电工基本手册.doc

常用仪器仪表的使用（要求同学们对本讲义中最基本的原理要清楚，通过实际操作逐步掌握培训内容。在动手过程中，树立创新思想，勤于思考，提出问题和解决问题，最后达到中级电工证培训的要求）一、 钳表1.组成：由电流互感器和一个磁电式仪表组成。2.特点：在不断开导线的情况下，测量流过导线的电流。3.要求：将被测导线放入钳内中间，慢慢合上钳口（合上铁芯），如果发现指针偏转较大，指示超过量程，应将被测导线脱离钳口，调整量程档位后重新测量。4.缺点：精度低（2.5或5）。5.注意：测量小电流时，可在铁芯上绕几匝线圈，并将测量结果代入下式计算。例1：巳知一导线流过电流为0.7A，选择钳表电流5A最小档位时，问铁芯上最多能绕多少匝线圈？解：将已知数代入公式 例2：钳表的钳口中放入电源中的U、N单相线、放入U、V、两相线或同时放入U、V、W三相线，结果会怎样？解：根据题意作图I测0 互相抵消 I测IU或IV I测0 三相电流之和为零 钳表使用时要注意的几个问题1.当不知被测值时，电流档位要从大量程档向小量程档选择；2.不能带电转换档位；3.测量时，钳表口要慢慢合上，当发现指针偏转很小时，说明档位选择较大；如果指针偏转很大，说明档位选择较小。对上述情况，要将导线从钳口退出，重新选择档位。二、 万用表万用表是一种多用途仪表，能测电阻、电压、电流、分贝数、电容等，这就是“万用” 的由来。1.组成：表头、测量线路、转换开关。2.刻度线：第一条刻度线标有“” ， 是指示电阻的刻度线； 第二条刻度线标有“” ，是指示交直流电压电流刻度线；第三条刻度线标有“” “hFE” ，是指示晶体管放大倍 数的刻度线；第四条刻度线是指示电容的刻度线或指示微阻的刻度线；第五条刻度线是指示电平的刻度线。 3.机械零点调整，调节指针归零。4.调零电位器每转换一次档位要进行调零。5.使用万用表要注意以下几个问题：正确选择表插孔和转换开关位置；不能带电转换量程开关；交流档反映的是正弦量的有效值；直流档反映的是平均值；选表时不管表处于什么位置，指针始终处在原来的刻度上；量程选择应使指针移满刻度的23以上附近；要正面看表读取数据。表板上有反光镜的仪表，读数时，指针与镜中影像重合；测量交流电时，要注意仪表的工作频率（一般为251000HZ）。直流电反映的是平均值；测量高压时，要严格按照操作规程进行，以防触电；用表或不用表时，要注意如何放置。表不用时，将档位开关置电压最大档位上。三、兆欧表（摇表）兆欧表是一种测量高值电阻和电器绝缘电阻的仪表。要正确反映绝缘电阻，就必须在高压的情况下进行。因此，提供给兆欧表的电源是一台手摇式直流发电机（有些兆欧表也采用交流发电机，并加装整流电路）。在实际测量中，是根据被测电器的额定电压来选择表内的发电机。1.组成：直流发电机、电流比计、测量端（L点接导线，E点接地，G点接屏蔽线）。2.摇表发电机等级为120V、250V、500V、1000V、2500V、5000V等几种。3.兆欧表指示刻度不均匀，表指针可以停在任意刻度上（没有归零游丝）。4.摇动发电机手柄时，由慢向快摇动。发现指针向零偏转，应马上停止摇动。5.摇动开始阻力大，然后感觉摇动平滑，说明发电机达到120转分转左右。6.摇测时间一分钟，边摇边读取数据。7.仪表使用前，先做短路和开路实验，验证仪表好坏。短路实验是将表测量端短接，摇动手柄半圈，表指针指示为“0” ；开路实验是将表测量端开路，摇动手柄十几圈，表指针应指示在 “”刻度上。符合上述条件，说明表良好，可投入测量。 8.发电机绝缘电阻要求同电动机绝缘电阻一样。但发电机定子绕组用1000V 兆欧表，转子用500V兆欧表测。9.电器绝缘电阻与温度有很大关系，当温度每上升810O C绝缘电阻就下降一半（环境温度40O C以上），反之，每下降10O C绝缘电阻就上升一倍。10.测量电容、电缆、变压器绝缘电阻，需用1000V兆欧表。读取数据后，要边摇边拆出测量端。测量完成后，这些电器要对地进行放电，放电时间不应小于2分钟。11.绝缘电阻要求：大修后电机的绝缘电阻要大于1兆欧，最小允许大于0.5兆欧；新电机绝缘电阻要大于1兆欧；提携式电机绝缘电阻按绝缘等级，一级绝缘要求大于2兆欧，二级绝缘要求大于7兆欧。工作在恶劣环境下，电动机（如水泵电动机）的绝缘电阻，可按每伏1000计算。通过绝缘电阻测量和阻值的界定，能较好反映设备内有无绝缘被破坏或损坏的程度，也能反映绝缘老化和受潮情况，这样就知道该设备能否投入运行。12.绝缘材料加上直流电压后，通过电流随时间的增长而减少，最后趋于稳定，这说明绝缘材料存在吸收现象。把60秒和15秒时间所测得的两个绝缘电阻之比，叫做吸收比。即KR60R15 （要在10O C40OC范围内进行）， 时间记录要通过秒表操作。操作方法是先将兆欧表摇到额定转速（120转分），然后将兆欧表接到被试品上，这时开始用秒表计时，分别在15秒和60秒时读取绝缘电阻值，最后将测量值代入公式求出吸收比。 四、电度表1.组成：由一个电流线圈、电压线圈和一个可转动的园盘组成。2. 装置要求： 接线要求是：（1）端火线进、（2）端火线出；（3）端零线进、（4）端零线出。 选表要求：220伏照明负荷按每千瓦5A计，三相380伏动力用电以每千瓦按2A计。如下表示电度表容量（A）220伏照明用电（千瓦）380伏动力用电（千瓦）30.6以下50.610.61.710122.85152357.520347.51030461015506101525100255020050100有电流互感器、电压互感器与电度表连接，要注意不要超过额定值。安装时要垂直放置。电流互感器安装时接线端不能开路，电压互感器安装时接线端不能短路。电流互感器接地端必须要牢固连接。例：已知流过电流为750A，要接一只电度表，需要买1000A5A的电流互感器和一只5A电度表。当电度表指示在10度的刻度上，实际读数10（1000A5A）2000度（倍率200）。单相变压器绕制例：绕制一只36伏安的电源变压器，初级为220伏，次级110伏，求铁芯截面积及圈数。解：S1.257.5平方厘来 NO 4.510 5（90007.5）6.7圈伏 （NO4.510 5BS） 注：B一般取9000高斯；好材料B取1000030000高斯。 初级220伏圈数N12206.71474圈 次级110伏圈数N21106.71.05774圈（考虑铜损和线阻，故须加5）I1362200.164安 查手册取线径0.3157毫米漆包线I 2361100.327安 查手册取线径0.457毫米漆包线（由电流求线经） 绕制线圈时，N1绕在铁芯上，N2绕在初级线圈N1上。五、CA8022双踪示波器1.组成：X轴放大器、Y轴放大器、主电路。2.使用：打开电源开关，调“辉度”“聚焦”适中；“扫描方式”放置在“自动”上（“TV”用于高频，“常态”用于十几赫芝信号上）； “内触发源”是控制扫描电路的，它与“垂直方式” 配合操作。如“垂直方式”置“Y1” ，“内触发源”也要置“Y1”上； “VDIV” “TDIV” “电平” 三旋钮要配合操作。如测标准信号0.5V 1KHZ的方波，应将VDIV放置0.5VDIV上，TDIV 放置0.5mS上，显示波形如下图： 如果波形达不到要求，可通过调整Y轴微调和X轴微调，然后调 X、Y轴移位，使波形处在正确位置上。X轴和Y轴微调旋钮一但调好后，就不能再动；X1、X5是将波形按1扩展或按5扩展；AC（交流）、DC（直流）选择（注意交直流电的频率范围）；“” 关闭输入；按“极性” 键，将波形倒相（可测串联电路的波形）。例2：如下图所示为三相异步电动机定子的一相绕组，请画出串联、反接、并联三种接法，并指出各种接法其定子绕组产生的磁对数，计算同步转速和标出绕组的电流方向。解：正串线圈为头接尾，如图示特征：每相线圈数是磁极数一半。n3000P300021500转分反串线圈头接头、尾接尾，如下图 特征：每相线圈数与磁极数相等。并联接法如图示 特征：每相线圈数与磁极数相等。并接在电动机容量较大，线圈组数较多时，常把一些线圈组串联后，分几路并联起来接入电源。这时并联支路数1，参加并联的各支路必须结构一样，参数相同，才不至于并联后引起环流造成电动机异常，甚至损坏。例3请把下图a和图b三相异步电动机的定子的绕组改接为双星形接法。并把改接后电动机的转速、功率、电流变化的情况填入下表中。 项目图号转速功率电流a图b图 图a 图b 解：根据题意将上图改为双星接法 项目图号转速功率电流图a增加一倍增加一倍变大图b 增加一倍增加变大上述可看出对于36槽6极电动机只能采用单层链式绕法，反过来说对36槽机采用单层链式绕制，只能产生6极。同理可计算24槽4极三相异步电动机。三相异步电动机修理1.电动机发热超标或冒烟的原因 电压过低或过高；（电压高发热迅速，电压低转矩小，转速下降。故电压高于10及5时，应改善电源条件后，才投入运行）。负载过大，拖动机械被卡住或润滑不当；电动机通风不好；接法错误；转子断条或滑轮滚珠被阻； 正反转次数过多；定子绕组小范围短路或局部接地；接线松动； 定子与转子相碰。空载连续起动超过46次，热状态连续起动超过24次。三相电源严重不平衡。（任何一相电压与三相电压平均值之差不超过三相电压平均值5）。2.电动机不能起动，并伴有“嗡嗡” 的声音的原因缺相（如保险断一相、一相电源线断、一相电断、一相接触不良、一相绕组断等）；电压过低，转矩小。黄油太硬或带动的机械被卡住；定子和转子绕组断路；电动机内绕组首末端接反。3.电动机一通电，马上烧保险原因欠相； 定子和转子绕组有短路；电动机带动的负载过大； 保险丝选择太细。4.电动机起动困难，加上负载后，转速立即下降的原因电压过低；应接“” 形，误接“Y” 形；转子绕组松动或断开；定子绕组内的线圈引线接错；绕组内部匝间短路；机械故障。5.电动机的绝缘电阻降低的原因和处理原因：潮气侵入或雨水滴入电机内。处理：用兆欧表测量后烘干处理。原因：绕组上灰尘太多。 处理：清除灰尘，浸漆处理。 原因：引线接头的绝缘被破坏。处理：重新包扎引出线的连接头。 原因：电机过热后绝缘老化。处理：7KW以下电动机可浸漆处理，7KW以上要大修。电动机首末端判别和绝缘电阻测量一、分出三相绕组 选用万用表电阻档R100或R1K档，分别测量6个引出端，如指针动作，表示测量的两端是一相绕组的引出端。同理，可找出另两相绕组。二、判断绕组首末端三相绕组找出后，按下图找出每相绕组的首末端。如下图示 当S合上瞬间，由于感应电势的原理，表指针正向偏转，说明接电源正极的端与电流表黑测笔端为同各端，同理可判断另一相。 三相绕组首末判别，是反映绕组的绕向必须要一致，否则通电后会相互去磁。验证三相绕组判断是否正确，可按下图进行：操作的方法是旋动电动机转轴，如果指针不动或微动，说明判断正确。三相异步电动机绝缘电阻测量 相与相绝缘电阻测三次，其中U对V、V对W、W对U。摇表L、E端分别接各相。相与地绝缘电阻测三次，其中U对地、V对地、W对地。摇表L端接各相，E端接电动机外壳。 测量电动机绝缘电阻，摇表只要求摇十几圈即可。测量接线如下图示怎样测量发电机绝缘电阻 1.测定子线圈的绝缘电阻时，采用1000V2500V摇表。2.测转子和励磁机的绝缘电阻时，采用500V1000V摇表。3.定子绕组要对地充分放电，放电时间不小于2分钟。 三相异步电动机温升（温升是指电动机运行时，其温度高于环境温度40O C的允许值） 如E级绝缘电动机（120O C），它的温升120O C40O C（环境温度）5O （余量）75O C，最大允许温度120O C5O C115O C 最大允许温升120O C40O C80O C三、三相异步电动机转动原理 如下图所示转动磁铁，形成一个旋转磁场，磁场内有一个形同鼠笼的转子。受到磁力作用，在转子的金属条上感应出电势，F电磁力由左手定则判断。电磁力产生电磁转矩，使传子转动起来，其转动方向与旋转磁场方向一致。在三相异步电动机中，旋转磁场是由嵌入定子的线圈产生的。我们知道电流产生磁场，绕组通入三相对称电流，波形如图示。iuImSint ivImSin（t120O） iwImSin（t120O） t0 t60 O t90 O通入三相绕组的三相电流互差120o，三相绕组在空间上也互差120o。可见三相电流产生的合成磁场在旋转（右手定则）。转子受到电磁力作用产生感应电势的频率是这样决定：当转子为P对磁极，转子转一圈，绕组中的感应电势正好交变P次；设转子每分钟转速为n，则转子每秒钟旋转n60转。因此，感应电势每秒钟交变Pn60次，即电势频率fPn60（HZ）。转速n60fP（转分），当频率一定时，n为恒值。由式n3000P可知，同步转速最大为3000转分。 控制电器与控制系统在生产当中要对电动机进行控制，从而控制生产机械各部件按顺序进行。对电动机控制主要包括点动、联动、停止、起动、调速、制动、降压起动等。 控制电路的元器件 一、电源开关HZ10 断路器DZ20 （Q） 作用：是将电源送入电路，起控制电源通断作用。断路器除通断电源，还起短路保护作用。当开关跳开后，要手动复原。种类：闸刀开关、空气开关、组合开关、断路器（如C60 V400 0.03A 0.01S）等。闸刀开关选用的额定电流一般为电动机额定电流的三倍。空气开关选用的额定电流一般为电动机额定电流的两倍。 如果三相电压不平衡，会使电动机电磁转矩减少，出力不够，同时会使电动机定、转子绕组电流增加，引起额外发热。三相电压严重不平衡，电动机不能投入运行。国家标准规定，三相电源中任何一相电压与三相电压平均值之差不超过三相电压平均值5。即 式中 任何一相中的相电压 三相平均相电压 二、熔断器（FU）作用：用于控制线路和其它线路短路保护。种类：有插式、螺旋式、管式、保险丝等。 三、交流接触器CJ10（KM） 符号： 作用：用来接通或断开电动机和其它电器设备的器件，每小时可开闭几百次。交流接触器可通断5万次左右。种类：有立式和卧式两种。CJ10糸列交流接触器主触点有5、10、20、40、60、100A等几种。简介：一般交流接触器有五个常开触点和两个常闭触点。动作时遵循先断后闭的原则。带动触点动作是由电磁机构完成。四、按钮开关（SB）符号： 作用：常用来接通和断开控制线路，控制电气设备运行。 种类：一个按钮开关内有一个常闭触点和一个常开触点，有些特殊按钮有多个常闭和常开触点。五、中间继电器（J）符号： 作用：用于中间传递信号和同时控制几个电路，也可用于控制小容量电动机或执行元件，结构动作要求与交流接触器相似。种类：一般一个继电器有五个常闭触点和五个常开触点，可用来多点中间控制。六、 热继电器GR1、JBDG4050（FR）符号： 作用：用于保护电动机长期过载和断相保护。热继电器中的热元件用于主电路，触点在控制电路。继电器设有复位按钮，当电流过大时，热元件动作，顶开常闭触点，同时常开触点闭合。要重新动作，必须按下复位按钮。七、 行程开关LX19KB（SQ）符号： 作用：当运动工件到达一定行程位置时采用行程控制，将触点断开和闭合。 行程开关一般用运动部件的档块来撞动的，用于控制电动机正反转、终端保护、自动循环、制动和变速等。 三相异步电动机控制系统 一、 主电路和控制电路主电路和控制电路组成了控制系统。如下图示 二、控制电路实例1.点动电路2.联动电路 3.点动和联动电路 4.两地能起动、停止电路 5.前进与后退控制电路 6.三相异步电动机Y起动控制线路工作过程： 合下Q电源接通接下SB2起动按钮KM1、KT、KM3线圈得电（由于SB2采用互锁，KM2被断开），它们触点动作。KM1将电源接通，KM3使主电路接成Y形起动，KT延时开始经过T时间后（由操作者确定）KT常闭触点断开，KT线圈有电，KT瞬动触点总是闭合（自锁）KM1、KM3失电，触点复位KM1常闭触点复位，KM2线圈得电，触点动作，主电路接成形KM3常闭触点复位使KM1重新起动，电源接通接下SB1停上接钮KM1、KM2、KT线圈失电，它们的触点复位，控制电路停止工作。 FU起短路保护作用，FR起过载和欠相保护作用，Q起通断电源作用。 注：JS7A时间继电器中级电工实操考核要求1.电动机控制电路接线要求：布线方式：板底布线、板面布线、线槽布线。引线要短，走线要合理。 元器件分布要合理。 线要与螺钉相连时，要正弯连接，不要反弯连接。走上线要高进低出，元器件引出线要先低后高（如螺旋式熔断器）。各引出线摆放要行平垂直。线转弯要90 O转弯，要园弧过渡。各元器件之间相邻要求1cm1.5cm，最远要求6cm8cm间隔。用线槽布线，要求线槽离元器件3cm以上。各元器件上标注的文字，要按顺序进行排列，并按线号顺序分别接入接线端（线排）。要求每线端最多只能接两根线。接线点引线露出导线部分不能多于1.5mm。板内引线要硬线，接线端外要软线。两导线交叉连接时，每边至少绕4到5圈以上，使绕线的接触面积是该导线截面积的2倍。导线包扎胶布时，应采用半叠绕包扎，至少要包4层以上2.线路计算：能耗制动能耗制动是在切断电动机三相电源的同时，从任何两相定子绕组中输入直流电流，以获得大小方向不交的磁场，从而产生一个与电动机转矩方向相反的电磁转矩以实现制动。因为这种方式用直流磁场消耗转子动能实现制动，所以又叫动能制动或直流制动。 能耗制动原理图 （a）图说明直流电流流入方向，（b）图说明用右手定则在定孑中产生磁场方向，是由上（N）指向下（S）。这时凭惯性继续转动转子，用右手定则可知，转子绕组电流由上流进，由下流出。这个感应电流使转子绕组受到定子磁场力作用，用左手定则判定，这个磁场力F的方向与转子转动方向相反，形成制动转矩，迫使电动机停转。输入定子绕组直流电流越大，制动转矩越大。一般要求输入的直流电流为电动机空载电流35倍。照明线路计算熔丝计算先代入公式INPU，然后I熔 （1.21.3）IN，这主要考虑熔丝在安装中，紧固使熔丝挤压和拉长而变小，充分留有余地。目前常用铅锡合金的熔丝和铅锑合金熔丝（其中铅95、锡5或铅98、锑0.31.5）。对于能通过大电流铅锡合金熔丝，线径较大，施工中难连接，工程上也常采用铜线作保险丝，规格及参数参见 铅锡合金熔丝 直径（mm）额定电流（A）熔断电流（A）0.508230.5592.33.50.612.640.713.350.8184.160.9154.871.227101.6311161.8313192.0315222.3418272.6522322.9526373.263044 铜线熔丝直径（mm）额定电流（A）熔断电流（A）0.234.38.60.254.99.80.275.5110.326.813.50.378.6170.4611220.5615300.7121410.7422430.9131621.0237731.2249981.42631251.63781561.83961912.03115229控制电路熔丝计算控制电路熔丝取3A5A 主电路熔丝计算 先通过电动机铭牌上的功率（机械功率）估算出额定电流IN2P（也可以通过铭牌知道额定电流IN），然后代入公式I熔（1.53）IN。其它计算熔丝的方法有：几台电动机合用熔丝熔丝额定电流（最大容量电动机起动电流其它电动机额定电流之和）2.5一台电动机的熔丝熔丝电流电动机