電器與自動化

關(guān)于電器與自動化第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月一、交流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1、體積小，重量輕。2、結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，使用壽命長。3、發(fā)動機(jī)低速時(shí)，充電性能好，因?yàn)閭鲃颖仍龃蠛烷_始發(fā)電時(shí)他激。4、只配用電壓調(diào)節(jié)器。5、對無線電干擾少。6、用銅量少。第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、交流發(fā)電機(jī)的分類：按總體結(jié)構(gòu)分：1）普通交流發(fā)電機(jī)2）整體式交流發(fā)電機(jī)3）帶泵交流發(fā)電機(jī)4）無刷交流發(fā)5）永磁交流發(fā)電機(jī)第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月按裝用的二極管數(shù)量分：1）六管交流發(fā)電機(jī)2）八管交流發(fā)電機(jī)3）九管交流發(fā)電機(jī)4）十一管交流發(fā)電機(jī)第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月按磁場繞組的搭鐵方式分：1）內(nèi)搭鐵交流發(fā)電機(jī)2）外搭鐵交流發(fā)電機(jī)按冷卻方式分：1）開啟式2）封閉式第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造一、轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子用來形成發(fā)電機(jī)的磁場。轉(zhuǎn)子一般由磁軛、激磁繞組、爪極、滑環(huán)和軸等組成?；h(huán)與裝在后端蓋上的炭刷相接觸，當(dāng)炭刷與直流電源接通時(shí)，激磁繞組中便有電流流過，產(chǎn)生磁場。第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、定子定子又稱電樞，用來產(chǎn)生交流電動勢，它由定子鐵心和定子繞組組成。定子繞組在定子鐵心中的布置應(yīng)遵循如下原則：(1)為使三相電動勢大小相等，每相繞組串聯(lián)的線圈個數(shù)及每個線圈的節(jié)距與匝數(shù)應(yīng)完全相等。節(jié)距：指每個線圈的兩組有效邊在定子鐵心上所間隔的槽距數(shù)目。極距：指相鄰的異性磁極中心線之間的間隔所對應(yīng)的定子鐵心上的槽距數(shù)目。(2)為使相位互差1200，三相繞組的起端A、B、C在定子槽內(nèi)的排列應(yīng)相隔2個或8個槽。1、3、5或1、9、17第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、整流器作用是將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電整流后向外輸出。整流器的硅二極管根據(jù)引線的極性不同分為正極管和負(fù)極管兩種類型：1）正極管：引線為二極管的正極，外殼為負(fù)極，在管殼底上一般有紅字標(biāo)記，位于散熱板上。2）負(fù)極管：引線為二極管的負(fù)極，外殼為正極，在管殼底上一般有紅字標(biāo)記，位于后端蓋上。第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：是否應(yīng)該絕緣：螺栓與散熱板；螺栓與后端蓋；散熱板與后端蓋。第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月四、端蓋和其他部件在后端蓋上裝有電刷組件，電刷組件包括電刷、電刷架和電刷彈簧等。每只電刷都有一根引線直接與接線柱相接。兩個接線柱標(biāo)記分別為“—”或“搭鐵”或“D-”、或“F1”和“F”或“磁場”或“D+”、“F2”等。發(fā)電機(jī)前端蓋之前裝有皮帶輪。第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月五、國產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)的型號(1)產(chǎn)品代號：有JF、JFZ、JFB和JFW四種。(2)電壓等級代號：用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。(3)電流等級代號：用1位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。(4)設(shè)計(jì)序號：以1-2位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。(5)變型代號：交流發(fā)電機(jī)以高速臂位置作為變型代號。例如：JFl52、JFZ1913Z第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)交流發(fā)電機(jī)的工作原理一、發(fā)電原理交流發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生交流電動勢的。當(dāng)激磁繞組接通直流電源時(shí)，在激磁繞組內(nèi)部形成磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，使三相定子繞組中便產(chǎn)生了頻率相同，幅值相等，相位互差1200的正弦電動勢。感應(yīng)電動勢與定子繞組匝數(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、磁極的磁通有關(guān)。第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二整流過程硅二極管具有單方向?qū)щ娦裕?只二極管組成三相橋式全波整流電路，把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。在某一瞬間，三個正極管子電位最高的管子導(dǎo)通；三個負(fù)極管子，負(fù)極電位最低的管子導(dǎo)通。第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、激磁方式當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池端電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)的激磁電流由蓄電池供給，稱為他激；當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)的激磁電流由自己供給，稱為自激。第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第四節(jié)交流發(fā)電機(jī)的工作特性一、空載特性空載特性是指交流發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行(輸出電流為0)時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。通過空載特性可以發(fā)現(xiàn)，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓隨著轉(zhuǎn)速的升高而升高。第15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輸出特性輸出特性是指發(fā)電機(jī)端電壓一定(一般定為額定電壓14v或28v)時(shí)，交流發(fā)電機(jī)輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。(1)在額定電壓下，發(fā)電機(jī)輸出電流為0時(shí)的轉(zhuǎn)速，稱為發(fā)電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速。(2)在額定電壓下，發(fā)電機(jī)輸出額定電流(即輸出額定功率)時(shí)的轉(zhuǎn)速，稱為滿載轉(zhuǎn)速。(3)在中低速時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電流隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值后，發(fā)電機(jī)輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速的升高和負(fù)載電阻的減小而增大，這時(shí)的電流值稱為發(fā)電機(jī)的最大輸出電流或限流值。第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、外特性外特性是指交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，端電壓與輸出電流的關(guān)系。從外特性曲線可知、隨著輸出電流增加，發(fā)電機(jī)的端電壓下降較大。第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)電磁振動式調(diào)節(jié)器一、概述1、作用：U∝n?

由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是經(jīng)常改變的，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之改變，電壓變化。電壓調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓，使之保持恒定。2、調(diào)節(jié)原理：轉(zhuǎn)速變化，通過改變磁通，即改變磁場電流，使電壓恒定。第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電壓調(diào)節(jié)器的分類：按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理分：電磁振動式調(diào)節(jié)器：按觸點(diǎn)對數(shù)分為單級式和雙級式按聯(lián)數(shù)分為單聯(lián)式和雙聯(lián)式電子調(diào)節(jié)器：按結(jié)構(gòu)型式分為晶體管式和集成電路式按搭鐵型式分為內(nèi)搭鐵式和外搭鐵式按安裝方式分為外裝式和內(nèi)裝式按功能分為單功能型和多功能型第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單級電磁振動式電壓調(diào)節(jié)器1、基本結(jié)構(gòu)和工作原理1）基本結(jié)構(gòu)：主要由鐵心、磁化線圈、銜鐵、彈簧、觸點(diǎn)和附加電阻等部分組成。2）工作原理：要點(diǎn)：不工作時(shí)，觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)；正常工作時(shí)，觸點(diǎn)處于振動狀態(tài)；觸點(diǎn)與附加電阻并聯(lián)，串聯(lián)與磁場電路；磁化線圈承受發(fā)電機(jī)電壓。第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3）影響調(diào)節(jié)電壓的因素空氣隙和彈簧的拉力第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電磁振動式調(diào)節(jié)器性能的改善

1）提高觸點(diǎn)振動頻率：①減小機(jī)械慣性。采用薄而輕的銜鐵，并將其外形做成三角形或半圓形，縮短銜鐵重心與支點(diǎn)間的距離，減小銜鐵轉(zhuǎn)動慣量。②減小鐵心磁滯的影響；通過用加速電阻提高鐵心磁通的變化速率。2)溫度補(bǔ)償：①采用康銅材料進(jìn)行補(bǔ)償，減小磁化線圈電阻隨溫度的變化。②采用磁分路。第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、調(diào)節(jié)器的工作特性：1）n<n1，觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，u、If升高；2）n1——nmax，觸點(diǎn)處于振動狀態(tài)，u不變，If下降；3）n1>nmax,調(diào)節(jié)器失去調(diào)壓作用,觸點(diǎn)處于一直打開狀態(tài),u、If升高。第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、雙級式電壓調(diào)節(jié)器1、基本組成和工作原理有兩對觸點(diǎn)，分別為為低速觸點(diǎn)和高速觸點(diǎn)，低速觸點(diǎn)是常閉觸點(diǎn)，高速觸點(diǎn)是常開觸點(diǎn)。(1)不工作時(shí)，低速觸點(diǎn)閉合，高速觸點(diǎn)打開。(2)低速時(shí)，低速觸點(diǎn)振動，高速觸點(diǎn)打開，稱為調(diào)節(jié)器的一級調(diào)節(jié)電壓。(3)高速時(shí)，低速觸點(diǎn)失去調(diào)壓作用，低速觸點(diǎn)打開，高速觸點(diǎn)振動。稱為調(diào)節(jié)器的二級調(diào)節(jié)電壓。第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、雙級式優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是觸點(diǎn)火花小，調(diào)節(jié)范圍大。缺點(diǎn)是觸點(diǎn)間隙小，不易維護(hù)和調(diào)整，必須密封良好。第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月四、具有滅弧系統(tǒng)的單級式調(diào)節(jié)器1、基本組成和工作原理在單級式的基礎(chǔ)上，增加了由二極管、扼流線圈、電容組成的觸點(diǎn)滅弧系統(tǒng)。1）激磁繞組中產(chǎn)生的自感電動勢正向加在二極管上，并通過加速線圈與激磁繞組構(gòu)成放電回路，起到續(xù)流作用而保護(hù)觸點(diǎn)。2）電容器通過加速線圈并聯(lián)在觸點(diǎn)的兩端，用以進(jìn)一步吸收自感電動勢，減小觸點(diǎn)火花。

第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)容易；電火花和無線電干擾小；觸點(diǎn)振動頻率高。第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)繼電器控制電路一、磁場繼電器：1、作用：接在電源和調(diào)節(jié)器之間，用來控制磁場電路。發(fā)動機(jī)起動時(shí)，接通磁場電路；發(fā)動機(jī)熄火時(shí)，切斷磁場電路，防止蓄電池向磁場放電。2、工作原理：要點(diǎn)：1）起動線圈承受電源電壓，維持線圈承受中點(diǎn)電壓，兩線圈繞向相同。

2）觸點(diǎn)常開，控制電源和調(diào)節(jié)器之間的電路。第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、充電指示燈的控制指示充電狀態(tài)的方法：1）電流表：行駛過程中，指示從大到小，最后接近于0；2）充電指示燈：熄滅表示充電，發(fā)亮表示不充電。第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1、通過充電指示燈繼電器控制：要點(diǎn)：1）線圈承受中點(diǎn)電壓2）常閉觸點(diǎn)與指示燈串聯(lián)，常開觸點(diǎn)控制電壓調(diào)節(jié)器磁化線圈工作過程：1）接通點(diǎn)火開關(guān)，充電指示燈亮，指示蓄電池放電。2）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)充電電壓時(shí)，指示燈熄滅。3）如發(fā)電機(jī)有故障，指示燈一直發(fā)亮。第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、采用九管交流發(fā)電機(jī)：增加三個小功率的磁場二極管：專門供給磁場電流；控制充電指示燈，省去了繼電器。1）接通點(diǎn)火開關(guān)，充電指示燈亮，表示由蓄電池供電。2）當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓高于蓄電池端電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)“B”、“D+”接柱電位相等，指示燈熄滅，表示發(fā)電機(jī)已正常工作。3）當(dāng)充電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，“D+”接柱電位降低，充電指示燈兩端電位差增大，指示燈發(fā)亮，警告不充電。第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)晶體管調(diào)節(jié)器預(yù)備知識：三極管和穩(wěn)壓管第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基本原理1）組成：VT2大功率管，用來切斷和接通磁場電路VT1為小功率管，用來放大控制信號穩(wěn)壓管VS為感受元件，與R1R2作為發(fā)電機(jī)電壓信號的檢測電路第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2）工作過程(1)接通點(diǎn)火開關(guān)，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓u低于調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，穩(wěn)壓管VS處于截止態(tài)，三極管VT1處于截止?fàn)顟B(tài)，VT2飽和導(dǎo)通，接通激磁電路，此時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。(2)當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓升高到調(diào)節(jié)電壓上限值時(shí)，穩(wěn)壓管VS擊穿導(dǎo)通,VT1飽和導(dǎo)通，VT2截止。VT2截止，激磁電路被切斷，發(fā)電機(jī)端電壓迅速下降。第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3）調(diào)節(jié)電壓值與R1R2及VS的反向擊穿電壓值有關(guān)如提高調(diào)節(jié)電壓值：減小R1提高R2或提高VS反向擊穿電壓。第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、外搭鐵晶體管調(diào)節(jié)器第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、優(yōu)點(diǎn)；1、調(diào)節(jié)精度高；2、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、故障少、壽命長；3、體積小，重量輕；4、沒有無線電干擾；5、能適應(yīng)大功率發(fā)電機(jī)的要求；6、使用中無須維修。第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實(shí)例第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第八節(jié)集成電路調(diào)節(jié)器一、電壓檢測法1、發(fā)電機(jī)電壓檢測法特點(diǎn)：采用發(fā)電機(jī)電壓檢測法，發(fā)電機(jī)的引出線少，線路簡單，但是，當(dāng)發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的導(dǎo)線上壓降較大時(shí)，蓄電池端電壓將偏低，容易造成蓄電池充電不足。第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、蓄電池電壓檢測法特點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)的“B”或“S”接柱與蓄電池之間的導(dǎo)線發(fā)生故障，發(fā)電機(jī)的端電壓就會失控。第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、優(yōu)點(diǎn)：1、體積重量更小。2、無外接線路，故障更少。3、耐高溫性能好。4、更加耐振，壽命更長。第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第九節(jié)交流發(fā)電機(jī)的故障檢查與測試一、解體前的檢測1、測量各接線柱之間的電阻值

F與-+與-+與F正向5-21Ω40-50Ω50-70Ω反向>1KΩ>1KΩ第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2性能測試(1)接通開關(guān)K1，斷開開關(guān)K2，使蓄電池為發(fā)電機(jī)提供他激電流；(2)起動調(diào)速電機(jī)，提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)電流表指示電流趨于零時(shí)，表明發(fā)電機(jī)已經(jīng)自激發(fā)電，斷開開關(guān)K1；(3)繼續(xù)提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，電壓表指示達(dá)到發(fā)電機(jī)額定電壓時(shí)對應(yīng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速就是空載轉(zhuǎn)速；(4)將可變電阻調(diào)到最大，接通開關(guān)K2，增加負(fù)載同時(shí)提高轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)電壓維持在額定值附近，電流表指示達(dá)到發(fā)電機(jī)額定電流時(shí)對應(yīng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速就是滿載轉(zhuǎn)速；(5)試驗(yàn)完畢，首先使調(diào)速電機(jī)停止，然后斷開開關(guān)K2，以免發(fā)電機(jī)因失去負(fù)載電壓急劇升高而損壞。第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、用示波器觀察輸出電壓波形第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、解體后的檢測1、轉(zhuǎn)子的檢查檢查激磁繞組短路和斷路故障時(shí)，萬用表置于“Ω”檔的R×1位置；激磁繞組搭鐵故障可以用交流試燈或萬用表進(jìn)行檢查。萬用表置于“Ω”檔的R×10kΩ位置。第53頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、定子的檢查定子繞組斷路故障可用萬用表檢查。萬用表置于“Ω”檔的R×1位置。定子繞組的絕緣情況用交流試燈和萬用表檢查。第54頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月三、整流器的檢修萬用表對每只二極管進(jìn)行檢測。萬用表置于“Ω”檔的R×1位置或二極管檢測檔。第55頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第十節(jié)調(diào)節(jié)器的故障檢查與調(diào)整一、電磁振動式調(diào)節(jié)器的檢查1、檢查觸點(diǎn)、電阻和線圈的情況。2、各部位間隙的檢查與調(diào)整銜鐵與鐵心的間隙：1.05-1.15mm移動固定觸點(diǎn)的支架高速觸點(diǎn)間隙：0.2-0.3mm高速觸點(diǎn)支架3、性能試驗(yàn)第56頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電子調(diào)節(jié)器的檢查1、故障：發(fā)電機(jī)電壓建立不起來，大功率三極管斷路，穩(wěn)壓管或小功率三極管短路；發(fā)電機(jī)電壓過高。2、檢查3、性能試驗(yàn)第57頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第十一節(jié)充電系故障的診斷一、不充電診斷方法：(1)檢杏發(fā)電機(jī)皮帶是否過松；(2)用試燈或萬用表檢查充電電路是否有斷路；(3)用試燈或萬用表檢查激磁電路是否有斷路；(4)檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電。第58頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、充電電流過小常見原因(1)皮帶過松或有油污引起打滑；(2)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障造成輸出功率不足：如定子繞組有一相斷路或接觸不良，整流器個別二極管