二年制数控维修电子教案 (4)

1、常州机电职业技术学院项目课程教案教师姓名黄敏高授课班级数控04G1数控04G2授课日期9.8课时数2项目与模块名称项目一、数控机床强电控制回路维修模块二、数控机床电源控制回路故障诊断与维修教学场所西215教学目标1能够陈述元器件（变压器、二极管、电容器）的功能、符号2能正确识读数控机床控制电源回路图3知道正弦交流电基础知识教学重点1元器件功能与电气符号2正弦交流电教学难点正弦交流电更新、补充删节内容所需工具、设备名称及数量教学方法讲授法、演示法教学组织形式班级教学教学内容与步骤一、工作任务：数控机床控制电源回路主要为数控系统、I/O模块、中间继电器伺服系统等部件提供所需电压，是数控机床外围电路

2、中的重要组成部分。如图122所示。图1-22 数控机床电源控制回路该回路主要将380V交流电压变成24V直流电压，如果出现下列故障如何来维修：该回路没有直流24V电压输出，电压过高或过低。教学内容与步骤二、相关实践知识：（一）元器件认识1数控机床常用控制变压器的认识图中TC为变压器，变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压。图中TC将380V交流电变成20V左右的交流电。变压器由铁心和绕组两个基本部分组成, 如图1-23所示, 在一个闭合的铁心上套有两个绕组, 绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式

3、变压器, 如图1-24所示。 心式变压器的铁心被绕组包围, 而壳式变压器的铁心则包围绕组。u1i1N2N1u2ZL(a)(b)图1-23 变压器图1-24 变压器的结构2图中VC是三相桥式整电路。整流就是把大小、方向都随时间变化的交流电变换成直流电。完成这一任务的电路称为整流电路。图中是将20V左右交流电变成直流电。3图中C1、C2是电容，主要用于滤波，为了减小整流后电压的脉动，常采用滤波电路把交流分量滤去，使负载两端得到脉动较小的直流电。4图中QF为单相断路器，主要用于保护。三、相关理论知识：(一)交流电源1.正弦交流电基本概念：其大小和方向都随时间作周期性变化的电动势、电压和电流统称为交流

4、电。在交流电作用下的电路称为交流电路。在电力系统中，考虑到传输、分配和应用电能方面的便利性、经济性，大都采用交流电。工程上应用的交流电，一般是随时间按正弦规律变化的，称为正弦交流电， 简称交流电。 2.表示正弦交流电特征的物理量周期、 频率、角频率当发电机转子转一周时， 转子绕组中的正弦交变电动势也就变化一周。 我们把正弦交流电变化一周所需的时间叫周期，用T表示。 周期的单位是s(秒)。 1 秒钟内交流电变化的周数， 称为交流电的频率，用f表示, 频率的单位是Hz(赫兹)。1Hz=1s-1。正弦量的变化规律用角度描述是很方便的。 如图1-25所示的正弦电动势，每一时刻的值都可与一个角度相对应。

5、如果横轴用角度刻度，当角度变到/2时，电动势达到最大值，当角度变到时，电动势变为零值（图125）。这个角度不表示任何空间角度，只是用来描述正弦交流电的变化规律， 所以把这种角度叫电角度。 每秒钟经过的电角度叫角频率，用表示。式(14)中的即是角频率。角频率与频率、 周期之间， 显然有如下的关系： （式1-3） 瞬时值、 最大值、 有效值瞬时值： 交流电在变化过程中， 每一时刻的值都不同， 该值称为瞬时值。瞬时值是时间的函数，只有具体指出在哪一时刻，才能求出确切的数值和方向。瞬时值规定用小写字母表示。例如图1-26中的电动势，其瞬时值为e=Em sin(t+0) （式1-4）图1-25 正弦交流

6、波形图 最大值：正弦交流电波形图上的最大幅值便是交流电的最大值（图1-26）。它表示在一周内，数值最大的瞬时值。 最大值规定用大写字母加脚标m表示，例如Im、Em、Um等。有效值：在实际应用中，交流电的大小是根据电流的热效应规定的；交流电通过一个电阻时，在一段 时间内所产生的热量如果等于某一直流电通过同一电阻所产生的热量，则直流电的大小即为交流电的有效值。通常所说的交流电压，交流电流的大小都是指有效值；各种交流电气设备铭牌上所标注的额定值和一般交流电表所指示的数值，也是指有效值。计算表明，按正弦规律变化的交流电的有效值I和V与其最大值Im 和Vm 之间分别有如下关系： 图1-26 用电角度表示

7、正弦交流电图1-27不同相的电动势正弦交流电的相位和相位差正弦交变电动势，它的瞬时值随着电度而变化。电角度叫做正弦交流电的相位。 例如图1-27（a）所示的发电机，若在电机铁心上放置两个夹角为、匝数相同的线圈AX和BY, 当转子如图示方向转动时，这两个线圈中的感生电动势分别是：这两个正弦交变电动势的最大值相同， 频率相同， 但相位不同: eA的相位是t，eB的相位是，见图1-27(b)。当t=0 时的相位叫初相。 以上述eA、eB为例，eA的初相是0, eB的初相是0。两个同频率的正弦交流电的相位之差叫相位差。 相位差表示两正弦量到达最大值的先后差距。 例如， 已知：;则i1和i2的相位差为这

8、表明两个同频率的正弦交流电的相位差等于初相之差。 若两个同频率的正弦交流电的相位差, 称“i1超前于i2”; 若, 称“i1滞后于i2”；若，称“i1和i2同相位”；若相位差°,则称“i1和i2反相位”。必须指出，在比较两个正弦交流电之间的相位时， 两正弦量一定要同频率才有意义。否则随时间不同，两正弦量之间的相位差是一个变量，这就没有意义了。 综上所述，正弦交流电的最大值、 频率和初相叫做正弦交流电的三要素。三要素描述了正弦交流电的大小、 变化快慢和起始状态。 当三要素决定后， 就可以唯一地确定一个正弦交流电了。 例 如图 1-28所示的正弦交流电， 写出它们的瞬时值表达式。 解 i

9、1、 i2、 i3瞬时值为 i1=5sint (A) i2=7.5sin (t+ )(A) i3=7.5sin（t- ） (A)图1-28 正弦交流电波形图例 已知正弦交流电： i1=5 sint (A) i2=10 sin(t+45°) (A) i3=50 sin(3t-45°) (A)求： i1和i2相位差，i2和i3相位差。解：i2、i3频率不同，相位差无意义。 i1和i2相位差为 表明i1滞后于i2 45°电角。补充：交流电路中的电阻、 电容与电感 直流电流的大小与方向不随时间变化，而交流电流的大小和方向则随时间不断变化。因此，在交流电路中出现的一些现象， 与直流电路中的现象不完全相同。 电容器