实用电工技术实训指导.doc
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天津工程职业技术学院
实
用
电
工
技
术
实
训
指
导
实训一白炽灯照明电路的安装
一、实训所需电气元件明细表：
序号
名称
型号
数量
备注
1
灯泡
220V/25W
2
2
螺口平灯座
3A250V～
2
3
单联开关
2
4
双联开关
2
5
开关盒
2
二、白炽灯
白炽灯结构简单，使用可靠，价格低廉，其相应的电路也简单，因而应用广泛，其主要缺点是发光效率较低，寿命较短，如图22（a）为白炽灯泡的外形。
图22（a）灯泡示意图
白炽灯泡由灯丝、玻壳和灯头三部分组成。
其灯丝一般都是由钨丝制成，玻壳由透明或不同颜色的玻璃制成。
40W以下的灯泡，将玻壳内抽成真空；40W以上的灯泡，在玻壳内充有氩气或氮气等惰性气体，使钨丝不易挥发，以延长寿命。
灯泡的灯头，有卡口式和螺口式两种形式，功率超过300W的灯泡，一般采用螺口式灯头，因为螺口灯座比卡口式灯座接触和散热要好。
三、常用的灯座
常用的灯座有，卡口吊灯座、卡口式平灯座、螺口吊灯座和螺口式平灯座等，外形结构如图22（b）的a、b、c、d。
图22（b）常用灯座示意图
四、常用的开关
开关的品种很多，常用的开关有接线开关、顶装拉线开关，防水接线开关、平开关、暗装开关等，这几种开关外形图分别如下图22（c）。
图22（c）常用开关
五、白炽灯的控制原理
白炽灯的控制方式有单联开关控制和双联开关控制两种方式，如图22（d）所示。
图22（d）白炽灯的控制原理
六、白炽灯照明电路的安装与接线
先将准备实训的开关装到开关盒上，白炽灯的基本控制线路如下表所示，可选用几种进行实训。
名称用途
接线图
备注
一个单联开关控制一个灯
开关装在相线上，接入灯头中心簧片上，零线接入灯头螺纹口接线柱
一个单联开关控制两个灯
超过两个灯按虚线延伸，但要注意开关允许容量
两个单联开关，分别控制两盏灯
用于多个开关及多个灯，可延伸接线
两个双联开关在两地，控制一个灯
用于楼梯或走廊，两端都能开、关的场合。
接线口诀：
开关之间三条线，零线经过不许断，电源与灯各一边。
表22（a）
安装照明电路必须遵循的总的原则：
火线必须进开关；开关、灯具要串联；照明电路间要并联。
本装置配置的开关的接线方法为：
先用一字螺丝刀将长方孔内的白色塑料块压住，然后将剥好的线插到开关的接线孔中，再拿开螺丝刀即可。
实训二感应开关控制照明电路
一、实训所需电气元件明细表：
序号
名称
型号
数量
备注
1
灯泡
220V/25W
1
2
螺口平灯座
3A250V～
1
3
触摸延时开关
1
4
声控开关
1
5
红外感应开关
1
6
开关盒
1
二、实训原理
在现实生活中有一些公共设施，比如楼道出入口、公共厕所等地方，常常采用的是一些感应开关，它们具有这样的特点：
在白天它们一般不工作，但到了晚上，当人们发出它们能接收到的一些信号时，便接通电源，使照明灯开始工作，在延时一段时间后能自行断开电源。
下面就来介绍几种常用的开关以及它们的接线方式。
1、触摸延时开关
触摸延时开关主要是通过压电传感器来接受信号，通过电荷放大器电路对信号进行放大并触发晶体管（或别的器件）来接通电路，使照明灯工作。
用电容的充放电来实现延时功能。
具体接线图如图23（a）所示，确认接线无误后，可接通图23（a）
电源，用手触摸一下开关上的金属体，灯泡亮，经过一段延时后，灯泡自行熄灭。
2、声控开关
声控开关是利用振动传感器，通过对振动信号进行转换后，同样利用电荷放大电路对其进行放大来进行触发并接通电路来使照明灯工作。
用光敏电阻来判断白天和黑夜。
具体接线图如图23（b）所示，确认接线无误后接通图23（b）
电源，在黑暗的状态下（或用盒子罩住开关）发出声响，可击掌或跺一下脚，灯泡亮，经过一段延时后，灯泡自行熄灭。
3、红外线感应开关
红外线感应开关的主要元件是一片新型热释电红外探测模块HN911L和一只V-MOS管。
热释电红外传感器遥测移动人体发出的微热红外信号，送入HN911L，在输出端得到放大的电信号使V-MOS管导通从而接通电源，同时用电容的充放电来实现延时功能。
图23（c）
具体接线如图23（c）所示，确认接线无误后，可接通电源，将掌心按在菲涅耳透镜（圆球）上，灯泡亮，移开手掌，灯泡经过一段延时后熄灭。
也可在黑暗状态下，当人从开关前走过时灯泡便会亮。
三、实训需注意的几点
1、实训中所用的开关只限于纯电阻性负载（如白炽灯），且负载功率不得大于100W。
2、不要随意拆卸开关，以免损坏。
实训三日光灯电路
一、实训所需电气元件明细表：
序号
名称
型号
数量
备注
1
日光灯灯管
10W
1
包括灯座
2
整流器
HLDGZHE-M13W
1
3
起辉器
S10
1
4
单联开关
1
5
开关盒
1
二、日光灯电路原理图
图24（a）日光灯电路原理图
日光灯电路的原理如图24（a）所示。
当日光灯接通电源后，电源电压经镇流器、灯丝、加在起辉器的U形动触片和静触片之间，起辉器放电。
放电时的热量使双金属片膨胀并向外弯曲，动触片与静触片接触，接通电路，使灯丝预热并发射电子，与此同时，由于U形动触片与静触片相接触，使两片间电压为零而停止辉光放电，使U形动触片冷却并恢复原形，脱离静触片，在动触片断开瞬间，镇流器两端会产生一个比电源电压高得多的感应电动势，这个感应电动势加在灯管两端，使灯管内惰性气体被电离引起电弧光放电，随着灯管内温度升高，液态汞就汽化游离，引起汞蒸气弧光放电而发出肉眼看不见的紫外线，紫外线激发灯管内壁的荧光粉后，发出近似月光的灯光。
镇流器另外还有两个作用，一个是在灯丝预热时，限制灯丝所需要的预热电流值，防止预热过高而烧断，并保证灯丝电子的发射能力。
二是在灯管起辉后，维持灯管的工作电压和限制灯管工作电流在额定值内，以保证灯管能稳定工作。
并联在氖泡上的电容有两个作用，一是与镇流器线圈形成LC振荡电路，能延长灯丝的预热时间和维持感应电动势，二是能吸收干扰收音机和电视机的交流杂声。
如电容被击穿，则将电容剪去后仍可使用；若完全损坏，可暂时借用开关或导线代替，同样可起到触发作用。
如灯管一端灯丝断裂，将该端的两只引出脚并联后仍可使用一段时间。
可以在日光灯的输入电源上并一个电容来改善功率因数。
五、电路的安装
安装时，起辉器座的两个接线柱分别与两个灯座中的各一个接线柱相连接；两个灯座中余下的接线柱，一个与中线相连，另一个与镇流器的一个线端相连；镇流器的一个线端与开关的一端相连；开关的另一端与电源的相线相连。
经检查安装牢固与接线无误后，“启动”交流电源，日光灯应能正常工作。
若不正常，则应分析并排除故障使日光灯能正常工作。
实训四电度表原理与接线（预习篇）
电度表是计量电能的仪表。
凡是需要计量用电量的地方，都要使用电度表。
电度表可以计量交流电能，也可以计量直流电能；在计量交流电能的电度表中，又可分成计量有功电能和无功电能的电度表两类。
本实训要介绍的电度表是用量最大的计量交流有功电能的感应式电度表。
电度表的活动部分是一个可以转动的铝盘。
在电度表特有的磁路中，当有一定的电能通过电度表自电源向负载时，铝盘就会受到一个转矩的作用而不停地旋转。
这种工作原理的仪表称为感应式仪表。
铝盘的转动既作为电度表正常工作的标志，同时又带动一个齿轮，最后由计数器把铝盘的转数变换成所计量电能的数字。
这个数字代表了累计用电量。
因此，电度表是一种积算式仪表。
交流电度表分为单相电度表和三相电度表两类，分别用于单相及三相交流系统中电能的计量。
1.电度表的规格和电气参数
（1）额定电压
单相电度表的额定电压有220（250）V和380V两种，分别用在220V和380V的单相电路中。
三相电度表的额定电压有380V、380/220V、100V三种，分别用在三相三线制（或三相四线制的平衡负荷）、三相四线制的平衡或不平衡负荷以及通过电压互感器接入的高压供电系统中。
（2）额定电流
电度表的额定电流有多个等级。
如1A、2A、3A、5A等等。
它们表明了该电度表所能长期安全流过的最大电流。
有时，电度表的额定电流标有两个值，后面一个写在括号中，如2（4）A，这说明该电度表的额定电流为2A，最大负荷可达4A。
（3）频率
国产交流电度表都用在50Hz的电网中，故其使用频率也都是50Hz。
（4）电度表常数
它表示每用1千瓦小时的电，电度表的铝盘所转动的圈数。
例如，某块电度表的电度表常数为700，说明电度表每走一个字，即每用1千瓦小时的电，铝盘要转700圈。
根据电度表常数，可以测算出用电设备的功率。
2．感应式电度表的基本结构和原理
图25（a）
感应式单相电度表的结构示意图见图25（a）。
它由以下几部分组成：
（1）电磁机构
这是电度表的核心部分。
它由两组线圈和各自的磁路组成。
一组线圈称为电流线圈，它与被测负载串联，工作时流过负荷电流；另一组线圈与电源并联，称为电压线圈。
电度表工作时，两组线圈产生的磁通同时穿过铝盘，在这些磁通的共同作用下，铝盘受到一个正比于负载功率的转矩，同时铝盘开始转动。
其转速与负载功率成正比。
铝盘通过齿轮机构带动计数器，可直接显示用电量。
（2）计数器
它是电度表的指示机构。
又称积算器，用电量的多少，最终由它指示出来。
（3）传动机构
也就是电磁机构和积算器之间的各种传动部件。
由齿轮、蜗轮及蜗杆组成。
铝盘的转数通过这一部分在计数器上显示出来。
（4）制动机构
是一块可以调整的永磁铁。
电度表正常工作时，铝盘受到一个转矩，此时会产生一个角加速度，若不靠永磁铁的制动转矩，铝盘会越转越快。
当制动转矩与电磁转矩平衡时，铝盘保持匀速转动。
（5）其它部分
包括各种调节校准机构，支架，轴承，接线端子等。
它们是电度表的辅助部分，但也是保证电度表正常工作必不可少的。
3．电度表的倍率及计算方法
电度表以它的计数器来显示累计用电量。
计数器每加个位1，也就是常说的电度表走一个字，说明用电量为1千瓦小时。
假如电度表是通过电流互感器接入，而且电度表的额定电流是5A，那么，在某一段时间的用电量，就应是这段时间的起始与终了时计数器的数字差与电流互感器的倍率的乘积。
例如：
某段时间实际用电量=（本次电表读数-上次电表读数）×互感器变比
4．电度表的安装要求
（1）电度表应安装在清洁、干燥的场所，周围不能有腐蚀性或可燃性气体，不能有大量的灰尘，不能靠近强磁场。
与热力管应保持0.5m以上的距离。
环境温度应在0～40℃之间。
（2）明装电度表距地面应在1.8～2.2m之间，暗装电度表应不低于1.4m。
装于立式盘和成套开关柜时，不应低于0.7m。
电度表应固定在牢固的表板或支架上，不能有震动。
安装位置应便于抄表、检查、试验。
（3）电度表应垂直安装，垂度偏差不应大于2度。
（4）电度表配合电流互感器使用时，电度表的电流回路应选用2.5mm2的独股绝缘铜芯导线，中间不能有接头，不能设开关与保险。
所有压接螺丝要拧紧，导线端头要有清楚而明显的编号。
互感器的二次绕组的一端要接地。
5．电度表的安全要求
（1）电度表的选择要使它的型号和结构与被测的负荷性质和供电制式相适应，它的电压额定值要与电源电压相适应，电流额定值要与负荷相
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