电工电子基础知识

维修电工技师培训 电工电子基础知识 一 供 节电的一般知识P8知识鉴定要素细目表1 电力系统 由发电机 升降压变压器 输电线路以及各种用电设备联系在一起的构成统一的整体 用以实现发电 输电 变电 配电和用电 2 电力网 由电力线路及与其连接的变电所组成 用以实现输电 变电 配电 它是电力系统的一部分 是输电线路和配电线路的统称 是输送电能和分配电能的通道 是把发电厂 变电所和电能用户联系起来的纽带 我国以火力发电为主 其次是水力和原子能发电 3 节能措施 1 提高用电管理水平 2 依靠技术进步 搞好设备改造 采用四新技术 提高功率因数 对旧设备更新改造 合理选用电气设备 节约照明电路用电 推广节电新技术 二 电磁感应1 直导体中的电磁感应2 线圈中的电磁感应大小e BVLe N t方向右手定则楞次定律3 自感4 互感大小e L i t大小e M i t方向楞次定律方向同名端 三 控制变压器和整流变压器的选用TM 电力变压器TC 控制电源变压器P200第3题控制变压器 用于自控系统中的小功率变压器 其作用降低辅助电路的电压 以满足一些电气元件的电压要求 保证控制电路安全可靠地工作 选用原则 1控制变压器一 二次侧电压应符合交流电源电压 控制电路和辅助电路的电压的要求 2保证接在变压器二次侧的交流电磁器件启动时能可靠地吸合 3电路正常运行时 变压器的温升不应超过允许值 整流变压器 将单相220V 三相380V交流电压变化为整流所需要的交流电压值 降压 经整流元件整流后 为电磁器件提供直流电源 选用原则 整流变压器 次侧电压应与交流电源电压相等 二次侧电压应满足直流电压的要求 整流变压器的容量要根据直流电压 直流电流来确定 二次侧的交流电压U2 交流电流I2与整流方式有关 单相整流变压器容量可按P U2I2来计算 基本结构 铁心和绕组基本原理 电磁感应铭牌参数 型号 UN IN SN UK 阻抗电压 短路电压UK占U1N的百分比 温升作用 可以改变交流电压 交流电流 阻抗 相位 但S f不能变 UK UK U1N 100 实际运行时允许相差10 P226第105题温升 额定运行时允许超过周围环境温度的数值 应按UN IN SN 接线方式 使用环境 外界因数来选择 四 变压器短路试验 低压侧短路 高压侧加压U1从0逐渐升高 当一次电流达到I1N时侧出短路电压UK 短路损耗PK及室温 求出短路阻抗Z K再将其值换算到标准温度75度的值 Z K UK I1N 五 交流电磁铁 是利用通电的铁心线圈吸引衔铁从而产生牵引力的一种电器 一般由励磁线圈 铁心和衔铁组成 原理 线圈通电 产生磁场铁心和衔铁同时被磁化 衔铁受到电磁吸力作用而被吸向铁心 特点 动作迅速 灵敏 易控制用途 在生产设备中特别是远距离操纵及自动化设备中常以电磁铁代替人工完成各种搬运 控制和保护作用 常用的器件有 继电器 接触器 液压电磁阀 电磁吸盘 电磁抱闸和牵引电磁铁等 互感器 电流互感器电压互感器N1很少 N2很多N1很多 N2很少L1导体粗 L2导体细L1导体细 L2导体较粗L1串联在一次回路中 L2串联在仪表 继电器线圈回路中注意事项 电流互感器工作时二次侧不得开路 如开路 二次侧会出现危险的高压 危及设备及人身安全 电流互感器二次侧必须有一端接地 接线时必须注意端子极性 互感器 电压互感器工作时二次侧不得短路 如短路将产生很大的短路电流 有可能烧毁电压互感器 甚至危及一次系统的安全运行 二次侧必须有一端必须接地 接线时必须注意端子极性作用 变换 隔离 扩大仪表 继电器等的电流范围 使它们规格统一 利于批量生产P58第37题P75第149 150题 六 LC谐振电路的特点 串联谐振阻抗最小 电路呈纯电阻性 Z0 R 电总电流最大I0 U R 分电压比总电压大Q倍又称电压谐振 电路具有选择性可用于选台 电路总无功率为0 Q XL R XC R 谐振电路的特点 并联谐振阻抗最大 电路呈纯电阻性 Z0 L RC 电路总电流最小 I0 U Z0 支路电流是总电流的Q倍又称电流谐振 在通讯工程中有广泛地运用 电路总无功率为0 Q XL R XC R 谐振电路的条件 LC谐振电路的条件 XL XCW0L 1 W0Cf0 1 2 LC 七 品质因数Q 谐振的实质是电容中的电场能与电感中的电磁能相互转换 完全补偿通常用QL或QC的绝对值与电路中有功功率的比值来表示谐振程度Q QL P或QC P XL R或XC R品质因数Q是反映LC谐振回路损耗大小的一个重要参数 Q值越大 等效电阻越小 损耗越小 选频特性越好P68第2题 八 线性叠加 在线性电路中 任一支路的电流 或电压 都是电路中各个电源单独作用时 在该支路产生的电流 或电压 的代数和 它主要用来指导其它定理 结论和分析电路 当一个电源单独作用时 应将其余的恒压源作全部短路 恒流源作全部开路处理 但其内阻保留 原理是线性方程的可加 电流电压都可用 但功率的计算不能用 因为功率与电流不是线性关系 九 三相交流电路 三相对称电动势的概念三相对称电动势的矢量和为零相序 三相对称电动势到达最大值的先后次序 三相四线制的定义中线的作用三相负载的连接三相对称负载Y连接IL IPUL 3UPUL超前UP30度三相对称负载 连接IL 3IPUL UPIL滞后IP30度三相对称电路的计算 三相变单相功率的计算 P 3UPIPCOs 3ULILCOs Q 3UPIPSin 3ULILSin S 3UPIP 3ULIL 为UP IP的相位差功率因数的概念提高功率因数的意义和方法 十 基本放大电路 要求 1 要有一定的放大能力2 非线性失真要小3 要有合适的Ri和R04 工作要稳定原理特点分析方法Q点的设置三种接法多级放大电路 阻容 变压器 直接三种耦合方式 AU AU1 AU2 AUNRi Ri1R0 R0N 十一 基本振荡电路 功能 将直流电变换为具有一定频率和幅度的正弦交流电 振荡电路主要应用于测量 控制 通信工程 基本振荡电路 分类 1 LC振荡电路 又分变压器 电感三点式 电容三点式 可产生1000MHZ以上的高频正弦信号2 RC振荡电路可产生较低频率范围 1HZ 1MHZ 正弦信号3 石英晶体振荡电路品质因素高 谐振频率很精确和很稳定可获得很高的频率稳定度 基本振荡电路 电路组成 选频网络 放大电路 反馈电路 稳幅环节振荡条件 1 相位条件2 振幅条件还应满足起振的幅值条件 十二 差动放大电路P5 直流放大电路的定义零点漂移的定义克服零点漂移的方法 1 选用高稳定度的电源和温度稳定性好的元器件2 采用差动放大电路四种接法 P6表1 2 十三 共模抑制比 差模输入信号 等幅反相共模输入信号 等幅同相KCMRR Aud Auc 差模电压放大倍数 共模电压放大倍数理想状态 Auc 0KCMRR 其值越大越好P55二 2 3 4 十四 放大电路中的交流负反馈P3 作用 1 稳定放大电路的放大倍数2 减少非线性失真3 扩展频带4 改变Ri和R0电压串联负反馈Ri增大R0减少电流串联负反馈Ri增大和R0增大电压并联负反馈Ri减少和R0减少电流并联负反馈Ri减少和R0增大 十五 集成运放电路 是一种高放大倍数的直接耦合的多级放大器 在发展初期 主要用于计算机的数学运算 目前已远远超出数字运算的范围 广泛地应用于各种实用的线性和非线性电路中 集成运放电路 1 组成 输入级 中间级 输出级输入级采用差动放大电路克服零点漂移 有同相和反相二个输入端 输入电阻 中间级常采用共发射极放大电路 提供足够大的AU输出级采用射极输出器或由射极输出器组成的互补对称输出电路 为负载提供一定幅度的信号电压和电流 同时具有一定的保护功能 集成运放电路 2 理想集成运放电路的特点 虚短和虚断AU0 Rid R0 0KCMR 无失调现象3 符号 旧新4 主要技术指标9个A0d KCMR Rid UI0 输入失调电压温漂 II0 输入失调电流温漂 最大共模输入电压 最大差模输入电压 5 分类 6 手册查阅方法 国产集成电路系列和品种的型号由五部分组成 集成运放电路 7 应用 1 反相比例放大器AU RF R1 2 反相比例加法放大器u0 RF R1 ui1 ui2 3 同相比例放大器AU 1 RF R1 4 积分运算放大器u0 1 T t0uidt输入方波 输出三角波 性能像低通滤波器 采用CF并联RF来降低噪声 获得较小的漂移和较好的稳定性 5 比例积分运算放大器是比例放大器和积分放大器的叠加 可同时满足电路动态和静态响应的要求 十六 集成运放比较器电路 非线性运用 电路处于开环或带正反馈的工作状态如电压比较器 1 直接比较器 输入信号分别加在两个输入端 哪个作用强 输出就向该方倾斜优点电路简单 灵敏度高 但抗干扰能力差 2 滞环比较器电路由于接了正反馈 形成了滞环 阀值电压 使输出电压翻转的电压 两个阀值电压之差称为回差电压 这种电路抗干扰能力强 常用于环境干扰较大的场所和波形整形 也可应用于交流调速等方面 555精密定时器P87P49一 64 65 66 67 68P55二 5 6 7P68三 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23P78四 19 十七 集成逻辑门电路 任何复杂的数字电路都可由基本门电路组成 1 TTL与非门是晶体管 晶体管逻辑门电路 输入级是多发射极晶体管 完成与功能 中间级是共发射极电压放大电路 完成非功能 输出级是采用推挽式结构或射极输出器 提高带负载能力 逻辑功能 有0出1 全1出0 集成逻辑电路 2 CMOS集成逻辑电路是由单极型绝缘栅场效应管为基本元件构成的 MOS集成电路制造工艺简单 体积小 集成度高 功耗低 抗干扰能力强 已得到广泛的运用 分类 NMOSN沟道增强型PMOSP沟道增强型CMOS互补型P56二 10 11 P69三 27 28 29 十八 组合逻辑电路 任何时刻的输出信号 只取决于该时刻的输入信号而与信号作用前的电路的状态无关 它由基本的逻辑电路构成 如编码器 译码器 数字分配器 数字选择器 半加器 全加器 数码比较器 奇偶检验器等 组合逻辑电路 1 组合逻辑电路的分析 已知逻辑电路 判断逻辑功能P76四 第1题2 组合逻辑电路设计 对给定的实际逻辑问题构成逻辑电路如三人表决方案 十九 时序逻辑电路 任何时刻的输出信号 不仅取决于该时刻的输入信号而且还取决于电路的原来的状态 如计数器 寄存器和顺序脉冲分配器等 时序逻辑电路 计数器 用于累计 并寄存输入脉冲个数的时序逻辑电路分类 按数字增减分 按进位制分 按翻转方式分 同步 异步 寄存器 用来暂存数据和信息分数码寄存器和移位寄存器 单向和双向移位寄存器 数字显示电路 将数字电路输出的二进制代码信息用十进制数字显示出来 一般由译码器 驱动电路和数字显示器组成 数字显示器有 辉光数码管 莹光数码管 发光二极管数码显示器 LED 液晶数码显示器 LCD A D与D A转换器A D 模 数转换D A 数 模转换 二十 二进制数码 为什么要采用二进制 数码 0 1权数 2N十进制化二进制除2取余数二进制化十进制按权数展开 10 10 1010 2 111010 2 58 10 256 10 100000000 2 101111 2 47 10P139一 18 二十一 电动机日常维护与保养 要求 清洁 整齐 润滑 安全电动机应保持表面清洁 进口出口必须保持畅通 不允许有水滴 有油污或金属屑等异物掉入电动机的内部 经常检查运行中的电动机负载电流是否正常 用钳形电流表查看三相电流是否平衡 三相电流中任何一相与其三相平均值相差不允许超过10 对工作在正常环境条件下的电动机 应定期用绝缘电阻表检查其绝缘电阻 对工作在潮湿多尘及含有腐蚀性气体等环境条件的电动机 更应经常检查其绝缘电阻 其绝缘电阻至少为0 5M 对于高压电动机 其定子绕组绝缘电阻为1M KV 转子绝缘电阻至少为0 5M 经常检查电动机的接地装置 确保牢固可靠 经常检查电动机的温升是否正常 经常检查电动机的振动 噪声是否正常 有无异常气味 冒烟 启动困难等现象 一旦发现 应立即停车检查 经常检查电动机轴承是否有过热 润滑脂不足或磨损等现象 轴承应定期清洗检查 定期补充或更换轴承润滑脂对于绕线转子异步电动机 应检查电刷与集电环之间的接触压力 磨损及火花情况 发现有不正常的火花时 需进一步检查电刷或清理集电环表面 并校正电刷弹簧压力 对于直流电动机 应检查换向器表面是否光滑圆整 有无机械损伤或火花灼伤 若沾有碳粉 油污等杂物 要用干净柔软的白布蘸酒精擦去 换向器在负荷下长期运行后 其表面会产生一层均匀的深褐色的氧化膜 这层薄膜具有保护换向器的作用 切忌用砂布磨去 检查电动机的引出线是否绝缘良好 连接可靠 二十二 电动机的维护 做好运行的监视 监视电流 电压 判断电动机是否过热 故障现象 发生人身触电 冒烟起火 剧烈振动 机械损伤 轴承剧烈发热 串轴冲击 扫膛 转速突降 温度迅速上升等 2 定期检查和保养 做好日常的整齐 润滑 清洁 安全等保养工作 做好电动机的小修和大修 直流电动机的维护保养 1 换向器的保养 换向器的表面应保持光洁 如有轻微灼痕时 可用00号砂布仔细研磨 如表面不圆或局部不平 则应拆下重新车削2 电刷的保养 电刷和换向器应有良好的接触和一定的压力 电刷磨损及碎裂后应调换型号 规格都相同的电刷 要求电刷与刷握框的配合不能太紧 而且对新的电刷要研磨光滑以达到与换向器的接触相吻合 二十三 电动机的机械特性 启动开始n 0 Tst TL n上升 T上升 Tmax n上升 T下降 当T与TL平衡时 电动机开始稳定运行 启动结束电动机控制电路熔丝的选择P78 四 20 23P139二 26P140二 30 二十四 晶闸管及其整流电路P85 晶闸管的结构 特性 工作原理 作用1 三相半波可控整流电路2 三相桥式全控整流电路3 触发电路 单结管触发电路晶体管触发电路P78四 21P140三 38 40 二十五 直流电动机的启动和调速P47 起动 电枢回路串接电阻起动降低电枢电压减压起动调速 在电动机的机械负载不变的条件下 人为改变电动机的转速可采用机械的方法 电气的方法 和二者结合的方法 电气调速的方法有改变电枢电压调速电枢回路串接电阻调速改变励磁磁通 弱磁 调速 改变励磁绕组电流方向 改变电枢电流方向 常用 可实现电动机反转 制动 加上与电动机转向相反的转距 用来使电动机迅速停转或限制转速 方法有机械制动 电力制动 回馈 反接 能耗 二十六 直流伺服电动机P77 1 基本结构 实质上是一台他励直流电动机2 特点 气隙小 磁路不饱和 磁通和励磁电流电压成正比 电枢电阻较大 机械特性为软特性 电枢细长 转动惯量小 分永磁式和电动式两种 3 工作原理与直流电动机基本相似P404 调速 有常用的电枢控制方式 磁极控制方式安全用电知识触电的概念常见的触电形式安全用电技术安全生产规章制度P52一 114 120P58二 39 40 41 42 43 44P139二 21 高级技师培训讲稿P167知识鉴定要素细目表电容器替代方法电容器的替代除要求电容量相同外 电容器的耐压首先要满足要求 也就是要满足电性能要求 主要考虑电容量 允许误差和额定工作电压等指标是否达到电路的要求 这些指标既不能过高 也不能过低 过高造成浪费 过低不但达不到电路的要求 而且不安全 额定工作电压 耐压 电容器长时间工作而不会引起介质性能遭到任何破坏的直流电压数值 考虑电路要求和使用环境如用于提高功率因数 应选频率大耐压高的电容 用于谐振回路应选稳定性高 介质损耗小的像云母 陶瓷电容 用于电源滤波的应选大容量的电解电容 考虑装配形式 体积及成本等 二 电磁感应1 直导体中的电磁感应2 线圈中的电磁感应大小e BVLe N t方向右手定则楞次定律3 自感4 互感大小e L i t大小e M i t方向楞次定律方向同名端 三 运算放大器知识P188是一种高放大倍数的直接耦合的多级放大器 在发展初期 主要用于计算机的数学运算 目前已远远超出数字运算的范围 广泛地应用于各种实用的线性和非线性电路中 1 组成 输入级 中间级 输出级输入级采用差动放大电路克服零点漂移 有同相和反相二个输入端 输入电阻 中间级常采用共发射极放大电路 提供足够大的AU输出级采用射极输出器或由射极输出器组成的互补对称输出电路 为负载提供一定幅度的信号电压和电流 同时具有一定的保护功能 2 理想集成运放电路的特点 虚短和虚断AU0 Rid R0 0KCMR 无失调现象3 符号 旧新4 主要技术指标9个A0d KCMR Rid UI0 输入失调电压温漂 II0 输入失调电流温漂 最大共模输入电压 最大差模输入电压 5 分类 6 手册查阅方法 国产集成电路系列和品种的型号由五部分组成 四 常用集成运算放大器及其功能 1 线性应用 集成运放工作在闭环状态2 非线性运用 电路处于开环或带正反馈的工作状态如电压比较器 滞环比较器电路等 五 晶闸管及其整流电路晶闸管的结构 特性 工作原理 作用单相半控整流电路三相半波可控整流电路三相桥式全控整流电路触发电路 单结管触发电路晶体管触发电路P218二 30 31 36P234五 4 10 六 运算放大器组成的基本线性运算电路 1 反相比例放大器AU RF R1 2 反相比例加法放大器u0 RF R1 ui1 ui2 3 同相比例放大器AU 1 RF R1 4 积分运算放大器u0 1 T t0uidt输入方波 输出三角波 性能像低通滤波器 采用CF 并联RF来降低噪声 获得较小的漂移和较好的稳定性 5 比例积分运算放大器是比例放大器和积分放大器的叠加 可同时满足电路动态和静态响应的要求 七 运算放大器组成的非线性运算电路 1 直接比较器 输入信号分别加在两个输入端 哪个作用强 输出就向该方倾斜优点电路简单 灵敏度高 但抗干扰能力差 2 滞环比较器电路由于接了正反馈 形成了滞环 阀值电压 使输出电压翻转的电压 两个阀值电压之差称为回差电压 这种电路抗干扰能力强 常用于环境干扰较大的场所和波形整形 也可应用于交流调速等方面 P205一 76 77P212186 198P215二 1 2 3 10 11 12 13 14 22 23 24 25 27 28 33 35P227三 10 11 12 13 14 15 30P232四 1 2P23822 八 555时基电路原理555集成定时器 时基组件 是一种将模拟功能与数