電工（技師、高級技師）課件 項目1 應(yīng)用電子電路調(diào)試維修

電工（技師、高級技師）項目1應(yīng)用電子電路調(diào)試維修項目2交直流傳動系統(tǒng)調(diào)試維修項目3可編程控制系統(tǒng)調(diào)試維修項目4單片機控制的電氣裝置裝調(diào)維修項目5復(fù)雜機械設(shè)備電氣控制電路的測繪和檢修工藝項目6電氣設(shè)備和自動控制系統(tǒng)調(diào)試維修項目7工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)項目8新能源發(fā)電系統(tǒng)電路應(yīng)用項目9論文答辯與培訓(xùn)指導(dǎo)項目1應(yīng)用電子電路調(diào)試維修1.1.1絕緣柵雙極型晶體管1.1電力電子器件1.1.2集成門極換流晶閘管1.1電力電子器件1.1.3智能電力模塊1）開關(guān)速度快，驅(qū)動電流小，控制驅(qū)動更為簡單。2）內(nèi)含電流傳感器，可以高效迅速地檢測出過電流和短路電流，能對功率芯片給予足夠的保護，故障率大大降低。3）由于在器件內(nèi)部電源電路和驅(qū)動電路配線設(shè)計上的優(yōu)化，所以由浪涌電壓、門極振蕩、噪聲引起的干擾等問題均能有效地得到控制。4）保護功能較為豐富，如電流保護、電壓保護、溫度保護一應(yīng)俱全，隨著技術(shù)的進步，保護功能將進一步日臻完善。1.1電力電子器件1.1電力電子器件1.2.1晶閘管有源逆變工作原理1.有源逆變的工作原理1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1）當(dāng)觸發(fā)延遲角??<90°時，品閘管裝置輸出電壓力正，裝置處于整流狀態(tài)，它向電動機供電，電動機正常運行。2）當(dāng)觸發(fā)延遲角??>90°時，晶閘管裝置輸出電壓為負，裝置處于逆變狀態(tài)，由于晶閘管是單向?qū)щ姷模娏鞑荒芊聪?，因此逆變電路與電動機不能形成通路而處于阻斷狀態(tài)。3）設(shè)電動機已運轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速n，電動勢力E，且反組橋處于逆變狀態(tài)。4）當(dāng)逆變電壓Ud大于電動機電動勢E時，由于品閘管中的電流不能反向流動，逆變電路與電動機不能形成通路而處于阻斷狀態(tài)。2.實現(xiàn)有源逆變的必需條件1）直流側(cè)必須外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數(shù)值要稍大于Ud，這樣才能提供逆變能量。2）逆變器必須工作在逆變角??<90°（??>90°）的區(qū)域內(nèi)，使U』<0，這樣才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β省?.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1.2.2晶閘管電動機驅(qū)動器中的環(huán)流及控制1.反并聯(lián)電路中的環(huán)流1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（1）靜態(tài)環(huán)流是指晶閘管裝置在固定的觸發(fā)延遲角之下穩(wěn)定工作時，系統(tǒng)中出現(xiàn)的環(huán)流。（2）動態(tài)環(huán)流是指當(dāng)觸發(fā)器的控制電壓突然改變時，系統(tǒng)從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N工作狀態(tài)的過渡過程中產(chǎn)生的環(huán)流，如圖1-8所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)2.環(huán)流的二重性1.2.3有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)1.自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)（1）系統(tǒng)組成如圖1-10所示，系統(tǒng)主回路采用反并聯(lián)接法。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（2）角度控制和電流限制為了防止逆變顛覆，對于最小逆變角??min必須嚴(yán)格控制。（3）系統(tǒng)工作過程1）電動機處于停止?fàn)顟B(tài)時，給定電壓Usn=0，速度調(diào)節(jié)器輸出Usi、電流調(diào)節(jié)器輸出Uef、反相器輸出Uer均為0，則??z=??f=90°，兩組閘管裝置的輸出平均電壓Udz=Udf=0，故電動機停止不動，即n=0。2）電動機正向起動運轉(zhuǎn)與大信號作用下雙環(huán)系統(tǒng)起動過程相同。（4）正向制動停機這一過程在不可逆的調(diào)速器系統(tǒng)中是不可能產(chǎn)生的，但卻對不同的可逆系統(tǒng)1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)有著普遍的意義。1）本橋逆變階段：主回路電流迅速下降至零，方向未變。該階段無制動效果。2）它橋制動階段：電流方向變負，又分為它橋建流、逆變和減流3個階段。①它橋建流階段：電動機反接制動。②它橋逆變階段：它橋逆變階段是正向制動的主要階段，電動機回饋制動。③它橋減流階段：電流由-Idm減至0。2.給定直流環(huán)流和可控環(huán)流的可逆調(diào)速系統(tǒng)1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（1）給定環(huán)流系統(tǒng)給定環(huán)流系統(tǒng)的工作原理如圖1-13所示，其主電路常采用交叉連接的線路。（2）可控環(huán)流系統(tǒng)在給定環(huán)流系統(tǒng)控制電路中的二極管VD1和VD2上各并聯(lián)一個電阻和一個電容，就形成了可控環(huán)流系統(tǒng)。其工作原理如圖1-14所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1.2.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)1.邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的分類2.可逆系統(tǒng)對邏輯裝置的基本要求1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1）任何情況下兩組晶閘管都不能同時有觸發(fā)脈沖，一組工作時，必須封鎖另一組脈沖。2）當(dāng)轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號Usi改變極性時，必須等到零電流檢測器發(fā)出“零電流”信號后，才允許發(fā)出邏輯切換指令，為此必須根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性和零電流檢測信號進行邏輯判斷。3）發(fā)出切換指令后，經(jīng)過關(guān)斷等待時間的延時封鎖原導(dǎo)通組脈沖，在經(jīng)過觸發(fā)等待時間后才能開放另一組。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)3.雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的控制原理1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（1）主電路雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)主電路如圖1-17所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（2）觸發(fā)電路采用3個KC04組成集成移相觸發(fā)器，一個KC41C作為6相雙脈沖形成器，以及外接元件組成觸發(fā)電路，如圖1-18所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（3）速度調(diào)節(jié)器速度調(diào)節(jié)器ASR的功能是對給定和反饋兩個輸入量進行加法、減法、比例、積分和微分等運算，由運算放大器，輸入與反饋網(wǎng)絡(luò)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（4）電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器ACR由以下幾部分組成：運算放大器、二極管VD27和VD28限幅電路、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋阻抗網(wǎng)絡(luò)，如圖1-21所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（5）反號器反號器AR由運算放大器及外圍元器件組成，如圖1-22所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（6）轉(zhuǎn)矩極性鑒別器轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT用于檢測系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化，它是一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平變成邏輯運算所需要的“0”和“1”狀態(tài)信號，如圖1-23a所示。（7）零電流檢測器零電流檢測器DPZ也是一個電平檢測器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器相同，在系統(tǒng)中進行零電流檢測，其工作原理和輸入、輸出特性如圖1-24所示。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（8）邏輯控制器邏輯控制器DLC用于可逆無環(huán)流調(diào)速電路中，對轉(zhuǎn)矩極性指令和主電路零電流信號進行邏輯運算，切換加到正組橋和反組橋的觸發(fā)脈沖。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1）邏輯判斷電路。2）延時電路。3）邏輯保護電路。4）推??電路。5）脈沖輸出控制電路。（9）電流變送器電流變送器FBC與電流互感器配合，檢測可控變流器交流進線電流，以獲得與變流器電流成正比的直流電壓信號、零電流信號和過電流邏輯信號，如圖1-26所示。1）R與VD7并聯(lián)后再與R，串聯(lián)，在其中點取零電流檢測信號。2）將RP1可動觸點輸出作為電流反饋信號，反饋強度由RP1進行調(diào)節(jié)。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)4.雙閉環(huán)無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試（1）調(diào)試原則1）先進行部件調(diào)試，后進行系統(tǒng)調(diào)試。2）先進行開環(huán)調(diào)試，后進行閉環(huán)調(diào)試。3）先調(diào)試電阻性負載，后調(diào)試電感性負載。4）先調(diào)試內(nèi)環(huán)，后調(diào)試外環(huán)。5）先進行不可逆調(diào)試，后進行可逆調(diào)試。（2）單元部件調(diào)試1）速度調(diào)節(jié)器ASR的調(diào)試。①調(diào)整正、負限幅值。②測定輸入輸出特性。③測定PI特性。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)2）電流調(diào)節(jié)器ACR的調(diào)試。①調(diào)整輸出正、負限幅值。②測定輸入輸出特性。③測定PI特性。3）電平檢測器的調(diào)試。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（3）系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試1）安全保護措施：①將系統(tǒng)裝置中所有控制單元部件脫開，所有開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，熔斷器全部分離。②根據(jù)調(diào)試步驟，接通熔斷器，逐步合上需用的開關(guān)。2）相序及相位檢查：1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)①校驗接人系統(tǒng)裝置中的電源相序。②檢查主變壓器和同步變壓器二次側(cè)間的相位關(guān)系，是否符合電路要求。③檢查送至控制單元部件接線端的同步信號，其相位是否正確。④進行控制電源測試。用萬用表檢查送至各處的電源電壓是否正常。3）系統(tǒng)開環(huán)聯(lián)調(diào)：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，即將主通道上的控制單元全部接人，且使Uct=0，主電路接負載電阻R，接通電源后，用示波器觀察R兩端Ud波形。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)（4）系統(tǒng)閉環(huán)調(diào)試1）保護環(huán)節(jié)的整定。①過電流繼電器的整定。②欠勵磁繼電器的整定。③過電壓繼電器的整定。④超速繼電器的整定。⑤電源斷相和電源電壓監(jiān)視。2）無環(huán)流不可逆調(diào)試。①電流環(huán)的調(diào)試。②速度變換器的調(diào)試。③將ASR、ACR均接成PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)的動態(tài)波形：a.突加給定起動時，觀察電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)b.突加額定負載時，觀察電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。c.突降負載時，觀察電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。3）無環(huán)流可逆調(diào)試。①用示波器觀察觸發(fā)脈沖，正常情況下應(yīng)為間隔均勻、幅度相等的雙脈沖。②檢查脈沖相序是否正確，如不正確，則調(diào)整輸入電源相序。③將Ublr接地，觀察反橋晶閘管的觸發(fā)脈沖。④用萬用表檢查Ublf、Ublr的電壓，應(yīng)為一個高電平，一個低電平，不能同時次低電平。⑤對電平檢測器的輸出有下列要求：轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT：電動機正轉(zhuǎn)，輸出Um為“1”態(tài)；電動機反轉(zhuǎn)，輸出UM為“0”態(tài)。⑥用雙蹤慢掃描示波器觀察給定值階躍變化（正向起動?正向停機?反向切換到正向?正向切換到反向?反向停機）時的動態(tài)波形。⑦觀察電動機穩(wěn)定運行于額定轉(zhuǎn)速、Usn不變、突加或突減負載時的動態(tài)波形。⑧改變ASR、ACR的參數(shù)，觀察動態(tài)波形的變化。1.2晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)技能訓(xùn)練1數(shù)字電子電路測繪（一）電子電路測繪方法和步驟1.電子電路測繪方法（1）了解被測繪電路板有關(guān)設(shè)備的情況在不了解與被測繪的電路板有關(guān)的情況時，也可以完成電路板的測繪，但實際上由于各種原因，如果不了解相關(guān)情況，就可能測繪不出正確的原理圖。（2）測繪前準(zhǔn)備!拿到電路板后，要開始準(zhǔn)備一些測繪工具，如測繪紙、鉛筆、萬用表、電烙鐵等。（3）用手工測繪法進行測繪!用萬用表的歐姆擋對印制電路板上的各外露焊點和元器件引腳進行連接測試，即首先測量第一個焊點（或引腳）與第二、第三個焊點（或引腳）之間的電阻，直至測量完所有焊點和引腳，從而得到第一個焊點（或引腳）在電路板上的連接圖。（4）掃描測繪法進行測繪!這種方法相對比較先進，先用掃描儀將電路板實物掃描后產(chǎn)生圖像1.3綜合技能訓(xùn)練文件（黑白bmp文件），然后再通過相應(yīng)軟件轉(zhuǎn)換成印制板文件（即bmp轉(zhuǎn)pcb文件），將pcb文件導(dǎo)入設(shè)計文件中，最后按照導(dǎo)入的掃描圖像放置元件封裝和銅箔線，連線過程好比“描紅”，這種方法在轉(zhuǎn)換軟件出來后開始廣泛使用，效率相對較高。2.電子線路測繪步驟（1）手工測繪方法步驟1）記錄電路板實物的原始數(shù)據(jù)。2）測定PCB的尺寸和外形。3）畫出電路板的元器件裝配圖。4）查出電源正負端位置。5）用萬用表測量元器件間的連接線及其與印制板引出腳的連線，并畫在裝配圖上。6）繪出電路草圖。7）復(fù)查。1.3綜合技能訓(xùn)練8）將草圖整理成標(biāo)準(zhǔn)電路圖。9）測量記錄PCB布線情況。（2）掃描測繪方法步驟1）首先記錄好所有元器件的型號、參數(shù)以及位置以備后用，尤其是二極管。2）拆掉所有元器件，并且將焊盤孔里的錫用吸錫器等去掉。3）放入掃描儀，啟動Photoshop軟件，用彩色方式將銅箔層掃入。4）用特殊軟件將底層的BMP格式文件BOT.BMP轉(zhuǎn)次PROTEL格式文件*.PCB（將TOP層BMP轉(zhuǎn)化*.PCB）。5）建立設(shè)計（項目文件），將轉(zhuǎn)換成“*.PCB”的文件導(dǎo)入進來。雙擊此文件進入PCB設(shè)計環(huán)境。（二）手工測繪電子電路實例（1）記錄電路板實物的原始數(shù)據(jù)!首先用數(shù)碼相機拍下印制電路板實物的原圖，照片要反映出實物的外形、與其他器件的連接以及印制電路板上各元器件位置等具體情況。1.3綜合技能訓(xùn)練1.3綜合技能訓(xùn)練1.3綜合技能訓(xùn)練（2）測定PCB的尺寸和外形經(jīng)測量，印制電路板實物的外形尺寸如圖1-31所示。（3）畫出電路板的元器件裝配圖在繪出了電路板走線圖后，要逐一將電路板上的元器件用相應(yīng)的符號畫到圖中的相應(yīng)位置，并標(biāo)出它們的編號、型號、參數(shù)等。對于不同的元器件，其測繪方法有所不同。1）電阻、電容、二極管、晶體管和變壓器：一般在電路板上都標(biāo)有相應(yīng)元器件的符號、編號、容量值等主要參數(shù)，記錄下這些參數(shù)即可。2）集成電路：一般在電路板上標(biāo)有集成電路的符號、編號、型號等主要參數(shù)，記錄下這些參數(shù)即可。1.3綜合技能訓(xùn)練3）其他元器件：元器件的種類很多，有許多元器件的外形非常相似，但其功能可能完全不同，對于這種情況，如果在電路板上標(biāo)有它的符號、編號、容量值等主要參數(shù)，記錄下這些參數(shù)即可。（4）測試電路板中各元器件的連線情況測繪時首先在紙上按電路板走線的形式測繪出電路板的走線圖，電路板上的覆銅線在測繪圖中用一條細線表示，可以不按電路板的實際尺寸去畫。1.3綜合技能訓(xùn)練1.3綜合技能訓(xùn)練（5）在PROTEL軟件上繪制出電路草圖為