不对称的三相三线制和三相四线制 Q 的测量。W1 U U W1 U W1负V W负V W W2W2负 载W3载载V W(a) 一表跨相法 (b)两表跨相法 (C)三表跨相法 图 3-10 用有功功率表测三相无功率线路 从图 3-10 可见，它们接线的基本原则是：每个功率表的电压支路并接在除 电流线圈所在相的其他两相上，使电流线圈所在相的相电压 UΦ 与电压线圈支路 两端的线电压 UL 有 900 的相位差。因为测量线路有上述特点，所以每个功率表的129-57读数 PW = ULILCos(90 - ? )= ULILSin ? 。这就是用有功功率表测 Q 的基本原理。08．注意事项 (1)应根据负载情况正确选择接线方式，并严格按照“功率表的发电机端的 接线规则”接线; (2)根据负载工作电压和工作电流正确选择量限; (3)当所选功率表量限发生改变时，切记分格常数应随之改变; (4)不可将功率表电压、电流量限与负载工作电压、工作电流混淆。 三、三相无功电度表 1.电度表的选择：选择电度表时，应使电度表的额定电压与负载的额定电压 相符，使其额定最大电流大于负载的最大电流。 2.三相无功电度表的接线图参见实训 4。 3.注意事项 (1)接线时应注意电流互感器与电度表的连接; (2)读数时应正确计入互感器的变比。 四、多种仪表的联合接线 多种仪表的联合接线应掌握以下原则：同相的电流线圈相互串联，同相的电 压线圈相互并联， 并注意极性不要弄错。 多种仪表的联合接线如图 3-11 和图 3-12。图 3-11 功率表、功率因数表、电流表及换相开关的联合接线图 3-12 三相三线有功电度表与三只电流表经电流互感器的联合接线129-58实训项目 17 电感线圈的测量一、实训目的 1.熟练掌握功率表、单臂电桥的使用方法。 2.熟悉用三表法测量电感参数 L 的方法。 二、测量原理图 测量原理图如图 3-13 所示。 *UA*IP 220V 5W~220VV 电感线圈 Z图 3-13测量原理图三、实训步骤 1.用万用表粗测电感线圈和灯泡电阻，填入表 3-2 中； 2.使用单臂电桥精测电感线圈并记录，填入表 3-2 中； 表 3-2 直流电阻值 项 目 电感线圈电阻 灯泡电阻 类 别 粗 测 精 测 3.按原理图正确连接线路； 4.线路无误后，通电测试 U、I、P 值并记录在表 3-3； 5.计算电感线圈的等效参数并填入表 3-3 中。 计算公式如下： 表 3-3U、I、P 测量值及 L、 cos? 值 U (1)总阻抗 Z = (Ω ) 测量数据 计算数据 I cos? P U I P L (2)电阻 R = 2 (Ω ) I (3)感抗 (4)电感 XL = L=Z 2 ? R 2 (Ω )XL (H) 2?f(5)功率因数 cos? ?R P ? Z UI129-59四、注意事项 1.注意功率表的接线方式及量限选择。 例：某多量限功率表，电流量程为 2.5 和 5A，电压量程有 75，150，300， 600V，满偏刻度为 75 格，欲用三表法测量电感线圈的参数，试选量限和求分格 常数 C(瓦/格)。 解：电压量程选 300V，电流量程选 2.5A， 此时：C =UeIe?m=300 ? 2.5 = 10(瓦/格) 752.注意各电气参数的标称单位。129-60实训项目 18三相负载的测量一、实训目的 1.通过测量研究三相交流电路中负载 Y 型接法的线电流、相电流及线电压、 相电压的关系； 2.理解三相四线制“中线”的作用； 3.了解不同供电方式下负载发生变化后对供电系统的影响； 4.学会测量负载对称电路的功率。 二、测量原理图 测量原理图如图 3-14 所示。 S*UFU*IU V W N电流表插孔 图 3-14 测量原理图PU N＇负载星形连接三、实训步骤 1.按照原理图正确接线：三相负载用 6 只相同的白炽灯代替，负载按 Y 形接 线，负载中性点用 N ' 表示，电源中性点用 N 表示。 2.接线无误后，按下列几种情况测量各线电压、各相电压及各线电流并记录 在表 3-4 中： 表 3-4 三相负载测量数据表 项 目 负载类别 有 中 线 无 中 线 负 载 对 称 负载不对称 负 载 对 称 负载不对称 UUVU UN ' U VN '测量U WN '数U NN '据 IU IV IN3.在 U 相中接入功率表，在负载对称且有中线的情况下测量 PU，并计算三 相总功率，填入表 3-5 中。 4.在负载对称情况下，改变功率表的电压量程，采用两表法测量无中线时的129-61PUV，并计算三相总功率，填入表 3-5 中。 四、注意事项 1.6 只白炽灯的功率、阻值应相同；三相供电电源应平衡； 2.通过开关状态改变负载结构和供电方式； 3.各电气参数应正确标称单位； 4.应能正确分析电路中各参数之间存在的关系； 5.注意区分 N 与 N ' ，测量时切勿混淆； 6.当无中线负载不对称时，中性点产生偏移后，从相量图中分析各电压间存 在的关系，说明对系统的影响。相量图如下：?U?UU UN '?N?U N' N??UWU WN 'N'?U VN 'UV7.测量电压、电流值时，若负载较小，应后接功率表，避免功率表对系统产 生影响； 8.测量功率 PU 和 PUV 时，应在负载对称方式下测量，并注意功率表的电压 量限选择以及分格常数的变化；计算三相总功率值应相近。表 3-5 功率值单表功率（测量结果） 三相功率（计算结果） 有中线（PU） 无中线（PUV）129-62实训项目 19三相变压器的测试一、实训目的 1.学会使用万用表判别变压器的高低压绕组； 2.掌握三相变压器不同联结组别极性测试方法； 3.掌握三相变压器不同联结组别相量图的画法。 二、实训内容 1.高、低压侧绕组的判别 (1)同组绕组的测量 用万用表分别测量三相变压器 12 个引出端，两端相通即表示为同组绕组。 (2)高、低压侧绕组的测量 对于降压变压器而言， 电阻值大的表示高压侧绕组，电阻值小的表示低压侧 绕组，依此法测量出高低压侧各三组绕组，并记录在表 3-6 中。表 3-6 高、低压绕组的判别项目 高 压 低 压 端子号 2.相序的判别 (1)一次侧中间相 1V 的确定 依据变压器工作原理，在高压侧绕组中，任取一组加交流安全电压信号(可 取 12V)，然后测量其它两相绕组电压，若测得电压值相同，则所加电压相 绕组为中间 1V 相；若测量电压值不同，则另取绕组重新测试，直至符合要求； 此时其它两相相序分别设定为 1U、1W 相。 (2)同相相序的判别 分别在高压侧绕组 1U、1V、1W 相加交流 12V 电压，同时测量低压侧三相 绕组电压，电压值较大的则与所加电压的高压侧相为同相，依次判别出对应的 1U、2U，1V、2V，1W、2W 相相序。将测试结果记入表 3-7 中。表 3-7 高压绕组中间相及同相绕组判别项目 1U高压 1V低 1W 2U压 2V 2W端子号 3.同名端的测试 (1)1U、1V 相和 1U、1W 相同名端的判别将判别结果记入表 3-8 中。 1)高压绕组 1U、1V 相同名端的判别 测试原理图如图 3-16 所示：取 1U、1V 相任一端短接，在 1U 相加 12V 电 压，则 U1=12V，测得 U2= V 若 U1＜U2，则连接端为异名端(即 1U1、1V2 或 1U2、1V1 为同名端) 若 U1＞U2，则连接端为同名端(即 1U1、1V1 或 1U2、1V2 为同名端) 2)依据相同方法判别 1U、1W 相同名端。并将测试结果记入表 3-8 中。129-63图 3-16高压绕组同名端的判别 表 3-8 高压绕组同名端判别图 3-17高、低绕组同名端项 目 1U1 1U2 1V1 1V2 1W1 1W2 端子号 (2)高、低压侧同名端的判别 1)1U、2U 相同名端的判别测试图如图 3-17 所示。 将测试结果记入表 3-9 中。 表 3-9 同相同名端的判别 项 目 1U1 2U1 1V1 2V1 1W1 2W1 端子号 取 1U、2U 相各一端短接(1U2、2U1 短接)，在 1U 相加电压 U1=12V，测得 U2= V； 若 U2＞U1，则连接端为异名端(即 1U1、2U1 或 1U2、2U2 为同名端) 若 U2＜U1，则连接端为同名端(即 1U1、2U2 或 1U2、2U1 为同名端) 依相同方法判别 1V、2V 和 1W、2W 相同名端。 (3)各相绕组同名端的判别，将判别结果记入表 3-10 中。 表 3-10 各相绕组同名端的判别 项目 U相 V相 W相 1U1 1U2 2U1 2U2 1V1 1V2 2V1 2V2 1W1 1W2 2W1 2W2端子号4.画出标明同名端及端子号的 Y/Y-12、△/Y-11、 Y/△-5 变压器连接组别图 并接线。 (1)接线原理图如图 3-17 所示。129-64图 3-18接线原理图(2)按照原理图实际连接变压器各绕组。 5.根据联结组别图画出相量图，如图 3-19 所示。?U 1V?? ?U 2U?? ??U 1U 1V?U 1W?U 1VU 1U 1VN?U 2U 2V?U 1U 1V?U 2U 2V?U 2W???U 2VU 2V?U 1U U 2U U 2W?U 1VU 1UU 2U??U ? 1U?U 2U 2VU 1WU 1WU 2W U 2 V?Yy0Dy11图 3-19 相量图Yd56．三相变压器联结组的测试与验证 将 1U1、2U2 短接，在变压器一次侧加入相电压为 100V 的三相交流电源，依 据相量图测量电压值并验证三者之间所存在的关系，如相符则同名端判别正确； 若不符则需重新判别。测试接线图如图 3-20 所示。 各联结组别电压关系如下： Yy0 UN、2U & UN、2V = UN、2W Dy11 U1V、2U& U1V、2V = U1V、2W Yd5 U1V、2U & U1V、2V = U 1V、2W图 3-20 联结组别测试接线图三、注意事项 1.判别同名端时，应注意电动势的方向； 2.画联结组别时，注意标明同名端及端子号； 3.测量电压验证关系时，应注意测量电压的各参考点； 4.三相变压器钟点连接的基本规律 (1)以 Yy0(Dd0)为标准钟 (2)改变同名端，加 6 点，为 Yy6； (3)调换相序一次，加 4 点，为 Yy4； (4)次级反相序连成△，减 1 点，为 Yd11； (5)在 Yd11 基础上改变同名端即成 Yd5； (6)次级正相序连成△，加 1 点，为 Yd1； (7)Yy、Dd，只能接成 2、4、6、8、10、12(偶数点)，Dy、Yd，只能接成 1、 3、5、7、9、11(奇数点)。129-65第四部分可编程控制器预备知识：PLC 基本知识 一 、可编程控制器的组成 可编程控制器(Programmable Controller)：简称 PC，为了与微型计算机 区别，一般称 PLC。是一种专为工业应用而设计的电子控制装置。实质是专为工 业控制设计的专用计算机。 PLC 控制系统与传统继电接触控制系统相似，也由输入、输出、控制逻辑部 分组成，但控制逻辑部分是用微处理器，存储器等取代。如图 4-1 所示。编程器 用户输入设备 按钮 继电器触点 行程开关 用户被控设备 电缆线阀 指示灯 电磁阀输 入 部 件微处理器 系统程序存储器 用户程序存储器 电源部件输 出 部 件图 4-1PLC 的基本结构1.各部分功能 (1)输入、输出部件 这是 PLC 与输入、 输出控制信号和被控设备连接起来的部件。输入部件接收 从开关、按钮、继电器触点和传感器等输入现场控制信号，并将这些信号转换成 中央处理器能接收和处理的数字信号。 输出部件接收经过中央处理器处理过的输 出数字信号， 并把它转换成被控设备或显示装置所能接收的电压或电流信号，以 驱动接触器、电磁阀和指示器件等。 (2)CPU(中央处理器) 按用户输入程序规定的逻辑关系，对输入信号和输出信号进行运算、处理， 得出相应输出。 (3)存储器 用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它信息。 2.PLC 与继电接触控制系统的比较 从某种意义上讲， 是从继电接触控制发展而来。 PLC 两者既有相似又有不同。 (1)继电接触控制系统全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控