二年制數(shù)控維修全書教案

項目課程教案

教師姓名授課班級數(shù)控04G1,2授課日期9.7課時數(shù)2

項目與模塊名稱項目一、數(shù)控機床強電控制回路維修

模塊一、數(shù)控機床主回路故障診斷與維修

教學(xué)場所西216

教學(xué)目標(biāo)1.能夠陳述數(shù)控機床主回路元器件的名稱、功能

2.能夠陳述主回路工作過程

3.能夠正確區(qū)別電路的幾種狀態(tài)

4.具有三相異步電機的控制的基礎(chǔ)知識

教學(xué)重點數(shù)控機床主回路工作過程

電路的幾種狀態(tài)

教學(xué)難點電路的幾種狀態(tài)

三相異步電機控制的基礎(chǔ)知識

更新、補充刪節(jié)內(nèi)容無

所需工具、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主回路接線板1塊、斷路器1只、接觸器1只、按鈕等

名稱及數(shù)量

教學(xué)方法講授法、演示法

教學(xué)組織形式班級教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容與步驟

一、工作任務(wù)：

數(shù)控主回路的任務(wù)主要是從外部動力線接入380V交流電源，控制數(shù)控機床液壓馬達(dá)、排屑電動

機、伺服電動機、單相電動機以及三相異步電動機等的運轉(zhuǎn)。圖為數(shù)控機床主回路的線路圖。

KMI

a）主回路b）控制回路

圖17數(shù)控機床主回路線路圖

我們的工作任務(wù)是排除下面兩種情況的故障：1.電機不能正常運轉(zhuǎn)。2.電機可以旋轉(zhuǎn)，但只能向一個

方向旋轉(zhuǎn)。

教學(xué)內(nèi)容與步驟

二、相關(guān)實踐知識：

（-）元器件認(rèn)識

1.低壓斷路器

低壓斷路器也稱為空氣開關(guān)（或稱自動空氣斷路器）。它是一種既能作開關(guān)用，又具有電路自動保

護(hù)功能的低壓電器。用于設(shè)備保護(hù)的斷路器可進(jìn)行過載和短路保護(hù)。

2.接觸器

KM

（帶滅弧裝置）

KM/

（不帶滅弧裝置）

常開觸頭

KM

常閉觸頭

^LT\——

線圈L廠

b）

接觸器是一種用來自動地接通與斷開大電流電路的電器。大多數(shù)情況下其控制對象是電動機，

但也可用于控制其它負(fù)載，如電熱器、照明設(shè)備等

接觸器的觸頭按功能不同分為主觸頭和輔助觸頭兩類。按主觸頭流過的電流制式不同，可分為交

流接觸器和直流接觸器；輔助觸頭用于接通和分?jǐn)嘈‰娏鞯目刂齐娐?，有常開和常閉兩種。數(shù)控機床

強電控制線路中常用交流接觸器。如圖1-3為交流接觸器外形結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號,通常用KM表示。

3.按鈕

按鈕是一種短時接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返氖謩又髁铍娖鳌＿m用于交流電壓500V或直流電壓

440V,電流5A及以下電路中。一般它不直接操縱主電路的通斷，而是在控制電路中發(fā)出“指令”，

去控制接觸器、繼電器等自動電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?。按鈕在控制線路中也可作為電氣聯(lián)鎖使

用。

按鈕一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、常開觸頭、常閉觸頭、接線柱和外殼等組成。其外形、結(jié)構(gòu)、圖形符

號如圖1一47所示。按鈕根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)的不同.分為停止按鈕（動斷按鈕）、起動按鈕（動合按鈕）和

復(fù)合按鈕（動合與動斷的組合按鈕）幾種。

（二）三相交流異步電動機

交流電動機有同步電動機和異步電動機之分.同步電動機的制造工藝比較復(fù)雜，起動困難，故多

用在特定的范圍內(nèi)（如用在發(fā)電機或帶動大的負(fù)載）；異步電動機（又稱感應(yīng)電動機）的結(jié)構(gòu)簡單、堅固

耐用、維修方便，因此得到廣泛的應(yīng)用。

異步電動機根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可分為鼠籠型和繞線型兩種.這里介紹三相鼠籠型異步電動機（又稱三

相鼠籠型感應(yīng)電動機）。

1.三相鼠籠型異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理

（1）三相鼠籠型異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

三相鼠籠型異步電動機由定子，轉(zhuǎn)子及其它部件組成。在電氣原理圖中的圖形符號.如圖1-16所

示.

定子鐵心

（a）（b）

圖176三相交流異步電動機

a）結(jié)構(gòu)b）圖形符號

定子（圖1-17）由定子鐵芯，機座和定子繞組等組成。圓環(huán)形的定子是形成旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)

矩的部件，定子鐵芯由沖了槽的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片上面涂有絕緣漆，互相絕緣，以減少渦流損

耗

機座主要用來支承定子鐵芯和固定端蓋，一般用鑄鐵制成.為了增加散熱面，封閉式電動機的機

座外表有散熱片.

三相鼠籠型異步電動機的繞組對稱地嵌放在定子鐵芯的槽內(nèi)（適當(dāng)安排其位置，可以得到p對磁極

六個出線端固定在機座外殼的接線盒內(nèi)(使用時，三相交流電經(jīng)過電氣控制線路進(jìn)入接線盒內(nèi)).各相

繞組的首端依次標(biāo)有UI,VI,W1,末端依次標(biāo)有U2、V2。W2.根據(jù)電動機銘牌標(biāo)注，定子繞組

的六個出線端可以接成星形(Y)或者三角形(△),如圖1-18.

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和風(fēng)扇組成.

轉(zhuǎn)軸兩端的軸頸與軸承相配合,裝配在端蓋上，軸的伸出端固定有皮帶輪或聯(lián)軸器與負(fù)載相連.轉(zhuǎn)

子鐵芯是電動機磁路的一部分，由0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，裝在轉(zhuǎn)軸或固定在支架上。硅鋼片

上沖有均勻的槽(糟的結(jié)構(gòu)不同，轉(zhuǎn)子的工作特性也有差異)，槽內(nèi)嵌放有裸導(dǎo)體條(銅條或鋁條)，兩

端用短路環(huán)焊接成鼠籠型，如圖1-19所示.

此外三相鼠籠型異步電動機還有端蓋，軸承、風(fēng)扇及風(fēng)罩等其它部件.定子內(nèi)面與轉(zhuǎn)子表面彼

此保持的間隙，稱為氣隙.中，小型異步電動機的氣隙約在0.2?1.0mm范圍內(nèi).

定子鐵心

圖1-17定子結(jié)構(gòu)

(a)(b)

圖178定子繞組接線圖

圖179轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

(2)三相鼠籠型異步電動機的工作原理

三相異步電動機定子繞組每相只有一個線圈，定子鐵心有6個槽。則在定子鐵心內(nèi)相當(dāng)于有

一對N、S磁極在旋轉(zhuǎn)。當(dāng)三相交流電變化一周時，合成磁場在空間上正好轉(zhuǎn)過一周。若三相交流

電不斷變化，則產(chǎn)生的合成磁場在空間不斷轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場

一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場電流每交變一次，磁場就旋轉(zhuǎn)一周。設(shè)電源的頻率為f”即電流每秒鐘

變化fi次，磁場每秒鐘轉(zhuǎn)fi圈，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n尸fMr/s),習(xí)慣上用每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表達(dá)轉(zhuǎn)速，

即ni=60ij(r/min)。兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流每變化fi次，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)fl/2圈，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)

速為ni=60fl/2(r/min)

夕對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流每交變一次，磁場就在空間轉(zhuǎn)過1/p周，因此，轉(zhuǎn)速應(yīng)為

〃廣”(r/nin)

(式1-1)

P

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是由通入定子繞組的三相電源的相序決定的。由圖1-18可知，定子繞組中電流的

相序按順序U—V—W排列，旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向旋轉(zhuǎn)。如果將三相電源中的任意兩相對調(diào)，例

如V和W兩相互換，則定子繞組中的電流相序為U—W—V,應(yīng)用前面講的分析方法，旋轉(zhuǎn)磁場

的方向也相應(yīng)地改變?yōu)槟鏁r針方向。

2.三相鼠籠型異步電動機的銘牌

電動機的銘牌上標(biāo)有主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理電動機的依據(jù)，表1-3是一臺三

相鼠籠型異步電動機的銘牌.

表1-4三相鼠籠型異步電動機的銘牌

三相異步電動機

型號Y100L1-4接法NY

功率2.2kW工作方式Si

電壓220/380V絕緣等級B

電流8.6/5A溫升70℃

轉(zhuǎn)速1430r/min重量34kg

頻率50Hz編號

X電機廠出廠日期

型號

型號表示電動機的結(jié)構(gòu)形式、機座號和極數(shù)。例如Y100L1—4中，Y表示鼠籠式異步電動機

（YR表示繞線式異步電動機）；100表示機座中心高為100mm；L表示長機座（S表示短機座，M

表示中機座）；1為鐵心長度代號；4表示4極電動機。

額定電壓UN

額定電壓是電動機定子繞組應(yīng)加線電壓的額定值，有些異步電動機銘牌上標(biāo)有220/380V,相

應(yīng)的接法為它說明當(dāng)電源線電壓為220V時，電動機定子繞組應(yīng)接成△型；當(dāng)電源線電壓

為380V時，應(yīng)接成Y型。

額定電流IN

額定電流是指電動機在額定運行時，定子繞組的線電流。

額定轉(zhuǎn)速”N

額定轉(zhuǎn)速是指電動機額定運行時的轉(zhuǎn)速。

額定頻率,加

額定頻率是指電動機在額定運行時的交流電源的頻率，我國工頻為50Hz.

工作方式

工作方式是指電動機的運行狀態(tài)。根據(jù)發(fā)熱條件可分為三種：S1表示連續(xù)工作方式，允許電

機在額定負(fù)載下連續(xù)長期運行；S2表示短時工作方式，在額定負(fù)載下只能在規(guī)定時間短時運行；S3

表示斷續(xù)工作方式，可在額定負(fù)載下按規(guī)定周期性重復(fù)短時運行。

絕緣等級

絕緣等級是由電動機所用的絕緣材料決定的。按耐熱程度不同，將電動機的絕緣等級分為A、E、

B、F、H、C等幾個等級，它們允許的最高溫度不同。

（三）主回路工作過程：

如圖1-1所示，該控制線路是由按鈕、低壓斷路器、交流接觸器、接線端子等低壓電器元器件組

成。

電動機的正反轉(zhuǎn)控制是通過兩個接觸器KM1,KM2實現(xiàn)的，如果電機正轉(zhuǎn)是由接觸器KM1的

主觸點依次連接380V主電路的U,V,W相，那么電機反轉(zhuǎn)只要在380V主電路線路換一個相序連

接到接觸器KM2的主觸點即可。

1.正轉(zhuǎn)控制

按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1,接觸器KM1線圈得電，從而KM1主觸頭閉合，電動機正轉(zhuǎn)，同時KM1的

常開觸頭閉合，KM1的常閉觸頭斷開。

2.反轉(zhuǎn)控制

按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2,接觸器KM1線圈失電，KM1的常閉觸頭閉合，接觸器KM2線圈得電，從

而KM2主觸頭閉合，電動機開始反轉(zhuǎn)，同時KM2的常開觸頭閉合，KM2的常閉觸頭斷開。

為了避免正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個接觸器同時動作造成相間短路，在兩個接觸器線圈所在的控制電路上

加了電氣聯(lián)鎖。即將正轉(zhuǎn)接觸器KM1的常閉輔助觸頭與反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈串聯(lián)；又將反轉(zhuǎn)接

觸器KM2的常閉輔助觸頭與正轉(zhuǎn)接觸器KM1的線圈串聯(lián)。這樣，兩個接觸器互相制約，使得任何

情況下不會出現(xiàn)兩個線圈同時得電的狀況，起到保護(hù)作用。

復(fù)合啟動按鈕SB1,SB2也具有電氣連鎖作用。SB1的常閉觸頭串接在KM2線圈的供電線路上,

SB2的常閉觸頭串接在KM1線圈的供電線路上，這種互鎖關(guān)系能保證一個接觸器斷電釋放后，另一

個接觸器才能通電動作，從而避免因操作失誤造成電源相間短路。按鈕和接觸器的復(fù)合互鎖使電路更

安全可靠。

三、相關(guān)理論知識：

(-)電路幾種工作狀態(tài)

電路在工作時有三種工作狀態(tài)，分別是通路、短路、斷路。

1.通路(有載工作狀態(tài))

如圖1-7所示，當(dāng)開關(guān)S閉合，使電源與負(fù)載接成閉合回路，電路便處于通路狀態(tài)。在實際電

路中，負(fù)載都是并聯(lián)的，用RL代表等效負(fù)載電阻。

電路中的用電器是由用戶控制的，而且是經(jīng)常變動的。當(dāng)并聯(lián)的用電器增多時，等效電阻Ri就會

減小，而電源電動勢E通常為一恒定值，且內(nèi)阻R。很小，電源端電壓U變化很小，則電源輸出的電

流和功率將隨之增大，這時稱為電路的負(fù)載增大。當(dāng)并聯(lián)的用電器減少時，等效負(fù)載電阻R.增大，

電源輸出的電流和功率將隨之減小，這種情況稱為負(fù)載減小。

可見，所謂負(fù)載增大或負(fù)載減小，是指增大或減小負(fù)載電流，而不是增大或減小電阻值。

電路中的負(fù)載是變動的，所以，電源端電壓的大小也隨之改變。電源端電壓U隨電源輸出電

流I的變化關(guān)系，即U=f(I)稱為電源的外特性，外特性曲線如圖1-8所示。根據(jù)負(fù)載大小，電

路在通路時又分為三種工作狀態(tài)：

當(dāng)電氣設(shè)備的電流等于額定電流時稱為滿載工作狀態(tài)；當(dāng)電氣設(shè)備的電流小于額定電流時，稱為輕載

工作狀態(tài)；當(dāng)電氣設(shè)備的電流大于額定電流時，稱為過教工作狀態(tài)。

2.斷路

所謂斷路，就是電源與負(fù)載沒有構(gòu)成閉合回路。在圖1-7所示電路中，當(dāng)S斷開時，電路即處

于斷路狀態(tài)。斷路狀態(tài)的特征是：

R=0°,1=0

電源內(nèi)阻消耗功率

PE=0

負(fù)載消耗功率

PL=0

路端電壓

Uo=E

此種情況，也稱為電源的空載。

3.短路

所謂短路，就是電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)線接通成閉合回路，如圖1-9所示。圖中折線是指明

短路點的符號。短路的特征是：?------------------T—

R=0,U=0/

"4T

因為電源內(nèi)阻Ro一般都很小，所以短路電流Is總是很/

大。如果電源短路事故未迅速排除，很大的短路電流將會燒/

毀電源、導(dǎo)線及電氣設(shè)備，所以，電源短路是一種嚴(yán)重事故，?--------------------

應(yīng)嚴(yán)加防止。圖1-9短路的示意圖

課后作業(yè)復(fù)習(xí)

教學(xué)日記

項目課程教案

教師姓名授課班級數(shù)控04G1,2授課日期9.7課時數(shù)2

項目與模塊名稱項目一、數(shù)控機床強電控制回路維修

模塊一、數(shù)控機床主回路故障診斷與維修

教學(xué)場所西217

教學(xué)目標(biāo)5.能夠正確使用萬用表測量線路

6.初步具有強電控制回路檢測方法

7.能夠分析圖1-1出現(xiàn)故障情況

教學(xué)重點

強電控制回路檢測方法

教學(xué)難點回路故障分析

更新、補充刪節(jié)內(nèi)容無

所需工具、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主回路接線板1塊、斷路器1只、接觸器1只、按鈕等

名稱及數(shù)量

教學(xué)方法講授法、演示法

教學(xué)組織形式班級教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容與步驟

一、工作任務(wù)：

數(shù)控主回路的任務(wù)主要是從外部動力線接入380V交流電源，控制數(shù)控機床液壓馬達(dá)、排屑電動

機、伺服電動機、單相電動機以及三相異步電動機等的運轉(zhuǎn)。圖1-1為數(shù)控機床主回路的線路圖。

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a）主回路b）控制回路

圖1-1數(shù)控機床主回路線路圖

我們的工作任務(wù)是排除下面兩種情況的故障：L電機不能正常運轉(zhuǎn)。2.電機可以旋轉(zhuǎn)，但只能向一個

方向旋轉(zhuǎn)。

教學(xué)內(nèi)容與步驟

二、相關(guān)實踐知識：

（二）萬用表

萬用表是一種常用的多功能表，主要用來測量電壓、電流、電阻、晶體管放大倍數(shù)等，使用簡單,

攜帶方便，是維護(hù)檢修電氣設(shè)備的常用工具。萬用表可以分為模擬式和數(shù)字式萬用表兩大類。

⑴模擬式萬用表

模擬式萬用表由磁電式微安表、測量電路、轉(zhuǎn)換開關(guān)等幾大部分組成。圖1-5是MF—30型萬用

表的外形圖，下面以該萬用表為例，說明其使用方法。

①.幾種基本電量的測量

測量前，按照表頭內(nèi)“_L”或“符號，垂直或水平地放置萬用表，此時看表針是否指在

電壓弧形標(biāo)度尺的零點處。若不指零，則應(yīng)進(jìn)行零點校正.使用時，紅色表筆應(yīng)插入“+”孔內(nèi)，黑

色表筆應(yīng)插入“一”孔內(nèi)。

測量電阻將選擇開關(guān)置“Q”檔，并選好量程。為了提高測量準(zhǔn)確度，選擇的量程應(yīng)使指示

數(shù)值在表盤中間位置。

測量之前應(yīng)先將兩表筆短路.此時表針應(yīng)指在電阻標(biāo)度尺的零處.若不能指零，則應(yīng)調(diào)整歐姆調(diào)

零旋鈕，使表針指零。（若仍不指零，則電池電壓不足，應(yīng)更

換）.每換一次量程，都應(yīng)使表針指零。

測電阻時，應(yīng)避免手碰到表筆金屬探針上，以免將人體

電阻并聯(lián)在被測電阻上，影響測量精度。測量電路中的電阻

時，應(yīng)將電阻的一端斷開后再進(jìn)行測量.測電容器的絕緣電

阻時，應(yīng)先使電容器放電，然后再進(jìn)行測量，防止電容器中

存有的電荷損壞萬用表.測有鐵芯線圈的直流電阻時，手指不

要觸及裸露的導(dǎo)體部分，以防受到線圈產(chǎn)生的感生電動勢的

電擊。

測量電壓將選擇開關(guān)置（直流）或（交流）檔，并選好量

程.測量時，應(yīng)將表筆并聯(lián)到電路中.測直流電壓時，紅表

筆應(yīng)接觸高電位點，黑表筆應(yīng)接觸低電位點；測交流電壓時，

不需考慮電位的高、低（測得的是有效值）。

測試電路帶有高電壓時要事先考慮安全措施.

測量電流將選擇開關(guān)置4A或mA檔，并選好量程。圖1-5MF—30型萬用表

測量時，應(yīng)將表筆串入被測電路中測直流電流時，要注意電

流的極性，而測交流電流時則不必考慮極性.測量時，不能帶電轉(zhuǎn)換量程（尤其在測量大電流時），否

則易產(chǎn)生電火花，燒壞開關(guān)的觸頭.

除此之外，萬用表還能進(jìn)行其他的測量，例如二極管的開短路、三極管的放大系數(shù)等，這里不再

詳述。

②使用萬用表時應(yīng)注意以下事項：

測試表筆絕緣應(yīng)良好，紅，黑兩種顏色的測試表筆應(yīng)分別與表殼面板上的正、負(fù)插孔對應(yīng)；

測量前必須根據(jù)需要的測量類別及量程，將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到正確的檔位上;

讀數(shù)時要認(rèn)清所造量程對應(yīng)的刻度線；

測量完畢后應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到交流檔最大量程

處，存放在干燥環(huán)境中，盡可能減少震動.⑵數(shù)字式

萬用表

數(shù)字式萬用表由轉(zhuǎn)換開關(guān)、測量電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換

器、數(shù)字顯示電壓表等幾大部分組成。其中轉(zhuǎn)換開

關(guān)、測量電路的功能與模擬式萬用表相同，模數(shù)轉(zhuǎn)

換器是把測量電路測出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，

數(shù)字顯示電壓表接受來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號，

采用七段數(shù)碼、液晶等顯示電路進(jìn)行電壓數(shù)值顯示。

由于電壓表內(nèi)部采用了半導(dǎo)體集成技術(shù)，所以

數(shù)字式萬用表電流擋的內(nèi)阻可以做得很小，電壓擋

內(nèi)阻則可以做得很大，電阻擋流過的電流又可以很

小，從而減少了對被測電路的影響。數(shù)字式萬用表圖1-6DT-830型數(shù)字式萬用表的外形圖

內(nèi)部沒有機械損耗，杜絕了機械損耗所引起的讀數(shù)誤差，它的準(zhǔn)確度和靈敏度比模擬式萬用表要高

得多。此外，它還具有測量速度快，易于讀取等優(yōu)點。

圖1一6為DT—830型數(shù)字式萬用表的外形圖。用數(shù)字式萬用表測量電阻時，黑表筆（一般接COM

端）接內(nèi)電源負(fù)極，紅表筆（接其余三個輸入插孔中的一個）接正極，正好與模擬式萬用表的接法相

反。數(shù)字式萬用表的使用方法與模擬式萬用表基本相同。

二、相關(guān)理論知識：

1.斷路故障的檢修

（1）萬用表檢修法可以采用電壓和電阻方式進(jìn)行測

FU

LI-S

量。~1

①電壓測量法檢查時把萬用表旋到交流電壓500VL2，口

擋位上。分階測量法電壓的分階測量法如圖1-10所示。SBIE

3|

檢查時，首先用萬用表測量1、7兩點間的電壓，若電

路正常應(yīng)為38OV,然后按住起動按鈕SB2不放，同時將黑

表棒接到7號線上，紅色表棒按2、3、4、5、6標(biāo)號依次

測量，分別測量7-2、7-3、7-4、7-5、7-6各階之間的電壓，

電路正常情況下，各階的電壓值均為380V,如測到7-5電

壓為380V,測到7-6無電壓，則說明行程開關(guān)SQ的動斷

觸頭斷路。

②分段測量法電壓的分段測量法如圖圖1-11

檢查時先用萬用表測試1-7兩點，電壓值為380V,說明

電源電壓正常。電壓的分段測試法是將紅、黑兩根表棒逐段

測量相鄰兩標(biāo)號點1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7間的電壓。

如電路正常，按SB2后，除6-7兩點間的電壓為380V外，

其他任何相鄰兩點間的電壓值均為零。

如按下起動按鈕SB2,接觸器KM1不吸合，說明發(fā)生斷路

故障，此時可用電壓表逐段測試各相鄰兩點間的電壓。如測

量到某相鄰兩點間的電壓為380V時，說明這兩點間有斷路

故障。

(2)電阻測量法

①分階測量法電阻的分階測量法如圖1-12所示。

按下起動按鈕SB2,接觸器KM1不吸合，該電氣回路

有斷路故障。

用萬用表的電阻擋檢測前應(yīng)先斷開電源然后按下SB2

不放，先測量1-7兩點間的電阻，如電阻值為無窮大，說明

1-7之間的電路斷路。然后分階測量1-2、1-3、1-4、1-5、

1-6各點間電阻值。若電路正常，則該兩點間的電阻值為

“0”；當(dāng)測量到某標(biāo)號間的電阻值為無窮大，則說明表棒

剛跨過的觸頭或聯(lián)接導(dǎo)線斷路。

②分段測量法電阻的分段測量法如圖1-13所示

檢查時，先切斷電源，按下起動按鈕SB2,然后依次

逐段測量相鄰兩標(biāo)號點1-2、

2-3、3-4.4-5、5-6間的電阻。如測得某兩點的電阻為無窮大，說明這兩點間的觸頭或聯(lián)接導(dǎo)線

斷路。例如當(dāng)測得2-3兩點間電阻為無窮大時，說明停止按鈕SB1或聯(lián)接SB1的導(dǎo)線斷路。

電阻測量法的優(yōu)點是安全，缺點是測得的電阻值不準(zhǔn)確

時，容易造成判斷錯誤。為此應(yīng)注意以下幾點：LJ-昌

第一，用電阻測量法檢查故障時一定要斷開電源。L2-O

第二，如被測的電路與其他電路并聯(lián)時，必須將該電路與

其他電路斷開，否則所測得的電阻值是不準(zhǔn)確的。

第三，測量高電阻值的電器元件時，把萬用表的選擇開關(guān)

旋轉(zhuǎn)至適合電阻擋

LI

2.短路故障的檢修

L2-I

(1)電源間短路故障的檢修這種故障一般是通過

電器的觸頭或聯(lián)接導(dǎo)線將電源短路。如圖1-14所示。

圖中行程開關(guān)SQ中的2號與0號線因某種原因聯(lián)接

將電源短路，合上電源，按下SB2后，熔斷器FU就熔

斷?，F(xiàn)采用電池?zé)暨M(jìn)行檢修的方法如下：

①拿去熔斷器FU的熔芯，將電池?zé)舻膬筛€分別

接到1號和0號線上，如燈亮，說明電源間短路。

②將行程開關(guān)SQ的動合觸頭上的0號線拆下，如燈

暗，說明電源短路在這個環(huán)節(jié)。LI-冬

③再將電池?zé)舻囊桓€從0號移到9號上，如燈滅，L2-0

說明短路在0號上。

④將電池?zé)舻膬筛€仍分別接到1號和。號線上，然

后依次斷開4、3、2號線，當(dāng)斷開2號線時燈滅，說明2

號和0號線間短路。

上述短路故障亦可用萬用表的電阻擋檢修。7

（2）電器觸頭本身短路故障的檢修如圖1-15中的

停止按鈕SB1的動斷觸頭短路，則接觸器KM1和KM2工

作后就不能釋放。又如接觸器KM1的自鎖觸頭短路，這時

一合上電源，KM1就吸合，這類故障較明顯，只要通過分

析即可確定故障點。

（3）電器觸頭之間短路故障的檢修如圖1-15所

示，接觸器KM1的兩個輔助觸頭3號和8號線因某種

原因而短路，這樣當(dāng)合上電源，接觸器KM2即吸合。

①通電檢修通電檢修時可按下SB1,如接觸器

KM2釋放，則可確定一端短路故障在3號；或?qū)Q2

斷開，KM2也釋放，則說明短路故障可能在3號和8

號之間。若拆下7號線，KM2仍吸合，則可確定3號

和8號為短路故障點。

②斷電檢修將熔斷器FU拔下，用萬用表的電阻

擋（或電池?zé)簦y2-9,若電阻為“0”（或電池?zé)袅粒?/p>

則表示2-9之間有短路故障；然后按SB1,若電阻為“8”（或電池?zé)舨涣粒f明短路不在2號;

再將SQ2斷開，若電阻為“8”（或電池?zé)舨涣粒?，則說明短路也不在9號。然后將7號斷開，電阻

為“8”（或電池?zé)舨涣粒?，則可確定短路故障點在3號和8號

3.圖1-1線路故障分析

（1）故障分析：

這類故障的原因，一般是主回路沒有電壓，主回路中斷路器QM1斷開；控制回路中按鈕SB1、

SB2、SB3接觸不良，接觸器線圈不良；回路中存在短路，電動機堵轉(zhuǎn)等因素所造成。

（2）故障排查：

①檢查主回路U、V、W三相之間的電壓是否為交流380伏，用萬用表測量斷路器QM1進(jìn)線端

端子U、V、W三相之間線電壓是否正常。

②檢查斷路器QM1是否跳開，如果沒有跳開，用萬用表測量斷路器QM1出線端端子U1、VI、

W1三相之間線電壓是否正常；如果QM1跳開，分析其跳開的原因:a.是否斷路器QM1的整定電流

太小，沒有超過電動機的額定電流值。如果是，放大斷路器QM1的整定電流值。b.檢查回路是否存

在短路現(xiàn)象，用萬用表測量電動機三相之間、相地之間的電阻值，看看是否存在短路。c.檢查是否

電機堵轉(zhuǎn)。

③檢查控制回路的電壓是否為交流220伏，用萬用表測量線號91、90之間的電壓有無交流220

伏。

④控制回路中停止按鈕SB3的觸點為常閉連接，SB3不動作時，線號91端和線號100端為等電

位，用萬用表測量線號100、90之間的電壓有無交流220伏。如果沒有，可判斷SB3不良。

⑤正轉(zhuǎn)控制回路中起動按鈕SB1的觸點為常開連接，當(dāng)SB1被按下后，線號100端和線號101

端為等電位?？稍跀嚯姷臈l件下，用萬用表電阻檔來測量線號100端和線號101端的通斷情況，如果

不通，可判斷為SB1不良。也可用萬用表測量線號101、90之間的電壓有無交流220伏來判斷。

⑥正轉(zhuǎn)控制回路中按鈕SB2的觸點為互鎖常閉連接，用萬用表測量線號102、90之間的電壓有

無交流220伏。如果沒有，可判斷SB2不良。

⑦正轉(zhuǎn)控制回路中接觸器KM2的觸點為互鎖常閉連接，同理，用萬用表測量線號103、90之間

的電壓有無交流220伏。如果沒有，可判斷KM2的常閉觸點不良。如果有220伏電壓，說明接觸器

KM1的線圈已經(jīng)得電，KM1的主觸頭吸合，主回路的380伏電壓就加在電動機三相端子上了。若接

觸器KM1仍不動作，可判斷為KM1不良。

⑧反轉(zhuǎn)控制回路結(jié)構(gòu)和正轉(zhuǎn)控制回路相似，可用前述檢修方法查找故障。

2.電動機可以旋轉(zhuǎn)，但只能一個方向旋轉(zhuǎn)

(1)故障分析：

這類故障的原因，一般是主回路接觸器KM1、KM2的主觸點連接一樣，沒有錯開相序連接；控

制回路中的正轉(zhuǎn)回路或反轉(zhuǎn)回路之一有故障。

(2)故障排查：

①檢查主回路中兩個接觸器主觸點的線路連接。

②控制回路故障排查，排查方法和第一個任務(wù)的控制回路故障排除方法相同。

課后作業(yè)復(fù)習(xí)

教學(xué)日記

項目課程教案

教師姓名授課班級數(shù)控04Gl授課日期9.6課時數(shù)4

項目與模塊名稱項目一、數(shù)控機床強電控制回路維修

模塊一、數(shù)控機床主回路故障診斷與維修（接線排故）

教學(xué)場所電氣樓215室

教學(xué)目標(biāo)8.學(xué)會安裝教材所示數(shù)控機床主回路的線路

9.有數(shù)控機床主回路故障的維修能力

教學(xué)重點

安裝教材所示數(shù)控機床主回路的線路

教學(xué)難點數(shù)控機床主回路故障的維修

更新、補充刪節(jié)內(nèi)容無

所需工具、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主回路接線板1塊、斷路器1只、接觸器2只、按鈕3只等

名稱及數(shù)量萬用表、螺絲刀、斜口鉗、尖嘴鉗、電工刀等電工工具1套

教學(xué)方法演示法

教學(xué)組織形式現(xiàn)場教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容與步驟

一、工作任務(wù)：

工作任務(wù)：1.安裝教材所示數(shù)控機床主回路的線路

2.排除數(shù)控機床主回路故障

（1）.電機不能正常運轉(zhuǎn)。（2）.電機可以旋轉(zhuǎn)，但只能向一個方向旋轉(zhuǎn)。

教學(xué)內(nèi)容與步驟

二、步驟：

一、按工藝要求接線，完成線路的安裝、接線與通電調(diào)試。

1.元器件結(jié)構(gòu)、參數(shù)、作用的認(rèn)識。

2.接線工藝

（1）走線合理，做到橫平豎直，整齊，各接點不能松動。

（2）避免交叉、架空線和疊線。

（3）對螺栓式接點，導(dǎo)線連接時，應(yīng)打羊眼圈，并按順時針旋轉(zhuǎn)。對瓦片式接點，導(dǎo)線連接時，

直線插入接點固定即可。

（4）導(dǎo)線變換走向要垂直，并做到高低一致或前后一致。

（5）嚴(yán)禁損傷線芯和導(dǎo)線絕緣，接點上不能露銅絲太多。

（6）每個接線端子上連接的導(dǎo)線根數(shù)一般以不超過兩根為宜，并保證接線固定。

（7）進(jìn)出線應(yīng)合理匯集在端子排上。

二、對所接線路通電實驗，并排除常見故障。

1.電機不能起動

（1）故障分析：

這類故障的原因，一般是主回路沒有電壓，主回路中斷路器QM1斷開；控制回路中按鈕SB1、

SB2、SB3接觸不良，接觸器線圈不良；回路中存在短路，電動機堵轉(zhuǎn)等因素所造成。

（2）故障排查：

A、檢查主回路U、V、W三相之間的電壓是否為交流380伏，用萬用表測量斷路器QM1進(jìn)

線端端子U、V、W三相之間線電壓是否正常。

B、檢查斷路器QM1是否跳開，如果沒有跳開，用萬用表測量斷路器QM1出線端端子U1、

VI、W1三相之間線電壓是否正常；如果QM1跳開，分析其跳開的原因：a.是否斷路器QM1的整定

電流太小，沒有超過電動機的額定電流值。如果是，放大斷路器QM1的整定電流值。b.檢查回路是

否存在短路現(xiàn)象，用萬用表測量電動機三相之間、相地之間的電阻值，看看是否存在短路。c.檢查

是否電機堵轉(zhuǎn)。

C、檢查控制回路的電壓是否為交流220伏，用萬用表測量線號91、90之間的電壓有無交流220

伏。

D、控制回路中停止按鈕SB3的觸點為常閉連接，SB3不動作時，線號91端和線號100端為等

電位，用萬用表測量線號100、90之間的電壓有無交流220伏。如果沒有，可判斷SB3不良。

E、正轉(zhuǎn)控制回路中起動按鈕SB1的觸點為常開連接，當(dāng)SB1被按下后，線號100端和線號101

端為等電位?？稍跀嚯姷臈l件下，用萬用表電阻檔來測量線號100端和線號101端的通斷情況，如果

不通，可判斷為SB1不良。也可用萬用表測量線號101、90之間的電壓有無交流220伏來判斷。

F、正轉(zhuǎn)控制回路中按鈕SB2的觸點為互鎖常閉連接，用萬用表測量線號102、90之間的電壓

有無交流220伏。如果沒有，可判斷SB2不良。

G、正轉(zhuǎn)控制回路中接觸器KM2的觸點為互鎖常閉連接，同理，用萬用表測量線號103、90之

間的電壓有無交流220伏。如果沒有，可判斷KM2的常閉觸點不良。如果有220伏電壓，說明接觸

器KM1的線圈已經(jīng)得電，KM1的主觸頭吸合，主回路的380伏電壓就加在電動機三相端子上了。若

接觸器KM1仍不動作，可判斷為KM1不良。

H、反轉(zhuǎn)控制回路結(jié)構(gòu)和正轉(zhuǎn)控制回路相似，可用前述檢修方法查找故障。

2.電動機可以旋轉(zhuǎn)，但只能一個方向旋轉(zhuǎn)

(1)故障分析：

這類故障的原因，一般是主回路接觸器KM1、KM2的主觸點連接一樣，沒有錯開相序連接；控

制回路中的正轉(zhuǎn)回路或反轉(zhuǎn)回路之一有故障。

(2)故障排查：

A、檢查主回路中兩個接觸器主觸點的線路連接。

B、控制回路故障排查，排查方法和第一個任務(wù)的控制回路故障排除方法相同。

三、注意

嚴(yán)格遵守實驗室規(guī)章制度，嚴(yán)格遵守電工安全知識及操作規(guī)程，文明操作。

小結(jié)

教學(xué)日記

項目課程教案

教師姓名授課班級數(shù)控04Gl授課日期9.8課時數(shù)2

數(shù)控04G2

項目與模塊名稱項目一、數(shù)控機床強電控制回路維修

模塊二、數(shù)控機床電源控制回路故障診斷與維修

教學(xué)場所西215

教學(xué)目標(biāo)1.能夠陳述元器件（變壓器、二極管、電容器）的功能、符號

2.能正確識讀數(shù)控機床控制電源回路圖

3.知道正弦交流電基礎(chǔ)知識

1.元器件功能與電氣符號

教學(xué)重點

2.正弦交流電

教學(xué)難點正弦交流電

更新、補充刪節(jié)內(nèi)容

所需工具、設(shè)備

名稱及數(shù)量

教學(xué)方法講授法、演示法

教學(xué)組織形式班級教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容與步驟

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。

UV

50HZAC380V

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。

教學(xué)內(nèi)容與步驟

二、相關(guān)實踐知識：

（一）元器件認(rèn)識

1.數(shù)控機床常用控制變壓器的認(rèn)識

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『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。

Q）心式S）殼式

圖1-23變壓器

圖1-24變壓器的結(jié)構(gòu)

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Cl、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(fù)載兩端得到脈動

較小的直流電。

4.圖中QF為單相斷路器，主要用于保護(hù)。

三、相關(guān)理論知識：

（一）交流電源

1.正弦交流電基本概念：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。

2.表示正弦交流電特征的物理量

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，

頻率的單位是Hz（赫［茲］）。lHz=ls"。

正弦量的變化規(guī)律用角度描述是很方便的。如圖1-25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)角度變到口/2時，電動勢達(dá)到最大值，當(dāng)角度變到“時,

電動勢變?yōu)榱阒担▓D1一25）。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3表示。式（1一4）中的3即是角頻率。角頻率與頻率、周期之

間，顯然有如下的關(guān)系：

（0=7'=2酒（式1-3）

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

1-26中的電動勢，其瞬時值為

e=Emsin（3t+°0）（式1-4）

圖1-25正弦交流波形圖

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1-26）。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(biāo)m表示，例如Im、Em、

Um等。

有效值：在實際應(yīng)用中，交流電的大小是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的；交流電通過一個電阻時，在

一段時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量如果等于某一直流電通過同一電阻所產(chǎn)生的熱量，則直流電的大小即為交

流電的有效值。

通常所說的交流電壓，交流電流的大小都是指有效值；各種交流電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)注的額定值

和一般交流電表所指示的數(shù)值，也是指有效值。

計算表明，按正弦規(guī)律變化的交流電的有效值I和V與其最大值Im和Vm之間分別有如下關(guān)系：

J_Imrj_Um

正正

③正弦交流電的相位和相位差

圖1-27不同相的電動勢

正弦交變電動勢6=E,“sin(3f+00)，它的瞬時值隨著電度0+。0而變化。電角度碗+外叫做

正弦交流電的相位。例如圖1-27(a)所示的發(fā)電機，若在電機鐵心上放置兩個夾角為四)、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：

〃=￡,”sinw

eB=Emsin(?r+仰)

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3t,eB的相位是

cot+(p[],見圖l-27(b)。

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的初相是夕0。

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(dá)最大值的先后差距。

例如，已知：ix=/1,〃sin(m+O]);i2=Ilmsin(cot+(p2)

則ii和i2的相位差為

e=(助+^1)-(co,+。2)=/一g

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e-例>0,稱“ii超前于i2"；若e-/<0,稱滯后于

i2"；若e-％=0,稱“ii和i2同相位“；若相位差e-科=-180'°，則稱"ii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。

例如圖1-28所示的正弦交流電，寫出它們的瞬時值表達(dá)式。

解ii、i2、i3瞬時值為

ii=5sin3t(A)i2=7.5sin(wt+)5A)

6

i3=7.5sin(wt-2E)(A)

2

例已知正弦交流電：

ii=5sinwt(A)

i2=10sin(wt+45°)(A)

i3=50sin(3wt-45°)