第5章 电工综合实 训 5.电工实训安全用电规则及注意事项 1 电工实训安全用电规则如下。 (1)实训操作时,思想要高度集中,实训室内任何电气设备、操作台,未经验电,一般 视为有电,不准用手随意触摸,不可绝对相信绝缘体。 (2)电路连接完工后,送电前必须用万用表认真检查电路,防止短路,合乎要求后方 能送电。 (3)送电操作时,须有指导老师在旁并检验合格后方可通电试运行,学生不得私自接 通电源。 (4)所接电路通电后,不得用手触摸任何带电部位,拆除时必须先切断电源。 (5)实训发生触电时,应立即快速切断实训平台电源开关。 电工实训注意事项如下。 (1)实训室内禁止喧哗、嬉闹,禁止携带食物、饮品等进入。 (2)行走时应注意周边物品,避免滑倒摔伤或碰到实训设备,注意安全。 (3)不摆弄与实训无关的元器件、设备装置,爱惜实训室中的各种设备。 (4)严禁在实训时随意走动,严禁随意从其他实训平台拿取实训工具和电气器材。 (5)实训结束后整理实训工具箱,清理导线,关闭万用表电源开关。 5.电工实训平台简介 2 图5-1为电工实训平台。将空气开关闭合后,按绿色电源起动按钮,电源输出指示灯 亮起,实训平台交流电压正常输出(可输出220V 与380V 电压); 如果有一相熔断器烧断, 电源输出指示灯熄灭,实训平台交流电压不能输出。如遇到触电紧急情况,按红色的急停 开关可以切断实训平台电源。学生实训时,在实训平台的布线板上根据电路原理图连接 线路,如果所连接线路有漏电、短路情况,漏电保护开关会立即动作,自动关闭电源,保护 设备和人员安全。 图5- 1 电工实训平台 5.照明及电气控制实训 3 5.3.1 白炽灯照明电路 1. 实训目的 (1)掌握白炽灯的种类和工作原理。 (2)学会白炽灯线路的安装和布线。 (3)学会用万用表检测、分析和排除故障。 2. 实训所需电气元件明细表 表5-1是白炽灯照明电路连接所需的电气元件明细表。 表5- 1 电气元件明细表 序号名称数量备注 空气开关1 白炽灯泡220V/40W 1 螺口式平灯座1 单联开关2 双联开关2 开关盒2 50 3. 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。 白炽灯泡由灯丝、玻壳和灯头3部分组成。其灯丝一般 都由钨丝制成,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 氩气或氮气等惰性气体,使钨丝不易挥发,以延长寿命。白炽灯 泡的灯头,有卡口式和螺口式两种形式,如图5-2所示,功率超 图5- 2 白炽灯泡外形 过300W 的灯泡,一般采用螺口式灯头,因为螺口式灯头比卡口式灯头接触和散热要好。 4. 常用的灯座 常用的灯座有卡口式吊灯座、卡口式平灯座、螺口式吊灯座和螺口式平灯座等,外形 如图5-3所示。 图5- 3 灯座外形 5. 常用的开关 开关的品种很多,常用的开关有拉线开关、顶装拉线开关、防水拉线开关、平开关和暗 装开关等,外形如图5-4所示。 图5- 4 开关外形 6. 白炽灯的控制方式 白炽灯有单联开关控制和双联开关控制两种方式,如图5-5所示。 图5- 5 白炽灯的控制方式 51 7. 白炽灯照明电路的安装与接线 白炽灯的基本控制线路原理如表5-2所示,可选用几种进行实训。实训时先将开关 装到开关盒上。 表5- 2 白炽灯的基本控制线路原理 名称用途接线图备注 一个单联开关控制 一盏灯 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 两盏灯 超过两盏灯按虚线延伸,但要注意开关允 许容量 两个单联开关,分 别控制两盏灯 用于多个开关及多盏灯,可延伸接线 两个双联开关在两 地,控制一盏灯 用于楼梯或走廊,两端都能开、关的场合。 接线口诀:开关之间3条线,零线经过不许 断,电源与灯各一边 安装照明电路必须遵循的总原则:相线必须进开关,开关、灯具要串联,照明电路间 要并联。 5.3.2 荧光灯照明电路 1. 实训目的 (1)掌握荧光灯的结构和工作原理。 (2)学会荧光灯线路的安装和布线。 (3)学会用万用表检测、分析和排除故障。 2. 荧光灯照明电路原理图 荧光灯照明电路原理图如图5-6所示。当荧光灯接通电源后,电源电压经镇流器、灯 丝,加在启辉器的U形动触片和静触片之间,启辉器放电。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,使两个触片间的电压为0而停止光放电。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。 52 图5- 6 荧光灯照明电路原理图 镇流器还有两个作用: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;另一个是在灯管启辉后,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。 并联在氖管上的电容有两个作用:一个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;另一个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,将该端的两个引脚并联后仍可使用一段时间。 可以在荧光灯的输入电源上并联一个电容来改善功率因数。 3. 实训所需电气元件明细表 表5-3是荧光灯照明电路连接所需的电气元件明细表。 表5- 3 电气元件明细表 序号名称数量备注 1 空气开关1 2 镇流器1 3 启辉器1 4 荧光灯灯管1 5 单控开关1 6 开关盒1 4. 电路的安装 安装时,启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;镇流器的另一个线 端与开关的一端相连;开关的另一端与电源的相线相连。 经检查安装牢固且接线无误后,接通交流电源,荧光灯应能正常工作。若不正常,则 应分析并排除故障使荧光灯能正常工作。 53 5.3.3 感应开关、触摸开关控制照明电路 1. 实训目的 (1)学会声(光)控延时开关、人体感应类开关和触摸开关线路的安装和布线。 (2)学会用万用表检测、分析和排除故障。 2. 实训电路原理 在现实生活中有一些公共设施,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,它们具有以下特点: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,使灯开始工作,在延时一段时间后能自行断开电源。 下面介绍几种常用的开关及它们的接线方式。 声(光)控延时开关是利用振动传感器,通过对振动信号进行转换,利用电信号放大电 路对其进行放大触发并接通电路,使灯工作。光敏电阻用来判断白天和黑夜。确认接线 无误后接通电源,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。 人体感应类开关又称热释人体感应开关或红外智能开关。它是基于红外线技术的自 动控制产品,当人进入感应范围时,专用传感器探测到人体红外光谱的变化,自动接通负 载,人不离开感应范围,将持续接通;人离开后,延时自动关闭负载。 人体感应类开关是根据人体的红外线进行运作的感应器,人体的温度一般在36~ 37℃,会发出特定波长的红外线。它的开关主要由热释电红外传感器及专用单片集成电 路构成,人到灯亮,人走灯灭。 触摸开关是通过人体的部位接近开关所产生的电容或电阻的波动,给芯片传递指令, 由芯片控制开关电路,实现起动或者关闭用电器的目的。在开关用电器的过程中,人体不 需要近距离接触高压电源。 触摸键采用的是电容式感应技术。人体是导电的,电容式感应按键下方的电路能产 生分布均匀的静电场,当手指移到按键上方时,按键表面的电容发生了改变,内部的相关 电路依据电容的改变做出判断,实现预定的功能。电容式感应按键使用起来非常方便,只 需触摸,无须用力按,就可实现开关通断。 图5-7是上述几种开关控制照明电路的接线原理图。 图5- 7 开关控制照明电路的接线原理图 3. 实训所需电气元件明细表 表5-4是感应开关、控制开关控制照明电路连接所需的电气元件明细表。 54 表5- 4 电气元件明细表 序号名称数量备注 1 空气开关1 2 白炽灯泡1 3 螺口式平灯座1 4 声(光)控延时开关1 5 触摸开关1 6 人体感应类开关1 7 开关盒1 4. 实训注意事项 (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。 (3)安装照明电路必须遵循的总原则:相线必须进开关,开关、灯具要串联,照明电 路间要并联。 5.3.4 单相电动机电容起动控制电路 1. 实训目的 (1)通过观察实物,熟悉单相电动机电容起动结构和使用方法。 (2)通过实践,掌握单相电动机电容起动控制电路安装接线与检测方法。 (3)掌握使用万用表检测、分析和排除故障。 2. 电路原理图 图5-8为单相电动机电容起动控制电路原理图。单相电动机除了工作绕组(一次绕 组)外,还设有起动绕组(二次绕组), 它的作用是产生起动转矩,一般在起动时接入。当转 速达到70%~85% 的同步转速时,由离心开关(一般装在电动机内)将二次绕组从电源自 动切除,所以正常工作时只有一次绕组在电源上运行。 图5- 8 单相电动机电容起动控制电路原理图 3. 实训所需电气元件明细表 表5-5是单相电动机电容起动控制电路所需的电气元件明细表。 55 表5- 5 电气元件明细表 文字符号名称数量备注 QF 空气开关1 M 单相电容电动机1 4. 测试与调试 在确定接线准确无误后,可按控制屏上的起动按钮起动,在电动机起动后,会听到电 动机内部轻微的“砰”一声,表示电动机内部的离心开关已动作,切断了二次绕组。 5.3.5 三相电动机点动控制电路 1. 实训目的 (1)通过观察实物,熟悉按钮和接触器的结构和使用方法。 (2)通过实践,掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。 (3)掌握使用万用表检测、分析和排除故障。 2. 电路原理图 图5-9为三相电动机点动控制电路原理图。当按下起动按钮SB1 时,控制电路导通, 接触器KM1 线圈通电,主触头闭合,电动机M起动旋转;当松开按钮时,控制电路断开, 接触器KM1 线圈失电,主触头断开,电动机停止旋转。 图5- 9 三相电动机点动控制电路原理图 3. 工具、仪表及器材 (1)电工常用工具:测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、偏口钳、剥线钳等。 (2)仪表:万用表。 (3)器材:各种电气元件明细表如表5-6所示。 56 表5- 6 电气元件明细表 文字符号名称数量备注 QF 空气开关1 KM 交流接触器1 SB 按钮1 M 三相笼型异步电动机1 FU1 3P 熔断器1 FU2 1P 熔断器1 4. 安装及工艺要求 安装及工艺要求如下。 (1)按表5-6配齐所用电气元件,并进行质量检验。 (2)检验选配的低压电气的技术数据(如型号、规格、额定电压、额定电流等)是否完 整并符合要求,并检验其外观、备件、附件是否齐全完好。 (3)检验电气元件的电磁机构动作是否灵活,有无衔铁卡阻等不正常现象。用万用 表检查电磁线圈的通断情况以及各触头的分合情况。 (4)用万用表检测电气元件及电动机的有关技术数据是否符合要求。 (5)安装元器件。 (6)布线。 (7)根据电路原理图检查布线的正确性。以防止因错接、漏接造成不能正常运转或 短路等事故。 (8)按电路原理图或接线图从电源端开始,逐段核对接线及接线端子处线号是否正 确,有无漏接、错接。检查电线接点是否符合要求,压接是否牢固。接触应良好,以免带负 载运行时产生闪弧现象。 (9)用万用表检查线路的通断情况。检查时,应选用倍率适当的电阻挡,并进行校 零,以防短路故障的发生,对控制电路的检查(可断开主电路)。 (10)安装电线管并穿线。 (11)安装电动机。 (12)连好接地线。 (13)检查安装质量,并进行绝缘电阻测量。 (14)将三相电源输出接入控制开关。 (15)通电试车。为保证人身安全,在通电试车时,要认真执行安全操作的有关规定, 一人监护,一人操作。试车前应检查与通电试车有关的电气设备是否有不安全的因素存 在,若检查出应立即整改,然后才能试车。 (16)合上空气开关QF 后,按下SB1 起动按钮,观察接触器情况是否正常,是否符合 线路功能要求;观察电气元件动作是否灵活,有无卡阻及噪声过大等现象;观察电动机运 行是否正常等。但不得对线路接线是否正常进行带电检查。观察过程中,若有异常现象 57 应马上停车。当电动机运转平稳后,可以用钳形电流表测量三相电流是否平衡。 (17)当出现故障后,应立即切断电源,检查排除故障后再上电。 (18)通电试车完毕,电动机停止运转后,切断电源;先拆除三相电源线,再拆除电动 机连接电线。 5. 注意事项 在实际维修工作中应注意以下5方面。 (1)在排除故障的过程中,分析故障、排除故障的思路和方法要正确。 (2)用测电笔检测故障时,必须检查测电笔是否符合使用要求。 (3)不能随意更改线路,也不能带电触摸元器件。 (4)仪表使用要正确,以防止引起错误判断。 (5)带电检修故障时,必须有人现场监护,并确保用电安全。 5.3.6 三相异步电动机自锁控制电路 1. 实训目的 (1)通过实践训练,熟悉热继电器的结构、原理和使用方法。 (2)通过实践训练,掌握具有过载保护的接触器自锁电路安装接线与检测。 (3)掌握使用万用表检测、分析和排除故障。 2. 电路原理图 在点动控制电路中,要使电动机转动,就必须按住按钮不放;而在实际生产中,有些电 动机需要长时间连续运行,使用点动控制是不现实的,这就需要具有接触器自锁的控制电 路,图5-10 为具有过载保护的三相异步电动机自锁控制电路原理图。 图5-10 三相异步电动机自锁控制电路原理图 相对于点动控制,自锁控制的自锁触头必须是常开触头且与起动按钮并联。因电动 机是连续工作的,必须加装热继电器以实现过载保护。它与点动控制电路的不同之处在 于控制电路中增加了一个停止按钮SB1,在起动按钮的两端并联了一对交流接触器的常 58