维修电工高级实训课题操作过程文稿.docx
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维修电工高级实训课题操作过程文稿
一、电子电路的制作以及调试
一、实训目的
（1）掌握电子电路的制作的工艺流程。
（2）了解电子电路的工艺要求。
（3）掌握电子电路的调试方法。
二、实训要求
（1）了解电子电路的工作原理和用途，分析电路。
（2）装接前先要检查器件的好坏，核对元件数量和规格，避免出现漏装和因元件质量问题导致电路无法正常工作。
（3）在规定时间内，按图纸的要求进行正确、熟练地安装，正确连接仪器与仪表，能正确进行调试。
（4）正确使用工具和仪表，进行电路的检测和调试。
（5）装接质量要可靠，装接技术要符合工艺要求。
1、开关稳压电源
一、开关稳压电源的特点
l）效率高。
2）电源体积小，重量轻。
3）稳压范围宽。
4）纹波和噪声较大。
5）由于开关稳压电源本身的结构特点，所以线路比较复杂。
但随着电路集成化的应用，外围电路已大为简化。
二、电路图
三、所需电子元件、仪器与仪表
序号
名称
型号与规格
单位
数量
备注
1
单相交流电源
～220V
处
1
2
万用表
自定
块
1
3
电工通用工具
验电笔、螺丝刀（包括十字口螺丝刀、一字口螺丝刀）、电工刀、尖嘴钳、斜尖嘴钳等
套
1
4
圆珠笔
自定
个
1
5
演草纸
自定
张
2
6
劳保用品
绝缘鞋、工作服等
套
1
1
电阻R1
4.7kΩ1/8W
只
1
2
电阻R2
2.4kΩ1/8W
只
1
3
电阻R3
3.9kΩ1/8W
只
1
4
电阻R4
5.6kΩ1/8W
只
1
5
电阻R5
4.7kΩ1/8W
只
1
6
电阻R6、R7
100Ω1/8W
只
2
7
电位器RP
5kΩ
只
1
8
电容C1、C2、C3
0.01μF63V
只
3
9
电解电容C4
100μF25V
只
1
10
二极管VD1
IN4148
只
1
11
二极管VD2
2CN1
只
1
12
稳压管DW
2CW92V
只
1
13
三极管VT1
3DD15
只
1
14
三极管VT2
9013
只
1
15
电感L
120mH
只
1
16
集成块IC1、IC2
NE555
只
2
17
直流电源
+15V
处
各1
18
多股细铜线（连接元器件用）
BVR-0.2mm2
m
1
单股镀锌铜线（连接元器件用）
BV-0.2mm2
m
1
19
万能印刷线路板
或一般印刷电路板
自定
块
1
20
电烙铁、烙铁架、焊料与焊剂
自定
套
1
四、工艺流程
准备→熟悉工艺要求→绘制装配草图→核对元件数量、规格、型号→元件检测→元器件预加工→万能电路板装配、焊接→总装加工→自检。
1、电路原理图简要分析
555电路组成高效开关稳压电源电路由脉冲振荡电路、脉冲整形与稳压调整电路、电源输出调整电路和误差取样电路组成。
ICl与Rl，R2及Cl组成脉冲振荡电路。
R3作为振荡电路的输出负载。
IC2与R4、C3组成单稳态电路，将振荡电路输出的脉冲整形，提高输出电压的稳定性。
单稳态电路受ICl输出脉冲的下降沿的触发而翻转，当ICI输出脉冲下降沿时，IC2输出脉冲的上升沿，通过VDl加至电源调整管VTl的基极，使VTl输出调整电压。
电感L与电容C4配合用来对输出电压进行滤波，提高输出电压的平滑度。
VD2为续流二极管。
R6,R7与RP组成输出电压取样电路。
当输出电压升高时，通过RP的滑动臂所取得的误差电压升高;当输出电压降低时，所取误差电压降低。
VT2与DW组成误差电压放大电路，将误差电压放大后加至单稳态电路IC2'芯片的的⑤脚。
加至IC2第⑤脚的误差电压作为555电路内电压比较器的参考电压。
当外加参考电压加入后，555电路的触发电平将不再是固定的，而是随着外加电压的变化而变化。
这时，对于单稳态电路来说，它的输出脉冲宽度也会随之改变。
正是利用了这一原理，实现了对稳压电源的稳压调节。
当输出电压升高后，通过RP取得的误差电压升高，VTl的导通程度增大，集电极输出电压降低，加至555电路⑤脚的电压降低，单稳态电路输出脉宽减小，加至调整管基极电压的时间变短，调整管输出电流的时间减小了，输出电压降低了。
反之，当输出电压降低时，
通过调节会使输出电压升高，最终达到输出电压稳定。
本电路输入直流电压为l5V，稳压输出电压范围为3~12V，可根据需要通过RP调节输出电压。
2、核对元件数量、规格、型号，并鉴别元件的极性，检测元件的质量。
我们按照元件清单将元件放置恰当的位置，并检查元件的数量。
同时采用电阻法对元件极性和质量进行测试。
3、将元件准备好，并规划好元件的位置后进行万能电路板装配、焊接。
同时要注意万能电路板装配工艺要求：
1）电阻器采用水平安装方式，电阻体离万能电路板应有一定距离，色标法电阻的色环标志顺序方向一致。
2）电容器采用垂直安装方式，电容器底部离万能电路板也应有一定距离。
3）集成电路插座紧贴万能电路板安装。
4）所有焊点均采用直脚焊，焊接完成后剪去多余引脚，且不能损伤焊接面。
5）万能电路板布线应正确、平直，转角处成直角，焊接可靠，无漏焊、短路现象。
6）将集成块装入插座中，注意引脚方向不能插错、扭曲，保证引脚全部插入插座。
4、自检
装配结束后，在未通电情况下，用万用表在路电阻测量法对装配好的电路板进行检测。
5、实际通电试车
1）进行直流稳压电源调试，首先按下直流稳压电源的电源按钮，启动直流稳压，调节直流稳压电源，使输出+15伏电压，作为开关稳压电源电路的工作电源。
工作电源调整完毕后关闭直流稳压电源，进行电路和电源连接，将电路板+15V电源线接到稳压电源的输出“+”端子上，将电路板0V电源线接到稳压电源的输出“-”端子上。
2）打开直流稳压电源，按照技术要求检测、调试。
按照要求接线，电路通入“+15V”电源，开始进入电路调试阶段。
3）打开示波器电源，进行示波器性能调试。
4）调试完毕后将示波器的一条探头的参考电位线接到“0V”位置，用测试端触及第一个555定时器ICl芯片的3管脚，输出为脉冲波形，说明由ICl与Rl，R2及Cl组成脉冲振荡电路工作正常。
5）之后再用另一路探头的测试端去触及第二一个555定时器IC2芯片的3管脚，这端输出也为脉冲波形。
5）将示波器的通道选择开关拨到双通道显示挡，可以看出单稳态电路受ICl输出脉冲的下降沿的触发而翻转，当ICI输出脉冲下降沿时，IC2输出脉冲的上升沿。
6）R6,R7与RP组成输出电压取样电路，通过调节RP电位器，可以调节555定时器IC2芯片输出脉冲的宽度。
7）在调节RP过程中，用万用表监视开关稳压电源电路输出电压的情况，稳压输出电压范围近似为3~12V，符合设计要求。
2、三角波-方波-正弦波函数发生器电路的调试
一、课题概述
本课题主要介绍由集成运算放大器与晶体管差分放大器组成的方波-三角波-正弦波函数发生器。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，下面介绍先产生方波—三角波，再将三角波变换成正弦波的电路的安装和调试
二、电路图
三、所需电子元件、仪器与仪表
序号
名称
型号与规格
单位
数量
备注
1
单相交流电源
～220V
处
1
2
万用表
自定
块
1
3
双踪示波器
自定
台
1
4
电工通用工具
验电笔、螺丝刀（包括十字口螺丝刀、一字口螺丝刀）、电工刀、尖嘴钳、斜尖嘴钳
套
1
5
圆珠笔
自定
支
1
6
演草纸
自定
张
2
7
劳保用品
绝缘鞋、工作服等
套
1
8
三极管VT1～VT4
3BG319（3DG6）
只
4
1
电阻R1、R2、R5
10kΩ、0.25W
只
5
2
电阻R3、RC1、RC2
20kΩ、0.25W
只
1
3
电阻RB1、RB2
6.8kΩ、0.25W
只
2
4
电阻RE3、RE4
2kΩ、0.25W
只
2
5
电阻R
8kΩ、0.25W
只
1
6
电阻R4
5.1kΩ、0.25W
只
1
7
电阻RE2
100Ω、0.25W
只
1
8
微调电位器RP1、RP3
47kΩ、0.25～0.5W
只
2
9
微调电位器RP2、RP2
100kΩ、0.25～0.5W
只
1
10
微调电位器RP4、RP4
100Ω、0.25～0.5W
只
1
11
电容C1
10μF/25V（CD11）
只
1
12
电容C2
1μF/63V（CT14）
只
1
13
电容C3、C4、C5
470μF/25V（CD11）
只
3
14
电容C6
0.1μF/63V（CT4）
只
1
15
集成电路块A1、A2
μA747
只
1
16
直流电源
+12V、-12V
处
各1
17
单股镀锌铜线（连接元器件用）
BV-0.1mm2
m
1
多股细铜线（连接元器件用）
BVR-0.1mm2
m
1
18
万能印刷线路板或一般印刷电路板
自定
块
1
19
电烙铁、烙铁架、焊料与焊剂
自定
套
1
四、操作步骤
1、电路原理图简要分析
首先对照原理图简要分析电路的工作原理及组成，了解组成电路的各种元件的作用。
方波-三角波产生电路，运放A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，运放的反相端接基准电压，同相端接输入电压。
运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，当积分器得输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等得三角波，即比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波—三角波。
三角波-正弦波的变换电路。
波形变换的原理是：
利用差分对管的饱和与截至特性进行变换。
下图所示为三角波-正弦波的变换电路。
其中，RP3节三角波的幅度，RP4整电路的对称性，并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。
C3、C4、C5为滤波电容，C4为滤波电容，以消除谐波分量，改善输出波形。
2、核对元件数量、规格、型号，并鉴别元件的极性，检测元件的质量。
我们按照元件清单将元件放置恰当的位置，并检查元件的数量。
同时采用电阻法对元件极性和质量进行测试。
3、将元件准备好，并规划好元件的位置后进行万能电路板装配、焊接。
同时要注意万能电路板装配工艺要求。
4、万能电路板装配、焊接结束后进行电路通断检查，在未通电情况下，用万用表在路电阻测量法对照电路图，对装配好的电路板进行检测，检验电路是否正确，是否虚焊。
5、电路通断检查后，进行电路调试。
首先要调整好示波器，其次将直流稳压电源的输出电压的大小进行调整。
因为电路采用的电源是正、负12伏电源，所以要将直流稳压电源的双通道都调成12伏。
因为直流稳压电源没有负电源输出所以要进行接线，使其输出负12伏。
将第一通道的负端接至第二通道的正端，这样就可以从第二通道引出负12伏电压，作为电路的负电源。
之后将电路板的电源接好。
调试过程中，首先要看电路是否产生方波，用示波器观察运算放大器的12管脚，这端输出应为一个正、负幅度相等的方波，这样可以说明方波产生电路可以正常工作。
然后再用示波器观察运算放大器芯片的10管脚，这端输出是一个三角波，微调RP1，使三角波的输出幅度可进行调节，并满足要求，调节RP2，则输出频率连续可变。
将开关S置于电容C1挡位上或电容C2挡位上，可是三角波以不同的频率输出。
最后，进行三角波—正弦波变换电路的调试，调节RP3可减小失真，使VO3输出接近于正弦波。
调节RP4可使传输特性曲线对称，从波形图上看，变化无明显区别。
二、三相半波可控整流电路
一、实训目的
1．熟悉三相半控可控整流电路的接线。
2．掌握正弦波同步触发电路单元调试及三相桥式半控整流电路系统调试。
3．观察电阻负载输出电压和电流的波形，加深对其工作原理的理解。
4．掌握测试晶闸管整流装置的步骤和方法。
二、所需设备、仪器与仪表
除晶闸管变流系统装置外还需设备、仪器与仪表。
（1）数字万用表；
（2）双踪示波器；
（3）可调电阻器。
（4）三相变压器
三、在做系统实验前必须
（1）理解所使用装置电路及工作正确使用方法。
（2）了解各实验单元板的功能与工作原理，能够正确地对单独单元板性能调试。
（3）能够正确地对电路进行线路连接，并能够正确地对整个系统性能调试。
（3）要了解系统实训目的、内容、方法和要求，并在理论上知晓各种系统的基本原理。
注意：
做实验的步骤是：
先会用电源→再会用单元板→最后做系统实验。
四、实验顺序及安全操作注意事项
（1）实验前一定要学习，要复习有关课程的章节，熟悉有关理论知识。
（2）必须2至4人一组做实验，以便相互照应。
实验前应在小组内讨论一次，明确组长合理分工，如分配接线、调试、测试及记录等工作。
（3）在明确单元板工作原理和系统工作原理的基础上才能动手做实验。
（4）为确保安全，做实验前，必须画出实验线路、明确接线方式，拟出实验步骤，列出实验时需记录的各种数据表格、确认无误后方可合闸通电。
（5）做实验时，人体不可接触带电线路。
接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
（6）通电前必须确保电源的相序正确，才可以接线，以免发生错相。
（6）一定确保控制电路（触发电路的触发脉冲）调试正确后，才可以主电路通电调试。
（7）系统起动前负载电阻必须放在最大值，调节脉冲移相电位器旋到输出电压等于零的位置上。
（8）在实验过程中，若突然发现电网停止供电，须立即切断全部电源开关。
若实验中接线偶然脱落，也须很快切断电源，并只准在切断电源后才能把导线接回原处。
五、系统组成
三相半控可控整流电路的主电路采用三只晶闸管的阴极连在一起，经负载与变压器零点相连，形成共阴极接法。
控制电路采用正弦波同步触发电路为晶闸管门极提供触发脉冲。
下图是三相半波可控整流电路的实验线路图。
六、实验内容及步骤
1、检验示波器的性能
2、检验实验台电源是否良好
（1）实验台交、直流电源的检测：
利用万用表进行测试，电源正常，可以正常使用。
（2）确定电源的相序：
三相整流电路是按一定顺序工作的，故保证相序正确是非常重要的。
测定相序可采用双踪示波器，指定一根电源线为UW相。
再用示波器观察，比U相落后120°者为V相，越前120°者为W相。
3、按实验电路图接线
接线时须注意的是主变压器和同步变压器的极性，按实验电路图，我们将主变压器结成D，yn11,同步变压器也接成D，yn11，也就是说主变压器的一次侧接成三角型连接，二次侧接成星型连接，同步变压器的一次侧接成三角型连接，二次侧接成星型连接。
这是因为为了保证整流电路正常工作，使触发脉冲在要求的移相范围内，要求触发电路的同步电压与晶闸管主电路电源电压的相位有一一对应关系。
对于三相半波可控整流电路来说，电阻性负载移相范围为0-150°，当采用正弦波同步触发电路时，用的是同步电压上升段，又考虑正弦波同步触发电路移相范围小于180°，因此采用大约滞后该相电压120°的电压作为同步电压即可满足要求，在主变压器采用D,yn11时，同步变压器也应采用D,yn11联结法。
4、首先进行正弦波同步触发电路单元调试
（1）将直流偏移电压Ub和直流控制电压Uc的电压调节旋钮调到零位。
（2）接通交流电源和直流电源，用示波器观察测试点b的波形，应如图：
（3）用示波器观察各测试点及输出脉冲Ug的波形，检查触发板工作是否正常。
（4）确定脉冲的初始相位。
在要求移相范围近于180°的条件下，即Uc=0时，α=180°（实际达不到180°）。
调节Ub旋钮使测试点b波形出现近于完整正弦波，并刚好有脉冲输出为止。
如下图
（5）保持Ub不变，逐步增大Uc，用双踪示波器观察测试点b以及输出脉冲电压Ug的波形，注意Uc增加时脉冲的移动情况，估计移相范围。
5、三相桥式半控整流电路系统调试
在进行完正弦波同步触发电路单元调试，确定了触发电路正常后，就可以进行
三相桥式半控整流电路整个系统调试，调试步骤如下：
（2）电阻负载
1）把Uc、Ub电压旋钮调到零位，在主电路d、O间接上电阻负载。
2）按接通按钮，使接触器KM主触头闭合，主电路接通电源。
3）观察输出电压Ud的波形，调节控制电压电位器，使ud波形整齐。
4）调节Ub的旋钮，使输出电压Ud=0，由于Ud=0.675U2
即控制角α=150°的位置，也就是该系统初始相位的位置。
这时，保持偏移电压Ub不变。
5）在确定了初始相位后，调节Uc旋钮，观察Ud的变化，输出电压可以连续可调。
记录a=60°时的ud、uvt1波形。
如图所示。
图中将U2与Ud同绘在图中，用虚线表示U2，用实线表示Ud。
此时整流电压波形出现了间断情况。
α=60°即ωt1时，U相晶闸管VT1承受正向电压，被ug1触发导通，Ud=Uu，到Uu过零变负时关断，此时U相的VT2管虽然承受正压，但由于ug2为来到，不能导通。
在ug2为来到前，各晶闸管均不导通，Ud，id都为零，在此期间，各晶闸管承受的电压均为所在相的相电压。
到ug2来到时，VT2管导通，Ud=Uv。
如此循环下去，可得到Ud，UVT的波形。
三、电流截止负反馈的转速闭环直流调速系统
一、实训目的
（1）了解转速单闭环直流调速系统的组成。
（2）掌握单闭环直流调速系统的调试方法及电流截止负反馈的整定。
（3）加深理解转速负反馈在调速系统的作用。
（4）测定晶闸管—电动机调速系统的机械特性和转速单闭环调速系统的静特性。
二、所需设备、仪器与仪表
除调速系统装置外还需设备、仪器与仪表。
（1）数字万用表；
（2）双踪示波器；
（3）可调电阻器。
（4）三相整流变压器。
三、在做系统实验前必须
（1）理解调速系统电路的工作原理及所使用装置的正确使用方法。
（2）了解各实验单元板的功能与工作原理，具有独立测试单元板的能力。
（3）要了解系统实训目的、内容、方法和要求，并在理论上知晓各种系统的基本原理。
注意：
做实验的步骤是：
先会用电源→再会用单元板→最后做系统实验。
四、实验顺序及安全操作注意事项
（1）实验前一定要学习，要复习有关课程的章节，熟悉有关理论知识。
（2）必须2至4人一组做实验，并合理分工。
（3）在明确单元板工作原理和系统工作原理的基础上才能动手做实验。
（4）为确保安全，做实验前，必须画出实验线路、明确接线方式，拟出实验步骤，列出实验时需记录的各种数据表格、确认无误后方可合闸通电。
（5）做实验时，人体不可接触带电线路。
接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
（6）一定确保反馈极性正确、以组成负反馈运行。
（7）系统起动前负载电阻必须放在最大值，给定电位器必须退回至零位后，才允许合闸启动，并慢慢增加结定，以免元件和设备过载损坏。
（8）实验时触发回路移相触发工作后，才允许合主回路电源。
（9）电动机励磁电源接通后，在做实验时不允许断开，以防止失磁飞车。
（10）在实验过程中，若突然发现电网停止供电，须立即切断全部电源开关。
若实验中接线偶然脱落，也须很快切断电源，并只准在切断电源后才能把导线接回原处。
五、系统组成和工作原理
调速系统中为了提高系统的动静态性能指标，必须采用闭环系统，转速闭环调速系统是常用的一种形式，下图是带电流截止负反馈的转速闭环直流调速系统的实验线路图。
图中电机的电枢回路由晶闸管整流电路供电，通过与电动机同轴刚性联接的测速发电机TG检测电机的转速，并经转速反馈环节FGS分压后取出合适的反馈电压Ufn此电压与转速给定电压Ugn经调节器ACR综合调节，ACR的输出作为移相触发器GTS的控制电压UK，由此组成转速率闭环系统。
本系统中为了防止起动和运行中过大的电流冲击，系统中引入了电流截止负反馈，由TCV取出与电流成正比的电压信号，当电枢回路中电流超过一定值时，送出电流反馈信号Ufi并进入ACR输入端进行综合，以限止电流不超过其允许的最大值，改变Ugn即可调整电机的转速。
六、实验要求
l、检查实验装置的有关单元
（1）核对电源相位并检查和调整移相触发器，使其正常工作，调节锯齿波斜率电位器W1，W2，W3。
（2）检查和调整运算放大器，整定其输出正负限幅值。
2、晶闸管—电动机调速系统的开环机械特性和转速单闭环系统调试。
（l）转速负反馈单闭环系统调试。
（2）调试电流截止保护环节并检查其效应。
七、实验步骤
1、晶闸管整定电路的调整和测试
用实验方法分析一个单闭环调速系统时，首先要调好晶闸闸管整流电路，保证整流桥在控制电压Uk的作用下正确的供电。
本系统中若主整流变压器按△/△－12连接，同步变压器的连接方法也是Y/Y－12连接，各元件所受阳极电压和触发板对应的同步电压关系如下。
晶闸管
KZ1
KZ2
KZ3
KZ4
KZ5
KZ6
对应的阳极电压
Ul
－Wl
Vl
－U1
Wl
－Vl
同步电源
UTa
UTc
UTb
UTa
UTc
UTb
用示波器观测，当电源接线相序正确时，阳极电压与同步的相位关系应符合上表关系。
电源相位较对正确后，进一步检查和调整锯齿波触发器，用双踪示波器观察三块触发板的锯齿波，通过调节锯齿波斜率电位器W1，W2，W3，使三个锯齿波斜率和高度近似相同。
并调整总偏电压UP，使控制电压UK＝0时触发控制角α＝90º，此时晶闸管整流电路即可正常工作。
2、晶闸管—电动机系统开环调速系统调试
（1）晶闸管—电动机系统开环系统调试，不必使用调节器ACR可将给定电压直接接到触发器GTS的输入端。
首先使用纯电阻性负载进行开环调试。
将三相全控桥整流电路的输出通过电流表接到滑动变阻器的两端，按下SB1启动按钮，慢慢的增加给定电压，用电压表观察输出电压的大小，从0到300伏连续可调，或从示波器上观测负载两端输出电压的波形，波形连续可调，并可以从近似水平线缓慢的增加，最终形成一个周期内产生六个连续的波头，这说明三相全控桥整流电路可以正常工作。
然后，将电阻性负载换成直流电动机串电抗器负载，将输出电压经电抗器接入直流电动机的电枢绕组，发电机的电枢绕组接到滑动变组器两端，此时电动机和发电机应分别加额定励磁电压直流220V。
电动机运转时，先将发电机的负载电阻Rg放在最大值处，然后调节Rg，使电枢电流逐渐增大，同时观察电机的转速会有所下降。
这说明，当电动机开环调速系统中，由于负载的增大，会使电枢电流增大，导致转速下降。
同时记录下，当给定电压是2伏多时，对应的电机转速是800转左右，为了在闭环调试过程中转速负反馈信号极性判别与整定。
3、转速负反馈单闭环系统调试
（1）转速负反馈调节
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