1、模块模块2 数控机床控制电源回路故障诊断与维修数控机床控制电源回路故障诊断与维修教学目标：1.能够陈述控制电源回路元器件的名称、功能。2.能正确识读数控机床电源回路线路图 3.能够进行图1-2出现故障诊断与排除教学重点:数控机床中直流电源的形成 教学难点：线路故障分析一、工作任务一、工作任务：数控机床控制电源回路主要为数控系统、I/O模块、中间继电器伺服系统等部件提供所需电压，是数控机床外围电路中的重要组成部分。如图122所示。图1-22 数控机床电源控制回路 该回路主要将380V交流电压变成24V直流电压，如果出现下列故障如何来维修：该回路没有直流24V电压输出，电压过高或过低。二、相关实践
2、知识（一）元器件认识 1.数控机床常用控制变压器的认识 u1i1N2N1u2ZL(a)(b)图1-23 变压器 图中TC为变压器，变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压。图中TC将380V交流电变成20V左右的交流电。变压器由铁心和绕组两个基本部分组成,如图1-23所示,在一个闭合的铁心上套有两个绕组,绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器,如图1-24所示。心式变压器的铁心被绕组包围,而壳式变压器的铁心则包围绕组。2图中VC是三相桥式整电路。整流就是把大小、方向都随时间变化的交流电变换成直
3、流电。完成这一任务的电路称为整流电路。图中是将20V左右交流电变成直流电。3图中C1、C2是电容，主要用于滤波，为了减小整流后电压的脉动，常采用滤波电路把交流分量滤去，使负载两端得到脉动较小的直流电。四、相关理论知识四、相关理论知识(一）正弦交流电的基本概念一）正弦交流电的基本概念 其大小和方向都随时间作周期性变化的电动势、电压和电流统称为交流电。在交流电作用下的电路称为交流电路。在电力系统中，考虑到传输、分配和应用电能方面的便利性、经济性，大都采用交流电。工程上应用的交流电，一般是随时间按正弦规律变化的，称为正弦交流电，简称交流电。二、表示正弦交流电特征的物理量二、表示正弦交流电特征的物理量
4、 如图 2-1 所示的发电机，当转子以等速旋转时，绕组中感应出的正弦交变电动势的波形如图 2-2 所示。图中横轴表示时间，纵轴表示电动势大小。图形反映出感生电动势在转子旋转过程中随时间变化的规律。下面介绍图 2-2 所示正弦交流电的物理量。1.周期、周期、频率、频率、角频率角频率 当发电机转子转一周时，转子绕组中的正弦交变电动势也就变化一周。我们把正弦交流电变化一周所需的时间叫周期，用T表示。周期的单位是s(秒)。1 秒钟内交流电变化的周数，称为交流电的频率，用f表示,Tf1图 2.2EmeOtT正弦交流波形图 频率的单位是Hz(赫兹)。1Hz=1s-1。正弦量的变化规律用角度描述是很方便的。
5、如图 2-2 所示的正弦电动势，每一时刻的值都可与一个角度相对应。如果横轴用角度刻度，当角度变到/2时，电动势达到最大值，当角度变到时，电动势变为零值（图 2-3）。这个角度不表示任何空间角度，只是用来描述正弦交流电的变化规律，所以把这种角度叫电角度。每秒钟经过的电角度叫角频率，用表示。式(2-2)中的即是角频率。角频率与频率、周期之间，显然有如下的关系：wT2wf2EmeOt2e=Emsin(t+)图 2.3图用电角度表示正弦交流电 2.瞬时值、瞬时值、最大值、最大值、有效值有效值 瞬时值：交流电在变化过程中，每一时刻的值都不同，该值称为瞬时值。瞬时值是时间的函数，只有具体指出在哪一时刻，才
6、能求出确切的数值和方向。瞬时值规定用小写字母表示。例如图 2-3 中的电动势，其瞬时值为 e=Em sin(t+0)最大值：正弦交流电波形图上的最大幅值便是交流电的最大值（图 2-3）。它表示在一周内，数值最大的瞬时值。最大值规定用大写字母加脚标m表示，例如Im、Em、Um等。有效值：正弦交流电的瞬时值是随时间变化的，计量时用正弦交流电的有效值来表示。交流电表的指示值和交流电器上标示的电流、电压数值一般都是有效值。交变电流的有效值是指在热效应方面和它相当的直流电的数值。即在相同的电阻中，分别通入直流电和交流电，在经过一个交流周期时间内，如果它们在电阻上产生的热量相等，则用此直流电的数值表示交流
7、电的有效值（图 2-4）。有效值规定用大写字母表示，例如 E、I、U。3.正弦交流电的相位和相位差正弦交流电的相位和相位差 1）相位 正弦交变电动势e=Em sin(t+0)，它的瞬时值随着电度(t+0)而变化。电角度(t+0)叫做正弦交流电的相位。例如图 2-5（a）所示的发电机，若在电机铁心上放置两个夹角为0、匝数相同的线圈AX和BY,当转子如图示方向转动时，这两个线圈中的感生电动势分别是：wtEemAsin)sin(0wtEemBeAO2eBet图2.5BAZYSN(a)(b)不同相的两电势 这两个正弦交变电动势的最大值相同，频率相同，但相位不同:eA的相位是t，eB的相位是（t+0），
8、见图 2-(5b)。2）初相 当t=0 时的相位叫初相。以上述eA、eB为例，eA的初相是0,eB的初相是0。3）相位差 两个同频率的正弦交流电的相位之差叫相位差。相位差表示两正弦量到达最大值的先后差距。例如，已知)sin(),sin(22211wtIiwtIimm则i1和i2的相位差为=(t+1)-(t+2)=1-2这表明两个同频率的正弦交流电的相位差等于初相之差。若两个同频率的正弦交流电的相位差1-20,称“i1超前于i2”;若1-20,称“i1滞后于i2”；若1-2=0，称“i1和i2同相位”；若相位差1-2=180,则称“i1和i2反相位”。必须指出，在比较两个正弦交流电之间的相位时，
9、两正弦量一定要同频率才有意义。否则随时间不同，两正弦量之间的相位差是一个变量，这就没有意义了。综上所述，正弦交流电的最大值、频率和初相叫做正弦交流电的三要素。三要素描述了正弦交流电的大小、变化快慢和起始状态。当三要素决定后，就可以唯一地确定一个正弦交流电了。例 1 如图 2-6 所示的正弦交流电，写出它们的瞬时值表达式。解 i1、i2、i3瞬时值为 i1=5sint A i2=7.5sin(t+)A i3=7.5sin（t-)A62例.2 已知正弦交流电：i1=5 sint A i2=10 sin(t+45)A i3=50 sin(3t-45)A图2.6ii2i3i17.556t正弦交流电波形图 求：i1和i2相位差，i2和i3相位差。i2、i3频率不同，相位差无意义。i1和i2相位差为 1,2=t-(t+45)=-45表明i1滞后于i2 45电角。
