电阻测量法在电力拖动控制线路安装中的应用.doc

电阻测量法在电力拖动控制线路安装中的应用【摘要】 在电力拖动控制线路与技能训练的教学中,不少的学生在控制线路安装完后电路是否正确没有信心、不敢到试验台上通电试车,当线路出现故障时不知如何去处理、束手无策;在机床控制线路故障的检修中也存在同样的情况。 【关键词】 电阻测量法 电力拖动控制线路 学习电力拖动控制线路与技能训练除了电气元件的认识外,主要包括线路安装和线路故障检修两大部分。在实操训练中,电路安装完后的检查以及机床控制线路故障的检测方法有多样,常用的有电压测量法、电流测量法和电阻测量法。虽然电压测量法和电流测量法都有快速、准确的优点,但由于要带电测量,在实际操作中学生存在触电的恐惧心理,多数学生都不用。相反电阻测量法则断电操作,学生觉得安全而大受欢迎。下面就讨论电阻测量法在电力拖动控制线路安装和故障检修中的应用。 一、在电力拖动控制线路安装完成后自检中的应用 控制线路安装完后不少的学生会立即到试验台处通电,但又怕通电失败,通电不成功(特别是电路出现短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾,反复多次后严重挫伤学生的进取心和学习积极性,这种现象是由于学生对电路的工作原理不熟悉造成的。解决的办法是先要求学生多识读电路图、分析电路的控制原理,同时掌握基本的测量方法。电路安装完后先在原位用电阻法进行自检测量,下面以接触器联锁正反转控制线路为例来讲解,电路图如图1、接触器选择CJ10-20。 安装前测量各元件是否完好,坏的要修理好,修不好的要更换新的,同时要测量并记下自己所用交流接触器KM1、KM2线圈的直流电阻,具体的数值不同型号的接触器有较大有差别,如常用的CJ10-20交流接触器线圈直流电阻约2000、而型号较新的S-K21线圈直流电阻则只有几百欧姆。首先,用万能表电阻档测量熔断器FU1、FU2、FU3,应该是电阻为0,若不导通,则更换熔体或重拧紧熔断器的瓷帽直到导通良好,然后才能进行下面的自检测量。万能表选用合适的档位,档位过大使示数太小、误判是短路,档位过小使示数很大、误判为开路,严重会影响到测量的准确性;一般选择10档或者100档。在自检测量时把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点(或是FU2的出线点0、1两点),按下按钮、接触器位置开关等元件来模拟控制元件的工作,根据各支路的通断使得所控制的接触器线圈、继电器线圈形成并联或断开,从万电表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。步骤可分为按钮功能、接触器自锁功能、接触器互锁功能及主电路来进行,把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点,万用表的读数指示为(如果电阻为0,则电路存在短路;如果电阻为2000或1000则有可能是自锁触头或启动按钮接错)。 (一)控制电路的检查(电路正常的万能表示数) 1、按钮功能检查 (1)正转控制检查: 按下启动按钮SB1万能表指针读数指示约2000(正转控制接触器KM1线圈回路接通)。 1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示(正转控制接触器KM1线圈回路被切断) 2)此时松开SB3,同时按下SB2万能表指针读数指示约1000(KM1、KM2两个控制回路并联) 3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示(正、反转控制回路同时被切断) (2)反转控制检查: 按下启动按钮SB2万能表指针读数指示约2000(反转控制接触器KM2线圈回路接通)。 (1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示(反转控制接触器KM2线圈回路被切断) (2)此时松开SB3,同时按下SB1万能表指针读数指示约1000(KM1、KM2两个控制回路并联) (3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示(正、反转控制回路同时被切断)2、自锁各互锁检查 (1)正转控制: 按下KM1触头支架万能表指针读数指示约2000(接触器KM1常开辅助触头3、4两点接通KM1线圈控制回路) 1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约(接触器KM1线圈控制回路被切断),则自锁正常。 2) 松开SB3,同时按下KM2触头支架万能表指针读数指示约(KM1线圈回路被KM2常闭辅助触头4、5两点切断),则互锁正常。 (2)反转控制: 按下KM2触头支架万能表指针读数指示约2000(接触器KM2常开辅助触头3、6两点接通KM2线圈控制回路) 1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约(接触器KM2线圈控制回路被切断),则自锁正常。 2) 松开SB3,同时按下KM1触头支架万能表指针读数指示约(KM2线圈回路被KM1常闭辅助触头6、7两点切断),则互锁正常。 (二)主电路的检查 主电路的检查一般是在控制电路检查完后进行,主要目的是为了检查主电路是否存在短路。在检查主电路时由于电动机每相绕组的直流电阻较小,一般在10以下,电阻档应该选择1档。接上电动机后按各接触器的工作顺序按下接触器触头支架模拟接触器工作,同时用万能表测量总开关出线点U11、V11、W11两两间的电阻,电阻大小应该相等且为电动机任意两根电源引线间电阻。若出现电阻为零,说明主电路出现短路;如果出现电阻较大或,说明主电路存在接触不良或开路。 在图1电路中,假设电动机M的绕组是形连接,每相绕组电阻为5,测量步骤如下: 1.按下KM1触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10; 2.按下KM2触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10; 在本例中为了检查反转时KM2进、出线的U相W相是否换相,要同时按下KM1、KM2触头支架进行检查。U11-V11、V11-W11间的电阻,读数应为7.5(此时U相绕组与W相绕组并联后跟V相绕组串联);U11-W11间电阻为零(由于反转时KM2出线端U相与W相要换相)。 经过测量后若电阻值符合以上规律,电路接线基本正确没有存在严重的故障(短路),通电成功率很高,同时学生在测量过程中也提高了分析判断电路的水平。最后要提醒,在接通电源后通电试车前应该用电压测量法测量各熔断器的输出电压是否正常,若不正常要找出原因;当控制电路能正常控制后,一定要测量连接电动机的电源输出端子的电压是否正常,以免造成电动机通电时缺相。电子产品静电放电的危害、测试及其对策摘要:静电是人们日常生活中一种司空见惯的现象，静电的许多功能已经应用到军工或民用产品中，如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而，静电放电（ESD）却又成为电子产品和设备的一种危害，造成电子产品和设备的功能紊乱甚至部件损坏。一个操作员在正常的设备操作中也可能因衣服或皮肤带有危害的电荷而使机器运行紊乱，甚至损坏硬件设备。现代半导体器件的规模越来越大，工作电压越来越低，导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。ESD对于电路引起的干扰、对元器件、CMOS电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。电子设备的ESD也开始作为电磁兼容性测试的一项重要内容写入国家标准和国际标准。 关键词:电子产品;静电放电;测试;设计 一、静电放电形成的机理及其对电子产品的危害 静电是两种介电系数不同的物质磨擦时，正负极性的电荷分别积累在两个物体上而形成：当两个物体接触时，其中一个趋于从另一个吸引电子，因而二者会形成不同的充电电位。摩擦起电是一个机械过程，依靠相对表面移动传送电量。传送的电量取决于接触的次数、表面粗糙度、湿度、接触压力、摩擦物质的摩擦特性以及相对运动速度。两个带上电荷的物体也就成了静电源。就人体而言，衣服与皮肤之间的磨擦发生的静电是人体带电的主要原因之一。 静电源跟其它物体接触时，依据电荷中和的原则，存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压。这个高速电量的传送过程中，将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场，严重时将其中物体击毁。这就是静电放电。国家标准是这样定义的：“静电放电：具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移（GB/T4365-1995）”，一般用ESD表示。ESD会导致电子设备严重地损坏或操作失常。半导体专家以及设备的用户都在想办法抑制ESD。 在电子产品的生产和使用过程中，操作者是最活跃的静电源，当人体穿着绝缘材料的织物，并且其鞋也是对地绝缘的时候，人在地面上运动时，就可能积累一定数量的电荷，当人体接触与地相连的元件、装置的时候就会产生静电放电。现以人体为例，计算人体的带电情况。当人们穿着化纤织物时，人体运动的充电电流约 107106A，总的充电电荷约（0.15）X106库仑，人体对地的电容约150250pF，若以电荷3X106库仑计，则充电电压可达525kV。人体的静电放电模型可用电阻和电容的串联来模拟，设人体电阻R=500，人体电容C=300pF，人体带静电电压U=10kV，则静电所含能量为：W=1/2（CU2）15（mJ）尽管静电电压高达10kV，能量仅15mJ，对人体没伤害，但当人手去触摸设备的金属部分时会产生火花放电，瞬间的脉冲峰值很高，很可能对电子电路产生干扰或破坏。本例中放电电流的峰值为：IPUR=20（A）；放电时间很短，可近似为：TdRC150（ns），这对于MOS电路来说，则将受到致命打击。ESD两种主要的破坏机制是：由于ESD电流产生热量导致设备的热失效；由于ESD感应出高的电压导致绝缘击穿。两种破坏可能在一个设备中同时发生，例如，绝缘击穿可能激发大的电流，这又进一步导致热失效。 二、电子产品的静电放电测试及相关要求 随着电子产品的复杂程度和自动化程度越来越高，电子产品的ESD敏感度也越高，电子产品抵御ESD干扰的能力已经成为电子产品质量好坏的一个重要因素。那么如何来衡量电子产品抗ESD干扰的能力？通过ESD抗扰度试验可以检测这种能力。为此越来越多的产品标准将ESD抗扰度试验作为推荐或强制性内容纳入其中。电子设备的ESD抗扰度试验也作为电子设备电磁兼容性测试一项重要内容列入国家标准和国际标准。 对不同使用环境、不同用途、不同ESD敏感度的电子产品标准对ESD抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于ESD抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.2-1998 （idt IEC 61000-4-2:1995）：电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验这一国家电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进行试验。三、常用的瞬态抑制保护电路有以下几种 箝位二极管保护电路：使用2只二极管的目的是为了同时抑制正、负极性的瞬态电压。瞬态电压被箝位在V+VPNV-VPN范围内，串联电阻担负功率耗散的作用。利用现有电源的电压范围作为瞬态电压的抑制范围，二极管的正向导通电流和串联电阻的阻值决定了该电路的保护能力。本电路具有极好的保护效果，同时其代价低廉，适合成本控制比较严、静电放电强度和频率不十分严重的场合。 压敏电阻保护电路：压敏电阻的阻值随两端电压变化而呈非线性变化。当施加在其两端的电压小于阀值电压时，器件呈现无穷大的电阻；当施加在其两端的电压大于阀值电压时，器件呈现很小电阻值。此物理现象类似稳压管的齐纳击穿现象，不同的是压敏电阻无电压极性要求。使用压敏电阻保护电路的特点是简单、经济、瞬态抑制效果好、对电路带来的负面影响甚微，且可以获得较大的保护功率。 稳压管保护电路：背对背串接的稳压管对瞬态抑制电路的工作原理是显而易见的。当瞬态电压超过V1的稳压值时，V1反向击穿，V2正向导通；当瞬态电压是负极性时，V2反向击穿，V1正向导通。将这2只稳压管制作在同一硅片上就制成了稳压管对，使用更加方便。 TVS（瞬态电压抑制器）二极管：这是最近发展起来的一种固态二极管，适用用于ESD保护。一般选择工作电压大于或等于电路正常工作电压的器件。TVS二极管是和被保护电路并联的，当瞬态电压超过电路的正常工作电压时，二极管发生雪崩，为瞬态电流提供通路，使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。由于TVS二极管的结面积较大，使得它具有泄放瞬态大电流的优点，具有理想的保护作用。但同时必须注意，结面积大造成结电容增大，因而不适合高频信号电路的保护。改进后的TVS二极管还具有适应低压电路(5V )的特点，且封装集成度高，适用于在印制电路板面积紧张的情况下使用。这些特点决定了它有广泛的适用范围，尤其在高档便携设备的接口电路中有很好的使用价值。 结语 ESD是造成电子产品工作失常或功能失效的一个重要原因，随着技术的发展和产品的复杂程度的提高，ESD对电子产品的危害也越来越被大家重视。从产品要求的整体情况来看，目前出口的电子产品大多数对ESD抗扰性有要求，达不到要求者被视为不合格产品，是被进口国禁止销售的；国内大多数产品及产品族标准对产品的抗ESD特性没有强制要求，但这并不是说ESD抗扰性不重要，电子产品的ESD抗扰性