數(shù)控機床故障診斷與維修多媒體文檔資料

數(shù)控機床故障診斷與維修模塊2數(shù)控機床控制電源回路故障診斷與維修

教學(xué)目標：

1.

能夠陳述控制電源回路元器件的名稱、功能。

2.能正確識讀數(shù)控機床電源回路線路圖

3.能夠進行圖1-2出現(xiàn)故障診斷與排除教學(xué)重點:

數(shù)控機床中直流電源的形成

教學(xué)難點：線路故障分析一、工作任務(wù)：

數(shù)控機床控制電源回路主要為數(shù)控系統(tǒng)、I/O模塊、中間繼電器伺服系統(tǒng)等部件提供所需電壓，是數(shù)控機床外圍電路中的重要組成部分。如圖1－22所示。圖1-22數(shù)控機床電源控制回路

該回路主要將380V交流電壓變成24V直流電壓，如果出現(xiàn)下列故障如何來維修：①該回路沒有直流24V電壓輸出，②電壓過高或過低。二、相關(guān)實踐知識（一）元器件認識

1.數(shù)控機床常用控制變壓器的認識

u1i1N2N1u2ZL(a)(b)圖1-23變壓器

圖中TC為變壓器，變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。圖中TC將380V交流電變成20V左右的交流電。變壓器由鐵心和繞組兩個基本部分組成,如圖1-23所示,在一個閉合的鐵心上套有兩個繞組,繞組與繞組之間以及繞組與鐵心之間都是絕緣的。

按鐵心和繞組的組合結(jié)構(gòu)可分為心式變壓器和殼式變壓器,如圖1-24所示。心式變壓器的鐵心被繞組包圍,而殼式變壓器的鐵心則包圍繞組。2．圖中VC是三相橋式整電路。整流就是把大小、方向都隨時間變化的交流電變換成直流電。完成這一任務(wù)的電路稱為整流電路。圖中是將20V左右交流電變成直流電。

3．圖中C1、C2是電容，主要用于濾波，為了減小整流后電壓的脈動，常采用濾波電路把交流分量濾去，使負載兩端得到脈動較小的直流電。四、相關(guān)理論知識(一）正弦交流電的基本概念其大小和方向都隨時間作周期性變化的電動勢、電壓和電流統(tǒng)稱為交流電。在交流電作用下的電路稱為交流電路。在電力系統(tǒng)中，考慮到傳輸、分配和應(yīng)用電能方面的便利性、經(jīng)濟性，大都采用交流電。工程上應(yīng)用的交流電，一般是隨時間按正弦規(guī)律變化的，稱為正弦交流電，簡稱交流電。

二、表示正弦交流電特征的物理量如圖2-1所示的發(fā)電機，當(dāng)轉(zhuǎn)子以等速旋轉(zhuǎn)時，繞組中感應(yīng)出的正弦交變電動勢的波形如圖2-2所示。圖中橫軸表示時間，縱軸表示電動勢大小。圖形反映出感生電動勢在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中隨時間變化的規(guī)律。下面介紹圖2-2所示正弦交流電的物理量。

1.周期、頻率、角頻率當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周時，轉(zhuǎn)子繞組中的正弦交變電動勢也就變化一周。我們把正弦交流電變化一周所需的時間叫周期，用T表示。周期的單位是s(秒)。

1秒鐘內(nèi)交流電變化的周數(shù)，稱為交流電的頻率，用f表示,正弦交流波形圖

頻率的單位是Hz(赫［茲］)。1Hz=1s-1。正弦量的變化規(guī)律用角度描述是很方便的。如圖2-2所示的正弦電動勢，每一時刻的值都可與一個角度相對應(yīng)。如果橫軸用角度刻度，當(dāng)角度變到π/2時，電動勢達到最大值，當(dāng)角度變到π時，電動勢變?yōu)榱阒担▓D2-3）。這個角度不表示任何空間角度，只是用來描述正弦交流電的變化規(guī)律，所以把這種角度叫電角度。每秒鐘經(jīng)過的電角度叫角頻率，用ω表示。式(2-2)中的ω即是角頻率。角頻率與頻率、周期之間，顯然有如下的關(guān)系：=Tπ2=wπf2圖用電角度表示正弦交流電2.瞬時值、最大值、有效值瞬時值：交流電在變化過程中，每一時刻的值都不同，該值稱為瞬時值。瞬時值是時間的函數(shù)，只有具體指出在哪一時刻，才能求出確切的數(shù)值和方向。瞬時值規(guī)定用小寫字母表示。例如圖2-3中的電動勢，其瞬時值為

e=Emsin(ωt+φ0)最大值：正弦交流電波形圖上的最大幅值便是交流電的最大值（圖2-3）。它表示在一周內(nèi)，數(shù)值最大的瞬時值。最大值規(guī)定用大寫字母加腳標m表示，例如Im、Em、Um等。有效值：正弦交流電的瞬時值是隨時間變化的，計量時用正弦交流電的有效值來表示。交流電表的指示值和交流電器上標示的電流、電壓數(shù)值一般都是有效值。交變電流的有效值是指在熱效應(yīng)方面和它相當(dāng)?shù)闹绷麟姷臄?shù)值。即在相同的電阻中，分別通入直流電和交流電，在經(jīng)過一個交流周期時間內(nèi)，如果它們在電阻上產(chǎn)生的熱量相等，則用此直流電的數(shù)值表示交流電的有效值（圖2-4）。有效值規(guī)定用大寫字母表示，例如E、I、U。3.正弦交流電的相位和相位差

1）相位正弦交變電動勢e=Emsin(ωt+φ0)，它的瞬時值隨著電度(ωt+φ0)而變化。電角度(ωt+φ0)叫做正弦交流電的相位。例如圖2-5（a）所示的發(fā)電機，若在電機鐵心上放置兩個夾角為φ0、匝數(shù)相同的線圈AX和BY,當(dāng)轉(zhuǎn)子如圖示方向轉(zhuǎn)動時，這兩個線圈中的感生電動勢分別是：不同相的兩電勢

這兩個正弦交變電動勢的最大值相同，頻率相同，但相位不同:eA的相位是ωt，eB的相位是（ωt+φ0），見圖2-(5b)。

2）初相當(dāng)t=0時的相位叫初相。以上述eA、eB為例，eA的初相是0,eB的初相是φ0。

3）相位差兩個同頻率的正弦交流電的相位之差叫相位差。相位差表示兩正弦量到達最大值的先后差距。例如，已知則i1和i2的相位差為φ=(ωt+φ1)-(ωt+φ2)=φ1-φ2這表明兩個同頻率的正弦交流電的相位差等于初相之差。若兩個同頻率的正弦交流電的相位差φ1-φ2＞0,稱“i1超前于i2”;若φ1-φ2＜0,稱“i1滯后于i2”；若φ1-φ2=0，稱“i1和i2同相位”；若相位差φ1-φ2=±180°,則稱“i1和i2反相位”。必須指出，在比較兩個正弦交流電之間的相位時，兩正弦量一定要同頻率才有意義。否則隨時間不同，兩正弦量之間的相位差是一個變量，這就沒有意義了。綜上所述，正弦交流電的最大值、頻率和初相叫做正弦交流電的三要素。三要素描述了正弦交流電的大小、變化快慢和起始狀態(tài)。

當(dāng)三要素決定后，就可以唯一地確定一個正弦交流電了。例1如圖2-6所示的正弦交流電，寫出它們的瞬時值表達式。解i1、i2、i3瞬時值為i1=5sinωtAi2=7.5sin(ωt+)Ai3=7.5sin（ωt-)A例.2已知正弦交流電：

i1=5sinωtAi2=10sin(ωt+45°)Ai3=50sin(3ωt-45°)A正弦交流電波形圖

求：i1和i2相位差，i2和i3相位差。i2、i3頻率不同，相位差無意義。i1和i2相位差為φ1,2=ωt-(ωt+45°)=-45°表明i1滯后于i245°電角。交流電路中的電阻、電容與電感

直流電流的大小與方向不隨時間變化，而交流電流的大小和方向則隨時間不