维修电工(高级)课件.ppt

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1、维修电工（高级）,第一节模拟电子技术一、集成运算放大电路二、线性集成稳压电源三、开关稳压电源第二节数字电子技术一、集成门电路二、组合逻辑电路三、时序逻辑电路四、数字电路设计方法第一节电力电子器件一、 功率晶体管二、门极关断晶闸管三、场效应晶体管第二节晶闸管整流电路,一、三相半波可控整流电路二、三相桥式整流电路第三节逆 变 电 路一、有源逆变电路二、无源逆变电路三、中高频电源第一节X62W型万能铣床电气控制电路一、X62W型万能铣床电气控制电路分析二、X62W型万能铣床常见电气故障的分析与检修第二节T68型卧式镗床电气控制电路一、T68型卧式镗床电气控制电路分析二、T68型卧式镗床常见电气故障的

2、分析与检修第三节15/3t桥式起重机电气控制电路一、控制器简介,二、15/3t桥式起重机的电气控制电路分析三、15/3t桥式起重机常见电气故障的分析与检修第四节B2012A型龙门刨床电气控制系统一、生产工艺对电气控制系统的要求二、B2012A型龙门刨床电气控制系统的组成三、B2012A型龙门刨床电气控制电路的分析四、B2012A型龙门刨床电气控制电路故障的分析与检修第五节机床电气控制电路的安装与维修技能训练实例第一节可编程序控制器概述一、PLC的特点及应用二、PLC的组成与控制原理三、使用PLC的注意事项四、常用程序设计方法五、PLC的维修与故障诊断,第二节FX2系列PLC简介一、FX2系列P

3、LC的硬件结构二、FX2系列PLC的主要技术指标及外部接线三、FX2系列PLC内部编程元件第三节FX2系列PLC指令系统及编程方法一、FX2系列PLC基本指令及其应用二、FX2系列PLC步进指令及编程三、FX2系列PLC的功能指令第四节可编程序控制器技术的应用技能训练实例第一节复杂机械设备电气控制原理图的识读与分析一、复杂机械设备电气控制系统的分类二、复杂电气控制原理图的识读和分析三、典型电气控制原理图读图和分析应用实例第二节机床电气图的测绘方法,第三节M1432A型万能外圆磨床电气线路的测绘一、主要结构及运动形式二、电力拖动的特点及控制要求三、测绘要求及注意事项第四节机床电气图的测绘技能训练

4、实例第一节直流调速基础知识一、自动控制基本概念二、转速负反馈直流调速系统三、电压负反馈加电流正反馈直流调速系统四、自动调速系统的限流保护电流截止负反馈五、转速和电流双闭环调速系统六、 脉宽调制调速技术第二节交流调速技术及应用一、交流调压调速系统,二、串级调速系统三、变频调速技术第三节步进电动机及驱动系统的应用一、步进电动机的基本结构与工作原理二、步进电动机的驱动电源三、步进电动机应用举例四、步进电动机驱动系统的常见故障与维修方法第四节交直流传动系统的应用技能训练实例一、判断题(对画，错画)二、选择题(将正确答案的序号填入括号内)一、矩形波信号产生电路的设计二、晶闸管中频电源装置的故障分析三、直

5、流电动机的检修四、T68型卧式镗床电气故障的检修,五、利用PLC对复杂继电-接触式控制系统的改造六、变频器参数设定及运行七、变频器的维护八、利用PLC改造机床的电气控制系统一、选择题(将正确答案的序号填入括号内；每题1分，共80分)二、判断题(对画“”,错画“”；每题1分，共20分)一、判断题二、选择题一、选择题二、判断题,一、集成运算放大电路,1.集成运算放大器主要参数2.集成运算放大器的选择3.集成运算放大器的使用4.集成运算放大器的典型应用,第一节模拟电子技术,1.集成运算放大器主要参数,(1)开环差模电压放大倍数AUDAUD是集成运算放大器在开环状态、输出端不接负载时的直流差模电压放大

6、倍数。(2)输入失调电压UIO为使集成运算放大器的输入电压为零时，输出电压也为零，在输入端施加的补偿电压称为失调电压UIO，其值越小越好，一般为几毫伏。(3)输入失调电流IIO输入失调电流是指当输入电压为零时，输入级两个输入端静态基极电流之差，即IIO=。(4)输入偏置电流IIB当输出电压为零时，差动对管的两个静态输入电流的平均值称为输入偏置电流，即IIB=(IBNIBP)/2，通常IIB为0.00110A。(5)最大差模输入电压UIDM集成运算放大器两个输入端之间所能承受的最大电压值称为最大差模输入电压。,1.集成运算放大器主要参数,(6)最大共模输入电压UICM指集成运算放大器所能承受的最

7、大共模输入电压，若实际的共模输入电压超过UICM值，则集成运算放大器的共模抑制比将明显下降，甚至不能正常工作。(7)差模输入电阻RIDRID指运算放大器在开环条件下，两输入端的动态电阻。(8)输出电阻RO输出电阻RO是指运算放大器在开环状态下的动态输出电阻。(9)共模抑制比KCMRKCMR是集成运放开环电压放大倍数AUD与其共模电压放大倍数AUC比值的绝对值，共模抑制比反映了集成运算放大器对共模信号的抑制能力，KCMR越大越好。,3.集成运算放大器的使用,(1)集成运算放大器性能的扩展利用外加电路的方法可使集成运放的某些性能得到扩展和改善。1)提高输入电阻。2)提高带负载能力。 扩大输出电流。

8、如图1-2所示，在集成运放的输出端加一级互补对称放大电路来扩大输出电流。,图1-1提高输入电阻,3.集成运算放大器的使用,图1-2扩大输出电流的方法, 同时扩大输出电压和输出电流。,3.集成运算放大器的使用,如图1-3所示，在集成运放的正负电源接线端与外加正负电源之间接入晶体管VT1和VT2，目的是提高晶体管VT3、VT4的基极电流，进而提高输出电流。由于VT3、VT4分别接30V电源，所以负载RL两端电压变化将接近30V，这样输出电压和电流都得到扩大，因此，这种电路可输出较大功率。(2)集成运算放大器的保护电源极性接反或电压过高，输出端对地短路或接到另一电源造成电流过大，输出信号过大等都可能

9、造成集成运算放大器的损坏。1)电源接反保护。,3.集成运算放大器的使用,图1-3同时扩大输出电压和输出电流,3.集成运算放大器的使用,图1-4电源接反保护电路,2)输入保护。,3.集成运算放大器的使用,图1-5输入保护电路a)方法一b)方法二,3)输出保护。,3.集成运算放大器的使用,图1-6输出保护电路a)方法一b)方法二,4.集成运算放大器的典型应用,(1)比例积分调节器,4.集成运算放大器的典型应用,图1-7比例积分调节器,4.集成运算放大器的典型应用,1T8.TIF,4.集成运算放大器的典型应用,图1-9电压比较器a)基本电路b)传输特性,(2) 电压比较器电压比较器是把一个输入电压和

10、另一个输入电压,4.集成运算放大器的典型应用,(或给定电压)相比较的电路。,图1-10过零比较器a)电路b)传输特性c)输出电压波形,4.集成运算放大器的典型应用,图1-11下行迟滞比较器a)电路b)传输特性,4.集成运算放大器的典型应用,图1-12上行迟滞比较器a)电路b)传输特性,二、线性集成稳压电源,1.三端固定输出集成稳压器2.三端可调输出集成稳压器,1.三端固定输出集成稳压器,图1-13三端集成稳压器的外形及引脚排列,(1)内部电路结构CW7800系列集成稳压器内部组成框图如图1-14所示。,1.三端固定输出集成稳压器,图1-14CW7800系列集成稳压器内部组成框图,(2)集成稳压

11、电路的应用1)基本应用电路。,1.三端固定输出集成稳压器,图1-15CW7800系列集成稳压器基本应用电路,2)输出正、负电压的稳压电路。,1.三端固定输出集成稳压器,图1-16输出正、负电压的稳压电路,3)恒流源电路。,1.三端固定输出集成稳压器,图1-17恒流源电路,2.三端可调输出集成稳压器,图1-18输出可调集成稳压器a)三端可调输出集成稳压器b)CW117系列集成稳压器内部组成框图,2.三端可调输出集成稳压器,图1-19三端可调稳压器基本应用电路,三、开关稳压电源,1.开关稳压电源的特点和分类2.开关稳压电源的工作原理3.集成开关稳压电路的应用特点,1.开关稳压电源的特点和分类,(1

12、)开关稳压电源的特点1)效率高。2)体积小，质量轻。3)稳压范围宽。4)纹波和噪声较大。5)电路比较复杂。(2)开关稳压电源的分类1)按开关调整管与负载之间的连接方式分为：串联型开关稳压电源、并联型开关稳压电源。2)按开关器件的励磁方式分为：自励式开关稳压电源和他励式开关稳压电源。,1.开关稳压电源的特点和分类,3)按稳压控制方式分为：脉冲宽度调制(PWM)方式，即周期恒定，改变脉冲宽度。,图1-20串联型开关稳压电源电路组成框图,2.开关稳压电源的工作原理,(1)串联型开关稳压电源串联型开关稳压电源电路组成框图，如图1-20所示。,图1-21开关稳压电源的电压、电流波形a)、波形b)波形c)

13、波形 d)波形e)波形,2.开关稳压电源的工作原理,(2)并联型开关稳压电路并联型开关稳压电路如图1-22所示。,图1-22并联型开关稳压电路a)电路原理b)VT导通c)VT截止,3.集成开关稳压电路的应用特点,图1-23电流控制型电路的工作原理,3.集成开关稳压电路的应用特点,图1-24电流型控制器UC3842的内部结构,一、集成门电路,1. TTL集成逻辑门电路2. CMOS集成逻辑门3.复合门电路,第二节数字电子技术,1. TTL集成逻辑门电路,(1)TTL与非门1)TTL与非门的工作原理：CT74S肖特基系列TTL与非门的电路结构如图1-25a所示，它由输入级、中间级、输出级三部分组成

14、。,图1-25TTL与非门电路a)电路结构b)逻辑符号,1. TTL集成逻辑门电路,表1-1TTL与非门真值表,1. TTL集成逻辑门电路,2)TTL与非门的工作速度：为了提高开关速度，图1-25a所示电路采用了抗饱和晶体管和有源泄放电路。,图1-26抗饱和晶体管a)电路结构b)图形符号,1. TTL集成逻辑门电路,(2) 集电极开路与非门(OC门)1)集电极开路与非门的工作原理：集电极开路与非门也叫OC门，能使门电路输出的电压高于电路的高电平电压值，且门电路的输出端可以并联以实现逻辑与功能，即线与(一般的TTL门电路不能线与)。,图1-27集电极开路与非门电路a)电路结构b)逻辑符号,1.

15、TTL集成逻辑门电路,2)OC门的应用：OC门可以实现线与，如图1-28所示，逻辑表达式为Y=；驱动显示器，如图所示；实现电平转换，如图1-30所示。,图1-28用OC门实现线与,1. TTL集成逻辑门电路,(3)与或非门(4) 三态输出门三态输出门是指不仅可输出高电平、低电平两个状态，而且还可输出高阻状态的门电路，如图1-32所示，为控制端。,图1-29显示电路,1. TTL集成逻辑门电路,图1-30OC门实现电平转换,1. TTL集成逻辑门电路,图1-31与或非门电路a)电路结构b)逻辑符号,1. TTL集成逻辑门电路,图1-32三态输出与非门电路a)电路结构b)、c)逻辑符号,2. CM

16、OS集成逻辑门,图1-33CMOS反相器,(1)CMOS反相器由两个场效应晶体管组成互补工作状态，如图1-33所示。,2. CMOS集成逻辑门,(2)CMOS与非门(3)CMOS或非门,图1-34CMOS与非门,2. CMOS集成逻辑门,图1-35CMOS或非门,(4)CMOS传输门将两个参数对称一致的增强型NMOS管VN和PMOS管VP并联可构成CMOS传输门，电路和逻辑符号如图1-36所示。,2. CMOS集成逻辑门,图1-36CMOS传输门电路a)电路结构b)逻辑符号,(5)CMOS三态门图1-37a所示为低电平控制的三态输出门，,2. CMOS集成逻辑门,图1-37b为逻辑符号。,图1

17、-37CMOS三态门输出电路a)电路结构b)逻辑符号,2. CMOS集成逻辑门,(6)CMOS异或门,图1-38CMOS异或门电路a)电路结构b)逻辑符号,2. CMOS集成逻辑门,表1-2异或门真值表,3.复合门电路,表1-3基本门和常用复合门的对照表,3.复合门电路,表1-3基本门和常用复合门的对照表,二、组合逻辑电路,1. 组合逻辑电路的分析方法2.组合逻辑电路的设计方法3.组合逻辑电路中的竞争冒险,1. 组合逻辑电路的分析方法,(1)分析步骤1)根据给定的逻辑电路写出输出逻辑表达式。2)列出逻辑函数的真值表。,图1-39逻辑电路,3)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，,1. 组

18、合逻辑电路的分析方法,最后确定其功能。(2)分析举例分析图1-39所示逻辑电路的功能。1)写出输出逻辑表达式，有2)列出逻辑函数的真值表。,1. 组合逻辑电路的分析方法,表1-4真值表,1. 组合逻辑电路的分析方法,3)分析逻辑功能。,2.组合逻辑电路的设计方法,(1)设计步骤1)分析设计要求，列出真值表。2)根据真值表写出输出逻辑表达式。3)对输出逻辑函数进行化简。4)根据最简输出逻辑表达式画出逻辑图。(2)设计举例设计一个A、B、C三人表决电路。1)分析设计要求，列出真值表，见表1-5。,2.组合逻辑电路的设计方法,表1-5真值表,2.组合逻辑电路的设计方法,2)将输出逻辑函数化简，变换为

19、与非表达式。,2.组合逻辑电路的设计方法,3)根据输出逻辑表达式画出逻辑图，如图1-41所示。,2.组合逻辑电路的设计方法,图1-40卡诺图,2.组合逻辑电路的设计方法,图1-41逻辑图,3.组合逻辑电路中的竞争冒险,(1)竞争冒险现象及其产生的原因信号通过导线和门电路时，都存在一定的时间延迟，信号发生变化时也有一定的上升时间和下降时间。,图1-42产生正尖峰干扰脉冲冒险,(2)冒险现象的判别在组合逻辑电路中，是否存在冒险现象，,3.组合逻辑电路中的竞争冒险,可通过逻辑函数来判别。,(3)消除冒险现象的方法1)增加多余项。2)加封锁脉冲。3)加选通脉冲。4)接入滤波电容。5)修改逻辑设计。,三

20、、时序逻辑电路,1.同步时序逻辑电路的分析方法2.同步时序逻辑电路的设计方法,1.同步时序逻辑电路的分析方法,(1)分析步骤1)写出电路输出、驱动及状态方程。2)列出状态转换真值表。3)说明逻辑功能。4)画出状态图和时序图。(2)分析举例分析图1-43所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。,图1-43待分析逻辑电路,1.同步时序逻辑电路的分析方法,1)写出电路输出、驱动及状态方程，有：2)列出状态转换真值表。,1.同步时序逻辑电路的分析方法,表1-6状态转换真值表,1.同步时序逻辑电路的分析方法,3)说明逻辑功能：由表1-6可看出，图1-43所示电路在输入第六个计数脉冲CP，返回原来的

21、状态，同时输出端Y输出一个进位脉冲。,图1-44状态转换图和时序图a)状态转换图b)时序图,1.同步时序逻辑电路的分析方法,4)画出状态转换图和时序图：根据表1-6可画出图1-44a所示的状态转换图。,2.同步时序逻辑电路的设计方法,(1)设计步骤1)根据设计要求，设定状态，画出状态转换图。2)进行状态化简，即合并重复状态。3)状态分配，列出状态转换编码表。4)选择触发器的类型，求出状态方程、驱动方程和输出方程。5)画出最简逻辑电路图。6)检查电路有无自启动能力。(2)设计举例设计一个脉冲序列为10100的序列脉冲发生器。1)根据设计要求可推断出电路应有5个状态，它们分别用 S0、S1、S2、

22、S3、S4表示。,2.同步时序逻辑电路的设计方法,图1-45序列脉冲状态转换图,2)状态分配，列出状态转换编码表。,2.同步时序逻辑电路的设计方法,表1-7电路状态转换编码表,2.同步时序逻辑电路的设计方法,3)选择触发器类型，求输出方程、状态方程和驱动方程。,图1-46各触发器次态和输出函数的卡诺图,2.同步时序逻辑电路的设计方法,4)由式(1-12)和式(1-14)可画出图1-47所示的产生脉冲序列为10100的序列脉冲发生器。,图1-47脉冲序列10100序列脉冲发生器,5)最后检查电路有无自启动能力。,四、数字电路设计方法,1.设计方法和步骤2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,1.设

23、计方法和步骤,(1)明确电路总体方案根据设计的任务和要求，先画出电路的粗框图，即电路工作原理框图。(2)把总体方案分割成若干独立的子功能部件把电路的粗框图中的每一方框按照组合逻辑电路和时序逻辑电路，再分割成相对独立的若干功能块。(3)设计各子功能部件。(4)将各功能部件组装成数字电路把功能部件连接起来构成数字电路的过程，是数字电路线路设计的最后一个环节，这里要强调的是各单元电路之间的配合和协调一致问题。,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,(1)设计要求1)接通电源后指示灯立即亮。2)比赛开始时，参赛双方应轮流掀动两个按钮，规定每次最少掀1次，最多掀3次，并使两个参赛者所掀的次数累计起来，显

24、示器应随时显示累计的数值，谁先抢到21谁就得胜。3)鸣叫电路可根据自己的兴趣设计。4)要求具体复位功能。(2)总体方案设计1)计数电路：要求能累计21个脉冲，故可采用二进制加法计数电路。2)代码变换电路：由于计数电路输出的是二进制代码，而译码显示需要的是8421BCD码，因此必须要采用数码变换电路。,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,3)译码及显示电路：因双方所抢的每次结果均要显示出来，所以必须将代码转换成8421BCD码，然后经七段数码管译码器译码后，再去驱动显示器件。4)计数脉冲源：计数脉冲由手动按钮开关产生。5)门控电路：在计数电路未计到21时，禁止鸣叫信号输出；而计到21时，允许鸣

25、叫信号输出。6)鸣叫电路：鸣叫信号电路可用一个低频信号来控制两个不同频率的音频信号电路。,图1-48抢21电子玩具框图,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,(3)各独立功能部件的设计1)计数电路的设计。,图1-49计数电路,2)计数脉冲电路的设计。,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,图1-50计数脉冲电路,3)代码变换电路的设计。,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,图1-51代码转换电路,4)译码显示电路的设计。5)鸣叫电路的设计。,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,图1-52鸣叫电路和门控电路,6)门控电路的设计。,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,(4)逻辑电路设计组装把

26、上述的实现各子功能的电路拼接起来，就组成了抢21电子玩具的逻辑电路，如图1-53所示。,1T53.eps,2.抢21电子玩具电路应用设计实例。,1.集成运算放大器在应用上有哪些特点？2.比例积分器的工作原理是什么？3.线性稳压电源在应用上有哪些特点？4.开关稳压电源和线性稳压电源相比有什么优点？5.使用TTL电路和CMOS电路时应注意哪些问题？6.组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法和步骤各是什么？,一、 功率晶体管,1. GTR的结构2. GTR的主要参数,第一节电力电子器件,2. GTR的主要参数,(1)开路阻断电压UCEO基极开路时，集电极-发射极间能承受的电压值，为开路阻断电压UCEO

27、。,图2-1功率晶体管模块a)图形符号b)模块外形c)等效电路,2. GTR的主要参数,(2)集电极最大持续电流ICM当基极正向偏置时，集电极能流入的最大电流。(3)电流增益hFE,图2-2GTR的开关时间,2. GTR的主要参数,(4)开通时间ton当基极电流为正向阶跃信号IB1时，经过时间td延迟后，基极-发射极电压UBE才上升到饱和值UBES，同时集电极-发射极电压UCE从100下降到90。(5)关断时间toff从反向注入基极电流开始，到UCE上升到10所经过的时间为存储时间ts。,二、门极关断晶闸管,1. GTO晶闸管的伏安特性2. GTO晶闸管的主要参数3. GTO晶闸管的主要优点,

28、1. GTO晶闸管的伏安特性,图2-3GTO晶闸管的图形符号及伏安特性a)图形符号b)伏安特性,2. GTO晶闸管的主要参数,(1)电流关断增益Goff指被关断的最大阳极电流IATO(峰值)与门极峰值电流IGM之比，通常Goff为45。(2)最大可关断阳极电流IATO指由门极可靠关断为决定条件的最大阳极电流。,3. GTO晶闸管的主要优点,1)用门极负脉冲电流关断方式代替主电路换流，关断所需能2)门极关断晶闸管只需提供足够幅度、宽度的门极关断信号就能保证可靠的关断，因此电路可靠性高。3)有较高的开关速度，门极关断晶闸管的工作频率可达35kHz。,三、场效应晶体管,1.MOSFET的工作原理2.

29、 MOSFET的主要参数,三、场效应晶体管,图2-4场效应晶体管a)基本结构b)图形符号,2. MOSFET的主要参数,(1)通态电阻Ron它决定了器件的通态损耗，是影响最大输出功率的重要参数。(2)漏源击穿电压BUDS它决定了MOSFET的最高工作电压随着温度的升高而增大。(3)栅源击穿电压BUGS是为了防止绝缘层因栅源电压过高发生介质击穿而设定的参数，极限值一般定为20V。(4)开启电压UGST即开始出现导电沟道的栅源电压。(5)最大漏极电流IDM它表示MOSFET的电流容量。(6)开通时间ton和关断时间toff因MOSFET依靠多数载流子导电，不存在存储效应，没有反向恢复过程，所以此开

30、关时间较短，工作频率可超过100kHz。,一、三相半波可控整流电路,1.三相半波可控整流电路的接线方法2.电阻性负载时的测试波形4.正弦波触发电路,第二节晶闸管整流电路,1.三相半波可控整流电路的接线方法,图2-5三相半波可控整流电路a)共阴极接法b)共阳极接法,2.电阻性负载时的测试波形,(1)电阻性负载两端的电压波形三相半波可控整流电路接电阻性负载Rd时，Rd两端的电压波形如图2-6b所示。(2)晶闸管两端的电压波形它由三部分组成，如图2-6c所示。,图2-6三相半波可控整流电路波形分析(=0电阻性负载)a)输入电压波形b)负载电压波形c)晶闸管电压波形,2.电阻性负载时的测试波形,1)V

31、T1在t1t2期间A(U)相导通，uVT1仅是管压降，与横轴重合。2)t2t3期间B(V)相导通，经VT2加到VT1的阴极，VT1承受反向电压而关断，承受的电压为线电压uab。3)t3t4期间C(W)相导通，经VT3加到VT1的阴极，VT1承受反向电压而关断，承受的电压为线电压uac。1)t1、t2、t3和t4称为自然换相点，距相电压波形原点30，触发延迟角是以对应的自然换相点为起始点，往右计算，如图2-7所示。,图2-7=0时信号位置,2.电阻性负载时的测试波形,2)对于电阻性负载，负载上的电压波形与电流波形相同。 30时，电路中的电流连续，此时晶闸管阻断时承受反向线电压。 30时，电路中的

32、电流断续，此时晶闸管阻断时承受反向相电压，如图2-8所示。,图2-8=30三相半波可控整流电路波形(电阻性负载)a)波形b)波形c)波形d)波形e)波形,2.电阻性负载时的测试波形,3.大电感负载时的测试波形,图2-9三相半波可控整流电路(电感性负载),1)当30时，电感性负载时电压、电流的波形分析和参数计算与电阻性负载的相同。2)当=30时，电压、电流的波形如图2-10所示。3)大电感负载时，移相范围为90。,2.电阻性负载时的测试波形,4)晶闸管两端的电压波形如图2-10d所示。,图2-10=30三相半波可控整流电路波形(电感性负载)a)波形b)波形c)波形d)波形,2.电阻性负载时的测试

33、波形,5)当电路加接续流二极管时，ud的波形如同电阻性负载，id的波形如同大电感负载。 当30时，续流二极管承受反压，电路情况与不接续流二极管时相同。 当30时，续流二极管一周内续流三次，电路输出电流、电压波形如图2-11所示。,图2-11大电感负载接续流二极管时的波形,4.正弦波触发电路,(1)电路组成正弦波触发电路由同步、移相、脉冲形成与整形及脉冲功放与输出等基本环节组成，如图2-12所示。,图2-12同步电压为正弦波的触发电路,4.正弦波触发电路,(2)同步电压信号触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。,图2-13正弦波触发电路的波形a)波形b)波形c)波形d

34、)波形e)波形f)波形g)波形,4.正弦波触发电路,(3)控制脉冲电压信号1)控制电压Uc的引入是为了触发脉冲与相对应的晶闸管阴极作相位移，即改变Uc的大小和极性，使移相角在0180范围2)不同的负载以及主电路电压与同步电压相位的不同，其触发脉冲的初始位置也不同，电路引入偏移直流固定电压Ub。3)脉冲宽度的调整。4)抗干扰措施：电容C2具有微分负反馈作用，可提高抗干扰能力；VD6可防止由于稳压电源电压沿减小方向波动时，原来已充电的电容C3经R4、电源TP、R2和晶体管VT2的发射极、基极放电而引起该管截止，造成误输出触发脉冲；VD1与VD4是对VT1与VT2基极所输入的反压限幅，以免VT1与V

35、T2损坏。,二、三相桥式整流电路,1.三相桥式整流电路的结构组成2.三相桥式整流电路的工作原理及特点3.锯齿波触发电路,1.三相桥式整流电路的结构组成,图2-14三相全控桥式整流电路(三相半波共阴极与共阳极串联),2.三相桥式整流电路的工作原理及特点,(1)晶闸管的导通要求及顺序1)三相全控桥式整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极的，另一个是共阳极的。2)在三相全控桥式整流电路中，晶闸管导通顺序是：VT6、VT1VT1、VT2VT2、VT3VT3、VT4VT4、VT5VT5、VT6VT6、VT1。(2)相位差在三相全控桥式整流电路中，共阴极晶闸管V

36、T1、VT3、VT5的触发脉冲之间的相位差应为120。,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点,图2-15三相桥式全控整流电路的触发脉冲a) 双窄脉冲b)宽脉冲,1)同相两晶闸管相位差180，由于共阴极晶闸管是在正半周触发，,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点,共阳极晶闸管是负半周触发，因此接在同一相两个晶闸管的触发脉冲的相位差是180。2)触发脉冲应位于自然换相点。(3)宽脉冲与双窄脉冲为了保证整流装置能可靠工作(共阴极和共阳极应各有一个晶闸管导通)，或者由于电流断续后能再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。(4)整流输出波形与晶闸管承受电压1)=0时，三相桥式全控整流电路

37、的波形，如图2-16所示。,图2-16=0时三相桥式全控整流电路的波形a)波形b)波形c)波形d)波形,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点, 整流电压为线电压，整流输出的电压应该是两相电压相减后的波形，实际上就是线电压，其中uab、uac、ubc、uba、uca、ucb均为线电压的一部分，是各线电压的包络线。相电压的交点与线电压的交点在同一角度位置上，故线电压的交点同样是自然换相点，如图2-16b所示。同时也可看出，整流电压在一个周期内脉动6次，脉冲频率为650Hz=300Hz，比三相半波时大一倍。 晶闸管承受的电压波形如图2-16c所示，只要负载波形是连续的，晶闸管上的电压波形总是由三部分

38、组成。例如对VT1来说，由导通段(其波形与坐标轴重合)uab和uac三段组成。=0时，晶闸管无正向电压。2)当变化时，对于电感性负载，晶闸管所承受的正向电压与sin成正比。,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点, =30时，波形如图2-17所示。,图2-17=30时三相桥式全控整流电路的波形a)、波形b)波形c)波形,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点, =60时，波形如图2-18所示。,图2-18=60时三相桥式全控整流电路的波形a)、波形b)波形c)波形,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点, =90时，电感性负载，输出电压波形如图2-19所示。此时波形的正负两部分相等，电压平均值为零。

39、晶闸管VT1两端的电压波形如图2-19c所示。,图2-19=90时三相桥式全控整流电路的波形a)、波形b)波形c)波形,2.三相桥式整流电路的工作原理及特点, 对电阻性负载，当60时，由于电压波形连续，因此电流也连续。每个晶闸管导通120。整流电压波形与电感性负载时相同。60时，由于线电压过零变负，晶闸管即阻断，输出电压为零，电流波形不再连续，不像电感性负载那样出现负压。图2-20所示为电阻性负载时，=90时的电压波形。一周期中每个晶闸管分两次导通。=120时，可见电阻性负载时，最大的移相范围是120。,图2-20=90时三相桥式全控整流电路的波形a)、波形b)波形,2.三相桥式整流电路的工作

40、原理及特点,图2-21同步电压为锯齿波的触发电路,3.锯齿波触发电路,(1)同步电压(锯齿波)的产生与移相环节VT1、VS、R3和R4组成恒流源电路，由该电路产生锯齿波，调节R3可改变锯齿波的斜率。(2)强触发环节图2-22中右上方是强触发环节。,图2-22锯齿波移相触发电路波形,3.锯齿波触发电路,(3)双窄脉冲产生环节电路可在一周内发出间隔60的两个窄脉冲。4.三相全控桥式整流电路的安装接线与调试,图2-23三相全控桥式整流电路a)锯齿波同步触发电路,3.锯齿波触发电路,图2-23三相全控桥式整流电路(续)b)主电路,(1)用双踪示波器检查波形,3.锯齿波触发电路,1)同时观察与点的波形，

41、进一步加深对C1和R1作用的理解。2)同时观察与点的波形，知道锯齿波的底宽决定于电路中何种元器件的哪些参数。3)观察点及脉冲变压器的输出电压uG的波形，记录各波形的幅度与宽度，知道uG的幅度和宽度与电路中哪些参数有关。(2)电阻性负载的测试1)按图2-23所示电路进行接线。2)测定交流电源的相序。3)确定主变压器与同步变压器的极性，并将它们接成/Y。,3.锯齿波触发电路,表2-1触发极同步电压连接方法,3.锯齿波触发电路,4)调整各触发器锯齿波斜率电位器RP3，用双踪示波器依次测量相邻的两个触发器的锯齿波电压波形间隔应为60，斜率要求基本一致，波形如图2-24所示。,图2-24锯齿波电压波形,

42、5)观察各触发器的输出触发脉冲，如果X、Y端不连接，输出触发脉冲为单窄脉冲，如图2-25a所示；X、Y端连接后，输出触发脉冲为双窄脉冲，如图2-25b所示。,3.锯齿波触发电路,图2-251CF输出触发脉冲的波形a)单窄脉冲b)双窄脉冲,6)调节偏移直流电压Ub，触发电路正常后，调节电位器RP1，调节到Uc=0时，调节电位器RP1，使初始脉冲应对=120处。7)仔细检查电路，待确认无误后，合上Q2，调节电位器RP1，观察从1200变化时ud波形。8)去掉与晶闸管VT1相串联的熔断器，观察并记录ud、uVT1的波形。,3.锯齿波触发电路,9)人为改变三相电源的相序，观察并记录=90时ud的波形，

43、分析原因。(3)电阻电感性负载的测试1)断开Q2换上电阻电感负载，然后将电位器RP1调到Uc=0，调节电位器RP2，使触发脉冲初始位置在=90处。2)改变Uc大小，观察并记录=30、60、90及ud、id、uVT1等波形。3)改变Rd的数值，观察id波形脉动情况及=90时ud的波形。,一、有源逆变电路,1.有源逆变电路的工作原理2.实现有源逆变的条件3.逆变失败的原因及措施,第三节逆 变 电 路,1.有源逆变电路的工作原理,(1)整流工作状态(090) 如图2-26a所示，当触发延迟角在90范围内，按三相半波可控整流的触发脉冲安排原则，依次触发晶闸管，可得如图2-26a所示的电压、电流波形。,

44、1.有源逆变电路的工作原理,图2-26三相半波电路的工作状态a)整流工作状态b)有源逆变工作状态,(2)有源逆变工作状态(90180) 如图2-26b所示，,1.有源逆变电路的工作原理,设电动机反电势E极性已反接，同时使可控电路的触发延迟角进入(90180)范围内，此时输出平均电压 Ud为负，即其极性与整流状态相反。,1.有源逆变电路的工作原理,图2-27三相全控桥式电路=60时的电压波形a)电路b)波形,2.实现有源逆变的条件,1)要有一个提供逆变能量的直流电源。2)要有一个能反馈直流电能至交流电网的全控电路，全控电路的触发延迟角应大于90。3)为了保证在电源电压负半周及其数值大于E时，仍能

45、使晶闸管导通保持电流连续，应选取适当的L值。,3.逆变失败的原因及措施,1)触发电路的工作不可靠，如脉动丢失、延迟等。2)晶闸管发生故障。3)交流电源发生异常现象。4)换相的余量角不足。,二、无源逆变电路,1.电压型逆变器的特点及典型电路2.电流型逆变器的特点及典型电路,二、无源逆变电路,图2-28逆变器a)电压型b)电流型,1.电压型逆变器的特点及典型电路,图2-29三相串联电感式电压型逆变器电路,1)主晶闸管承受的电压变化率的值较低。,1.电压型逆变器的特点及典型电路,2)主晶闸管除承担负载电流外，还承担换相电流，适用于中功率负载。3)当换相参数一定且负载电流一定时，晶闸管承受的反压时间随

46、直流电压Ud降低而减小，所以适用于调压范围不太大的场合。,2.电流型逆变器的特点及典型电路,1)逆变器的直流电源输入侧采用大电感作为滤波元件，直流电流波形比较平直。2)无需设置与逆变桥反并联的反馈二极管桥，电路简单。3)逆变器依靠换相电容和交流电动机漏感的谐振来换相，适用于单机运行。4)适用于经常要求起动、制动与反转的拖动系统。,图2-30电流型逆变器的工作状态,2.电流型逆变器的特点及典型电路,图2-31串联二极管式电流型逆变器电路,三、中高频电源,1.中高频电源装置2.电路分析3.保护措施4.通电调试步骤5.中频电源常见故障分析与处理,1.中高频电源装置,(1)工作原理中高频电源装置是一种

47、利用晶闸管将50Hz工频交流电变换成中高频交流电的设备，主要应用于感应加热及熔炼，取代中频发电机组，是一种静止的变频设备。,图2-32交-直-交中高频电源结构框图,(2)电路组成该装置由整流器、滤波器、逆变器、负载以及控制电路组成。,2.电路分析,(1)整流主电路整流主电路为三相桥式全控整流电路，采用同步电压为锯齿波的触发电路。(2)逆变主电路此装置采用单相桥式并联逆变电路。(3)逆变触发电路1)自动频率控制：要使逆变器正常工作，必须在逆变输出电压ua超前的时刻产生触发脉冲，保证导通的晶闸管受反压关断；逆变器的触发还必须自动调频控制，以适应负载剧烈变化引起负载回路谐振频率偏离逆变工作频率，使逆

48、变器触发频率受负载回路控制。2)信号检测与引前触发时间tf的调节：从中频电压互感器TV2与中频电流互感器TA5检得的信号，经电位器RP12、R11等与电阻RU2后，这两种电压信号合成，在逆变触发电路的1、2端得到触发信号us，如图2-34所示。,2.电路分析,图2-34信号检测电路,3)脉冲形成电路：us加在脉冲形成电路输入端，在us信号过零时刻双稳态电路发生翻转，如图2-35所示。,2.电路分析,图2-35脉冲形成电路,4)启动触发环节：本装置采用直流辅助电源(3DY)，由350V交流经单相桥式整流对启动电容Cst预先充电，,2.电路分析,然后逆变桥加上直流电压Ud，延时一段时间触发启动环节

49、8CF中的晶闸管VT12，脉冲变压器TI11送出脉冲，使与Cst串联的晶闸管VT11触发导通，充电电容对电感性负载放电，产生衰减振荡的正弦电压。5)他励信号源(IGC)：本装置设有他励信号源，只要将开关SA1、SA2、SA3、SA4拨向“检查”，他励信号送入，即可检查逆变触发电路工作是否正常。,3.保护措施,(1)直流电路过电压保护交流侧与直流侧的过电压保护。(2)交流短路保护对于交流相间短路保护，由FU1FU6六只快速熔断器起主要作用。(3)逆变过电流、过电压保护本装置采用脉冲快速后移的方法作逆变侧过电流与过电压保护，如图2-36所示。,图2-36过电流、过电压信号取出电路,3.保护措施,(

50、4)电压、电流截止环节图2-33中的1JF、2JF部分起到电压、电流截止作用。,4.通电调试步骤,1)在主电路不带电的情况下，对继电器部分的动作程序进行模拟试验。2)检查同步变压器的相序、相位与图样是否相符。3)检查整流触发系统。,图2-37整流触发脉冲,4.通电调试步骤,图2-38触发脉冲的相位,4)整流电流试验。,4.通电调试步骤,图2-39不同触发延迟角下的波形a)波形b)波形,5)整流中功率及大功率试验。,4.通电调试步骤,6)逆变触发系统试验。 逆变桥各晶闸管的脉冲，Ug幅度值应大于4V，同时注意脉冲前沿应小于2s，脉宽为10500s。 观察逆变桥对角线脉冲是否重叠。 观察逆变桥相邻