电工技师教案.doc

武汉工程职业技术学院
（铁山校区培训部教案）
适用工种：维修电工高级技师
班 级：高级技师串讲
任课教师：付 斌
日 期：2011-3
二0一一年上学期
教学进度计划表
任课教师：付斌 班级:维修电工高级技师 2011-3
教材名称
无
教材版本

时间
章节
内容
课时
第一天

电工基础与电工仪表、电子技术
6
第二天

变流技术与电机与控制线路
6
第三天

自动控制、单片机、PLC简介
6

维修电工高级技师知识要点
第一讲 电工基础与电工仪表
1、掌握复杂直流电路的分析计算方法
2、握直复杂交电路的分析计算方法
3、熟悉电与磁的应用及电磁感应原理.
4、电工仪表的组成、结构及各部件的作用
5、电工仪表的工作原理及故障分析
6、电工仪表的使用方法及注意事项
第二讲 电子技术与变流技术
1、放大电路的组成及元件的选择
2、放大电路的工作原理
3、放大电路的分析计算
4、放大电路中的负反馈
5、功率放大器的类型、组成、工作原理
6、运算放大器的类型、组成工作原理
7、基本数字电路
8、晶闸管的组成及工作原理
9、晶闸管单相全控桥分析
10、晶闸管单相半全控桥分析
11、晶闸管三相全控桥分析
12、晶闸管三相全控桥分析
第三讲 电机与控制线路 自动控制
1、直流电机的工作原理、优缺点
2、直流电机的结构及各部件的作用
3、直流电动机的起动方法
4、直流电动机的制动方法
5、直流电动机的调速方法
6、三相异步电动机的工作原理、优缺点
7、三相异步电动机的结构及各部件的作用
8、三相异步电动机的起动方法
9、三相异步电动机的制动方法
10、三相异步电动机的调速方法
11、单相异步电动机的结构及工作原理

12、同步电动机的结构、优缺点
13、同步电动机的工作原理
14、电动机故障分析及处理
第四讲 变频器基础知识 PLC 单片机基础知识
1、变频器的结构
2、变频器的控制原理
3、变频器的控制方式
4、单片机的结构
5、单片机的编程方法和最小应用系统的组成
6、单片机在生产实际中的应用实例
7、西门子S7—300和三菱FX系列PLC的组成
8、西门子S7—300和三菱FX系列PLC的编程软件的使用
9、西门子S7-300的应用
复习资料
理论部分
一、填空题
1、直流电机换向极的作用是 改善换向,减小火花 。
2、串励电动机不能 空载 运行.
3、直流电机电刷装置的作用是 连接电枢绕组和外电路 .
4、负载在一定范围内变化时，同步电动机的转速 不变 。
5、变压器并联运行的理想状态是空载时各台变压器的副边无 环流 。
6、联接组别不同的变压器并联运行时，将使变压器 烧毁 。
7、鼠笼式三相异步电动机采用变极调速的同时还应该改变电源的 相序 .
8、变频器按变换环节分为交——交变频器和交--直--交变频器。
9、单相异步电动机工作绕组产生的磁场是 脉振磁场 .
10、三相异步电动机旋转磁场产生的条件是三相对称定子绕组中通入三相对称交流电流。
11、直流电动机的空载损耗包括机械损耗和 铁损 二种损耗。
12、变压器的联接组别是指原、副边绕组对应的线电动势或线电压之间的相位差。
13、变压器原、副边绕组的首端（或末端)互为同名端时，则原、副边绕组相电动势的方向 相同 .
14、单片机是指 只有一个芯片的计算机。
15、负数的补码是反码 加1 。
16、CJNE是比较转移指令的操作码。
17、单片机的PSW中P的意义是 奇偶校验位 。
18、放大电路采用负反馈的目的之一是提高放大倍数的 稳定性 。
19、拖动控制线路中的限位控制，应该采用行程开关.
20、在电动机的控制线路中,实现联锁控制采用接触器的 常闭 辅助触头.
21、负载获得最大功率的条件是 电源内阻等于负载电阻 。
22、RLC串联电路发生谐振时,电路中的 电流 达到最大值。
23、变频器的制动方法有能耗制动,再生制动和直流制动三种
24、通过晶闸管的电流平均值随导电角的减小而减小。
25、低频功放电路按工作状态，可分为甲类、乙类和甲乙类三种常见形式。
26、维持晶闸管导通所必须的最小阳极电流为维持电流。
27、用一个恒定电动势E和一个内阻R0串联组合来表示一个电源称为电压源。
28、放大器的电压放大倍数中负号表示输出信号与输入信号相位相反。
29、在数字电路中,用来完成先“或”后“非"的复合逻辑门电路叫 或非门 。
30、二进制数10101代表十进制的 21 。
31、在画矢量图时，矢量的起始位置与横轴的夹角等于正弦交流电的初相位 。
32、西门子S7—300PLC的每个导轨上最多可以安装 8个模块
33、西门子S7—300PLC的赋值指令是将逻辑运算结果写入指定的地址位。
34、硬件组态的任务是在STEP7中生成一个与实际硬件完全相同的系统。
35、三菱FX系列PLC的MCR指令称为 主控复位指令。
36、三菱FX系列PLC的OUT指令可以 连续使用，且不受使用次数限制。
37、按调速系统是否存在稳态偏差来分类,调速系统分为有静差系统和 无静差 系统。
38、逆变器的交流侧接的是负载称则为 无源逆变 .
39、开环自控系统在出现偏差时，控制系统不能自动调节。
40、数字式万用表的表头是数字直流电压表。
二、判断题
1、对于直流发电机来讲，电磁转矩是制动转矩；对于直流电动机来讲，电磁转矩是拖动转矩.（√ ）
2、直流电机换向极磁场的方向必须和电枢磁场的方向相同.（ × ）
3、变频器的U/f恒定控制是为了保证主磁通不变。（ √ ）
4、变频器的内部主电路包括整流电路，中间直流环节和逆变器.（√ )
5、升压变压器一次的匝数比二次少，降压变压器一次的匝数比二次多。（√ ）
6、电磁系仪表既可以测量直流电量，也可以测量交流电量，且测交流时的刻度与测直流时的刻度相同.(√ ）
7、变压器绕组折算的规律是凡电压（电动势)均乘以K,凡电流均除以K，凡电阻（感抗，阻抗）均乘以K2。（√ )
8、电压互感器运行时二次不能短路，否则烧毁互感器.（√ )
9、同步电动机是靠磁极之间的引力而工作的。（√ )
10、三相异步电动机转子感应电动势的频率与转差率成正比。（√ ）
11、三相异步电动机转子和定子的相数必须相等.（×）
12、电容分相式单相异步电动机运行时电容器开路，电动机仍能转动。（√ ）
13、更换运行的电流互器二次的电流表时，应先将二次短路。(√ ）
14、自耦变压器不能作为安全变压器使用。(√ ）
15、同步电动机是一种交流电机，所以定子和转子都应该通入交流电流。(× )
16、电阻、电感和电容元件在交流电路中都要消耗电能.(×）
17、直流电机带上负载后，气隙中的磁场由主磁场，换向极磁场叠加而成。(×）
18、PC是ROM的地址指针，SP是堆栈的地址指针，＠Ri和@DPTR是RAM的地址指针。(√ ）
19、MCS-51单片机复位后，PSW中的内容为0，而SP中的内容为07H。（√ ）
20、MCS-51单片机定时/计数器的工作方式有3种(×）
21、通电线圈产生磁场的强弱，只与线圈的电流和匝数有关。（×）
22、涡流产生的磁通将阻止原磁通变化，即有削弱原磁场的作用。（×）
23、乙类功率放大器易产生截止失真.（√ ）
24、数个恒流源并接时，其总电流不能用基尔霍夫电流定律求解.（× )
25、在基本放大电路中，静态工作点选择偏高，则输出信号易产生饱和失真。（√ ）
26、三变量“或”门电路的逻辑功能表达式为P=A+B+C。（√ ）
27、在晶闸管可控整流电路中，导通角越大，则输出电压的平均值就越小。（× ）
28、凡具有两个稳态的器件都可以构成二进制计数器。（√ ）
29、晶闸管可控整流电路的输出直流电压的大小仅与其导通角有关。（×）
30、只有当稳压电路两端的电压大于稳压管击穿电压时，才有稳压作用。(√ ）
31、用STEP7编程软件编程时可以使用绝对地址，也可以使用符号地址。（√ ）
32、西门子S7—300PLC的位逻辑指令包括触点、输出、比较及状态指令。（√ ）
33、西门子S7—300PLC的输入地址和输出地址只能按位访问。（×）
34、西门子S7—300PLC的16位状态字寄存器，只使用了其中9位。（√ ）
35、三菱FX系列PLC的ANB和ORB指令是独立指令,没有操作元件。（√ ）
36、三菱FX系列PLC的触点与左母线相连时，应该使用LD指令。（√ )
37、积分调节能够消除静差，而且调节速度快。(× )
38、调速系统采用电流正反馈和电压负反馈都是为了提高直流电动机的机械特性硬度，扩大调速范围.√ ）
39、精益生产方式中，产品开发采用的是并行工程方法。（√ ）
40、编制数控程序时，不必考虑数控机床的功能。（× )
三、选择题
1、直流电机电枢反应使直流电机的主磁通（ A )
A、减小 B、增加 C、不变
2、直流电机换向极绕绕组的联接方式是( A ）
A、和电枢绕组串联 B、和励磁绕组串联 C、和补偿绕组串联
3、风机变频器在变频运行过程中,当变频器因故障而跳闸时，必须能够自动切换为( A )
A、工频运行 B、制动运行 C、低速运行
4、变压器空载运行时，其功率因素（ B )
A很高 B、 很低 C、适中
5、当同步电动机在额定电压下带额定负载运行时，调节励磁电流的大小,可以改变( C ）。
A、同步电动机的转速 B、输入电动机的有功功率 C、输入电动机的无功功率
6、电焊变压器的最大特点是具有（ A ）,以满足电弧焊接的要求。
A、陡降的外特性 B、较软的外特性 C、上升的外特性
7、变频器的矢量控制是将三相异步电动机经过坐标变换成等效的（ C ）.
A、步进电动机 B、同步电动机 C、直流电动机
8、就机械特性的硬度而言，（ C ）有较硬的机械特性.
A、串励直流电动机 B、积复励直流电动机 C、他励直流电动机
9、三相异步电动机，若要稳定运行，则转差率应（ C ）。
A、大于临界转差率 B、等于临界转差率 C、小于临界转差率
10、为了使绕线式三相异步电动机起动转矩增大,可采用的方法是（ C ）。
A、增大定子相电压 B、增大漏电抗 C、适当增大转子回路电阻
11、串励直流电动机在电源极性改变时，电动机将会（ B）。
A．反转 B．朝原方向运行 C．低速运行
12、同步补偿电动机应工作在（ A ）。
A．空载状态 B．满载状态 C．过载状态
13、直流电动机带额定负载串电阻调速时，电枢电流（ C）。
A．增加 B．减小 C．保持不变
14、三相半控桥整流电路为克服“失控”现象的办法是（ A ）。
A．加续流二极管 B．减小a角 C．在直流输出端加阻容吸收
15、MCS-51单片机的有（ C ）中断源
A、3个 B、4个 C、5个
16、在MCS-51单片机的汇编语言中，操作码（ A ）.
A、规定了指令的功能 B、是操作数操作的对象 C、可有可无
17、进行存储器扩展时，片外存储器的低8位地址由单片机的（ A 提供.
A、P0口 B、P1口 C、P2口
18、8位二进制补码的取值范围是（ A ）
A、-128—+127 B、—127—+127 C、—127—+128
19、电动机采用两地控制方式，其控制按钮联接的规律是（ B ）
A、停止按钮并联,起动按钮串联 B、起动按钮并联,停止按钮串联
C、 全为并联
20、对于平板电容器来说，其板间的距离越小，电容量( A )。
A．越大 B．越恒定 C．越小
21、在交流电路中，功率因数角j决定于（ B ）。
A．外加电压的相位 B．电路电阻与电抗的值 C．电流的相位
22、感生电流产生的磁通总是（ C )原磁通的变化.
A．增加 B．稳定 C．反抗
23、经济型数控系统一般以（ B ）单片机或微处理器为主构成的系统。
A、4位或8位 B、8位或16位 C、16位或32位
24、单管甲类功率放大器所存在的一个主要问题是（ A ） .
A．管耗大 B．饱和失真 C．零点漂移
25、为了保护小容量调速系统晶闸管避免遭受冲击电流的损坏，在调速系统中通常采用（ C ）。
A．电压负反馈 B．转速负反馈 C．电流截止负反馈
26、同步电动机转子磁极表面的笼型绕组的作用是：（ C ）。
A．改善功率因数 B．增加电磁转矩 C．为启动而设置
27、用于把矩形波脉冲变为尖脉冲的电路是( B ）。
A．RC耦合电路 B．微分电路 C．积分电路
28、( C ）是构成计数器的基本单元。
A．单稳态触发器 B．多谐振荡器 C．触发器
29、电流互感器二次侧的额定电流一般为（ B )安培。
A．2 B．5 C．10
30、对于有m个节点的电路来说，其独立的节点方程式的个数为（ B）。
A．m B．m1 C．m+1
31、在三相半控桥中,流过每只晶闸管的平均电流为负载平均电流的( C ）倍。
A．1 B．1/2 C．1/3
32、三相半波可控整流电路带电阻性负载时,若触发脉冲加于自然换相点之前,则输出电压将（ C ）.
A．很大 B．很小 C．出现缺相现象
33、S7—300站最多有4个机架，0号机架是( A ）
A、主机架 B、扩展机架 C、接口机架
34、S7—300PLC的一个模拟量模块最多有( B )通道。
A、4个 B、8个 C、16个
35、S7—300定时器最长的定时时间为（ C ）秒
A、1024 B、2048 C、9990
36、除X和Y以外,三菱PLC的其它继电器的地址号均采用( A ）
A、十进制 B、二进制 C、八进制
37、三菱PLC的辅助继电器M( A ）直接驱动外部负载。
A、不可以 B、可以 C、有时可以。
38、测量绝缘电阻时，应在加压足够长的时间后,电流趋于稳定时才能得到准确结果,一般规定加压后（ A ）分钟读取绝缘电阻值。
A．1 B．5 C．10
39、电压负反馈自动调速系统的性能（ B ）于转速负反馈调速系统。
A、优 B、劣 C、等于
40、ISO14000系列标准是有关(C )的系列标准。
A、质量体系 B、环境体系 C、环境管理
四、问答题
1、三层楼房的照明采用三相电源，故障现象是:一楼的灯泡基本正常发光，二楼的灯泡变暗，三楼的灯泡比正常亮，请问是什么原因?为什么会出现这种现象？
答:故障原因是中线断开.因为三相照明电路是三不对称负载星接，如果中线断开,那么有的相的相电压可能基本正常，有的相的相电压可能低于额定值，有的相的相电压可能高于额定值。
2、三相对称负载三角形联接,故障现象是：电流表测得有二根端线的的线电流等于相电流,请问是什么原因？为什么会出现这种现象？
答：故障原因是有一相负载开路.因为三相对称负载三角形联接时如果某相负载开路，另外二相成为单相电路，端线中的线电流必定等于相电流。
3、并励发电机不能自励，用毫伏表检测没有电压，请问是什么原因？为什么会出现这种现象?
答：故障原因是没有剩磁通。因为没有剩磁通时，电机虽然旋转但没有切割剩磁通而产生剩磁电压，所以电压表没有显示。
4、三相异步电动机外部控制电路正常，电机没有堵转（没有机械故障)，空载时加额定电压后电机仍不能转动,请问是什么原因？为什么会出现这种现象
答:故障原因是转子绕组开路。因为转子绕组开路时，绕组中没有感应电流，也就不会产生电磁转矩，所以转子无法转动。
5、空载的并励电动机加额定电压后发现转速快速上升，远远超过额定值,请问是什么原因?为什么会出现这种现象？
答：故障原因是励磁绕组开路。因为并励电动机空载运行时如果励磁绕组开路,主磁通大大减小，由机械特性可知,电机的转速将会快速上升。
6、三相异步电动机空载运行时，电压正常，没有断相，没有机械故障，电流表测得其电流超过了额定值(电机温度升高），请问是什么原因？为什么会出现这种现象？
答：故障原因是电网频率下降。因为在电源电压不变时，如果电源频率下降，使电机的主磁通增加，空载电流增加，铁损增加使电机的温度升高。
7、单相桥式整流电路中,若四只管子全部反接，对输出电压有何影响？若其中一只管子反接,对输出电压又有何影响？为什么？
答:若四只管子全部反接，输出电压的大小不变，但极性改变。若其中一只管子反接，不仅输出电压为零，电源还将短路,后果严重。
8、单相桥式整流电路中，若其中一只管子断开，对输出电压有何影响?若其中一只管子短路，对输出电压又有何影响?为什么？
答：若其中一只管子断开，电路成为半波整流电路，输出电压降为原来的一半。若其中一只管子短路，不仅输出电压为零，电源还将短路,后果严重。
五、计算题
1、RLC串联电路，已知电阻为4欧，感抗为5欧，功率因素为0.8（容性)，电源电压220伏，求：
（1）电路中的电流
(2）有功,无功，视在功率
解：先求容抗和阻抗
由cosφ=R/Z得： Z=5欧 XC=8欧
(1）电路中的电流为
220/5=44A
（2)有功,无功，视在功率分别为
有功功率：442×4=7744 W
无功功率:442×3=5808 Var
视在功率;442×5=9680 VA
2、RLC串联电路，已知电阻为6欧,电感为8欧，功率因素为0.6(容性)，电源电压220伏，求：
(1)电路中的电流
（2）有功,无功，视在功率
解：解：先求容抗和阻抗
由cosφ=R/Z得： Z=10欧 XC=16欧
(1）电路中的电流为
220/10=22A
（2）有功,无功，视在功率分别为
有功功率：222×6=2904 W
无功功率：222×8=3872 Var
视在功率；222×10=4840 VA
3、一台三相四极鼠笼型异步异步电动机，三角形联接,额定功率10KW，额定电压380V，额定转速1460n/min，功率因素0。88，额定效率80%，TST/TN=1。5，IST/IN=6。5，试求：
（1）电动机的额定电流;
（2)星—三角起动的起动转矩和起动电流；
(3）若负载转矩TL=0.5TN，问是否可采用星-三角起动？
解：（1）IN=PN/UNIN cosΦ=21。26A
（2)IYST=IST=46。8A TYST=TST=32.7N。m
（3）当TL=0。5TN时
因为TYST=TST=0。5N.m=TL＜1。1 TL，故不能能采用星—三角起动
4、一台他励电动机，额定电压110V,额定电流234A，额定效率为0.85，电枢总电阻为0.04Ω，忽略电枢反应的影响，求:
（1)电动机的额定功率
（2）采用直接起动起动电流是额定电流的多少倍？
（3）如果限制起动电流为2I则电枢中应串多大的起动电阻?
解：（1)PN=UNIN×0。85=21.9 KW
（2）IST=UN/Ra=2750A IST/IN=12
（3)由IST=UN/(Ra+Rs）=2IN可得
Rs=（UN/2IN）—Ra=0。195Ω
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