青工培训矿井维修电工培训教材

.321青工培训矿井维修电工培训班培训教材第一部分初级矿井维修电工知识要求第一章电工基础第一节 电路的基本知识和基本定律电路：是电流通过的路径。根据电流的性质分：交流电路和直流电路。电流：是在电场的作用下，电荷作有规则的定向运动。I=Q/t。单位为妾。电压；电场力把单位正电荷从电场中2点移动到b点所做的功称为a、b两 点的电压，用Uab表示。电阻：导体对电流的阻碍作用。R=pL/S欧姆定律：| = u/R全电路欧姆定律：I = E/ （r+R）第二节磁和电磁的基本知识磁力线具有的性质：1、磁力线的方向总是有N极指向S极；2、磁力线互 不相交；3、磁力线具有缩短的趋势；4、磁力线上任意一点的方向，就是该点 的磁场方向。电动机左手定则：伸开左手，拇指与其余四垂直，使磁力线穿入手心（既 手心向着N极），用四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是载流导体受作 用力（运动）的方向，通用表达式为F = BILsina。第三节单相交流电正弦交流电：指大小和方向随着时间按正弦规律变化的电流（含电压、电 动势）。三要素：周期、频率、和角频率。f=1/Tco=2n/T功率因数：COS,=P/S顺时功率 P=UI = I2R=U2/I电感Ul=wLIXl= w L=2 n f L电感线圈具有“通直阻变”的性质。第四章三相正教交流电路相序 UVW 三相相差1200电源供电有两种连接：一种是星形，一种是三角形连接。三相电路的功率：P=3U 相 I 相 COS=V3 U 线 I 线 COS第二章电工专业知识第一节常用电工仪表电气工程上配用的电流互感器量程通常是5A,电压互感器量程是100V, 并单端接地。万用表使用注意量程和测量功能的选择，任何一个测量错误都会是万用表 损坏。测量时将红表笔杆插入+ ”插孔，将黑表笔杆插入“-”插孔。测量高 压时，应将红表笔杆插入 500V插孔，黑表笔杆仍旧插入“-”插孔。第二节变压器变压家主要有铁芯和统组两大部分组成。按用途分：电力变压容、特殊用 途变压 容、仪用变压 容、实验变压 器、控制变压器。变压器工作原理：U1/U2=N1/N2 = I2/I1。第三节电动机直流电动机可分为他励、并励、串励、复励4种。交流电动机：f=pn/60。第四节常用低压控制电器按钮开关组成：按钮帽、复位弹簧、常开触头，常闭触头、接线柱、外壳 等组成。低压刀开关和转换开关可用做5。5KW电动机的直接启动和停止控制。接触家主要有电磁系统、触头系统灭弧装置等部分组成。常用灭弧方法：电动力灭弧、双断口灭弧、纵缝灭弧、栅片灭弧。第五章井下低压供电设备起动器工作时应满足要求：1）、可供远距离启动和停止电动机；2）、具有低压和失压保护性能3）、具有过我和短路保护装置；4）、控制线路采用6V及以下电压，保证操作人员的安全；5）、接地芯线作控制线时，能自动检查连接电动机外壳间的接地芯线有 无故障；6）、可以进行集中和连锁控制；7）、具有供给局部照明及发送信号的电源。第六章供电系统矿山企业对供电的要求：可靠性、妾全性、技术合理性、经济性。电力用户的分级有三级：一级用户、二级用户、三级拥护。供电系统中性点接地方式：不直接接地方式、直接接地方式、电阻接地方 式、消弧线圈接地方式。保护接地：将金属外壳通过接地装置与相连，称保护接地。保护接零：当电气设备外壳与接地的零线连接时称为接零。重复接地；在沿零线上把一点或多点再引入接地。漏电保护要求：1）能不间断的监视电网的绝缘状态；2）、动作迅速，总分断时间不应超过0.2秒。3）、动作电阻值不变；4）、检漏继电器本身的部电阻应足够大；5）、检漏继电器动作必须灵敏可靠，具备有检功能；6）、对电网对地的电容电流，能够进行有效的补偿；7）、漏电保护应有选择性，以缩小故障时的停电围。热继电器组成部分；热元件，常闭触头，传动机构，复位按钮，调整电流 装置。是一种利用电流的热效应工作的过载保护电器。第七章电气防爆知识防爆电气设备的标志EX。电气间隙：是指两个落露导体之间的最短空间距离。爬电距离：是指两个导体之间沿绝缘材料表面的最短距离。第八节 矿井提升机控制电器高压换向接触器作为高压交流提升电动机的接通、切断和换向之用。低频电源的作用：利用低频35赫兹交流电源直接送入主电动机使低速爬 行。可实现低频拖动。低频电源有：低频发电机组、晶闸管交一直一交变频装置、晶闸管交一交 变频装置。第三章 相关知识三视图投影规律：长对正、高平齐、宽相等。配合类别分为：间隙配合、过盈配合、和 过渡配合。触电是指电流通过人体时对人体产生的生理和病理伤害，可分为电击和电 伤。常见的触电方式有：单相触电、两相触电。我国煤矿井下取30mA为人身触电时的极限妾全电流。电流的大小和持续 的时间长短是主要因素。在低压供电系统中，脱离低压电源可用拉、切、挑、拽、垫5个字来概括。第二部分 初级矿井维修电工技能要求第四章 常用电工工具、电工仪表的使用第一节 常用电工工具的使用验电器 分低压验电器和高压验电器。电工常用的旋具有螺钉旋具和螺母旋具。第二节常用电工仪器仪表的使用兆欧表的选用：测量额定电压在500V以下的设备或线路的绝缘电阻时，可 选用500V或1000V兆欧表；测量定电压在500V以上的设备或线路的绝缘电 阻时，可选用1000V或2500V兆欧表。其中上面标有（L）接地（E）和屏蔽保 护环（G）。应以120r/min为宜。第五章 基本技能操作电动机的界线分为星形连接和三角形连接两种方式。掌握异步电动机三相统组首尾的辨别方法。电气设备停送电时应注意以下要求：1）、非专职电气人员，严禁擅自操作电 气设备。2）、操作高压电气设备回路时操作人员必须戴绝缘手套，穿电工绝缘 靴或站在绝缘台上。3）、停电4）、验电。5）、放电。6）、挂警告牌。第三部分 中级矿井维修电工知识要求第六章 电工基础第一节 磁场对载流导体的作用力及电磁感应根据左手定则可知：当两根平行导体中的电流方向相同时，两导体相互吸 引，当两根平行导体中的电流方向相反时，两导体相互排斥。右手定则：伸开右手，拇指与其余四垂直，使磁力线穿过手心（既手心向 着N极），拇指指向导体运动方向，那么四指所指方向就是感应电动势的方向。第二节电容器并联电容器接在同一对接点的连接方式称电容器的并联。并联电容容的电 容量是各个电容器的电容量之和。将几只电容依次相连，构成中间无分支的连 接方式，称为电容器的串联，串联电容器的电容量的倒数是各个电容器的电容 量倒数之和。电容抗计算公式：Xc=1/wc=1/2nfc电容元件具有“隔直阻交”的作用。RLC串联正弦交流电路有功功率：p=UrI = |2R无功功率：Q=Q-Q F2X-I2X =UI-U IJ 1y T C L C L C视在功率：s=ui功率因数：COS = p/ s=ur/u= r/z提高功率因数的意义：可以充分利用电源设备的容量，减小输电线路上的 能量损失。中性点位移：三相负载不对称时，如果没有中线或中线阻抗较大，就产生 中性点电压，这时负载中点的电位与电源中点的电位不相等，这种现象叫中性 点位移。为防止中线断开，规定在中线上不允许装设开关和熔丝，而且中线连 接要可靠，并具有一定的机械强度。第七章电子基础知识第一节常用半导体器件二极管半导体具有？2结，大多数半导体分硅管和锗管两大类。硅管的死区电压为0.5V,锗管的死区电压为0.2V。硅管的正向压降约为 0.7V,锗管的正向压降约为0.3V。二极管具有单向导通性。三极管三极管有PNP型和2?2型两种组合形式。具有放大性质。稳压管工作在反向击串状态。发光二极管通常用砷花镓、磷化镓半导体材料制成，通过电流时会发光， 发光的颜色取决于所用的材料。第二节共发射极放大电路的分析静态工作点的计算公式：ucc=IbqRb+Ubeq共发射极低频电压放大电路匚be可用公式求出：rbe=300+（1+B）26/Ieq第三节放大电路中的负反馈反馈类型：正反馈和负反馈；直流反馈和交流反馈；电压反馈和电流反馈; 串联反馈和并联反馈。负反馈的四种基本形式：电压并联负反馈；电压串联负反馈；电流并联负 反馈；电流串联负反馈。负反馈对输入和输出电阻的影响是；电阻增大。射极输出器的特点：1）、反馈系数为1； 2）、电压放大倍数近似于1； 3）、 输入电压与输出电压相同；4）、输入电阻火，输出电阻小。第四节 单相整流电路常用的单相整流电路有单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式 整流电路。其中单相半波整流电路输出的电压是0.45倍的电源电压。单相全波 整流电路和单相桥式整流电路输出的电压是0.9倍的电源电压。第八章 电工专业知识第一节矿井高压供电系统的运行和保护电力系统中的电力设备和线路应有主保护和后备保护，必要时可增设辅助 保护。继电保护装置的任务：1）、当被保护系统发生故障时，保护装置迅速动作， 有选择地将故障部分切断，以减轻故障危害，防止事故蔓延。2）、当设备出现 不正常运行状态时，保护装置可用于信号，也可以用于动作。继电保护基本要求: 1）、选择性；2）、快速性；3）、灵敏性；4）、可靠性。 页脚第二节煤矿井下低压漏电保护低压漏电保护有：附加直流电源的漏电保护；零序电流保护；零序功率保 护。第三节电气防爆煤矿电气设备常用的3种典型隔爆结构是：平面、圆筒隔爆结构；螺纹隔 爆结构和片式隔爆结构。结会面的长度：一般有6.0、12.5、25、40mm。隔爆型电气设备的防爆性能是由外壳的耐爆性和隔爆性共同保证的。第四节 矿用电缆矿井所使用的电缆，一般分为凯装电缆、橡套电缆和塑料电缆。采区低压 电缆严禁采用铝芯电缆。第五节固定设备的控制电力拖动装置一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备 以及电源五部分组成。现代化生产中，多数生产机械都采用电力拖动，其主要 原因是：1）、电能的传输和分配非常方便。2）、电机的效率高。3）、电动机的 种类和规格很多，能很好的满足大多数生产机械的不同要求。4）、电动力拖动 系统的操作和控制都比较方便，可以实现自动控制和远动操作等等。根据三相异步电动机转子的转速公式n=n0（1-s）=60f（1-s）/p由上可知人为调节三相异步电动机转子转速的方法有三种：改变转差率调 速、改变磁极对数调速和改变定子电源电压频率调速。第六节可编程控制器基础可编程控制器特点：（1）、可靠性高；（2）、编程方便；（3）、对环境要求低。可编程控制器的结构组成；（1）、中央处理器CPU； （2）、存储容（3）、输 入接口电路；（4）、输出接口电路（5）、电源。一般小型PLC的电源输出分两部分：一不分供PLC部电路工作，另一部分 用于向外提供现场传感器等工作。PLC对电源的基本要求如下：1）、能有效控制、消除电网电源带来的各种噪 声。2）、不会因电源发生故障而导致其他部分产生故障。3）、能在较宽的电压 波动围保持输出电压稳定。4）、电源本身的功耗应尽可能低，以降低整机的温 升。5）、部电源及PLC向外提供的电源与外部电源间应完全隔离。6）、有较强 的有动保护功能。根据PLC控制方式的工作过程，PLC工作过程周期须要个阶段：输入采样 阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。可编程控制器最常用的编程语言是梯形图和指令语句表。可编程控制器若按输入输出点数不同可分为小型、中型和大型3类，按 PLC 的结构分为单元式、模块式和叠装式3类。PLC中的单片机包含了中央处理器、随机存储容、只读存储器、串行接口 SIO、时钟CTC等，是PLC的指挥。FX2系列PLC基本单元和扩展单元均采用开关电源。5V的一路供IC用， 12V的一路用以驱动输出继电器，24V的一路提供给用户用作传感器的电源。PLC输入接口电路部约有10ms的响应滞后。PLC的输入用X表示，输出用Y表示，辅助继电器用M表示，时间继电器 用T表示，状态元件用S表示。第七节机械基础磨檫轮传动是利用两轮直接接触所产生的磨檫力来传递运动和动力的一种 机械传动。与其他传动相比较，磨檫轮传动具有以下特点；1）、结构简单，使用 维修方便，使用于两轴中心距较近的传动。2）、传动时噪音小，并可在运行中 变速，变向。3）、过我时，两轮接触会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏， 起到妾全保护的作用。4）在两轮接触处产生打滑的可能，所以不能保持准确的 传动比。5）、传动效率低。齿轮传动和链传动可以保持稳定的传动比。I = n/n2=z2/z1第四部分 中级矿井维修电工技能要求第九章千分尺和游标卡尺的使用当千分尺的测量面刚接触到工件表面时，再用棘轮微调，待棘轮开始发出 “嗒嗒”声，既可读数。活动套筒上的刻度每一小格为0.01mm。游标卡尺一般 精度为一小格为0.02mm。第十章基本技能操作第一节识图绘图电气原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路、及照明电路。看控制线路图是，先看主电路，后看辅助电路。了解各种电器的构造和动作原 理。第二节电气设备的安装变压器的气体继电器应有1%1.5%的升高坡度，其目的是使油箱产生的气 体易于流入气体继电器。高压开关柜妾装应稳固，垂直误差应不大于开关柜高的0.2%。第三节电气设备的试验和测定对电动机进行直流泄露电流和直流耐压试验时，泄露电流测试的试验电压 一般为电动机额定电压的1.5倍，直流耐压试验为电动机额定电压的3倍。第四节机电设备检修变压器的干燥方法很多，常用的有下列两种：1）、感应加热法，器身铁芯温 度不应超过9095C； 2）、烘干箱干燥法，控制部温度为9095C。干燥过程 要有专人看管，要特别注意妾全，防止发生火灾。第五节电子元件的焊接实际操作（实习）第六节电气故障处理短路：是指电流不流经负载，而是经电阻很小的导体直接形成回路。其特 点是电流很大，电压降低。井下漏电故障按性质可分为集中性漏电和分散性漏电两种。第五部分高级矿井维修电工知识要求第十一章 电工基础第一节电路中个点电位的计算电路中电住相同的点称为等电住点或同电位点。等电位之间的无分支纯电 路可有可无，对整个电路无影响。也可将零电住点之间用导线直接连接，也不 影响整个电路的工作 状态。电路中两点间电压计算：一种是有电住求电压，一种是分段法。第二节复杂支直流电路的计算有支路电流法、戴维南定理、叠加原理、节点电压法。第三节直流电桥平衡条件计算公式为：RX=R1R3/R2第四节 铁磁物质的磁化原来没有磁性的物质，在外磁场作用下产生磁性的现象叫做磁化。凡是铁 磁物质都能被磁化。铁磁物质从完全无磁状态到进行磁化的过程中，磁感应强度将按照一定的 规律随外磁场强度的变化而变化。铁磁材料分成三大类：软磁材料，硬磁材料，矩磁材料。第五节磁路及磁路定律磁路欧姆定律=Um/Rm磁路的基尔霍夫第一定律：进入闭会面的磁通，必定等与穿出闭会面的磁 通oZ =0磁路的基尔霍夫第二定律：磁场中的普遍规律，在磁路中任意取一闭会回 线，沿此回线的总磁压等于此回线相交链的全部电流的代数和。第六节电磁铁电磁铁的形式很多，但基本组成部分相同，一般由励磁线圈、铁芯和衔铁3 个主要部分组成。交流电磁铁和直流电磁铁不能互换。若将交流电磁铁接在直 流电源上使用，因线圈中的感抗为零，只有彳艮小的电阻，这时励磁电流要比接 在相同电压的交流电源上的电流大许多倍而烧坏线圈。反之，若将直流电磁铁 接在交流电源上，则因线圈本身阻抗太大，励磁电流过小而吸力不足，导致衔 铁不能正常工作。计算电磁铁的电磁吸引力的基本公式是：f=107B2S/（8n）第七节谐报电路在 RLC串联电路中，当电路总电压与电流同向时，电路呈纯阻性，电路的 这种状态叫做串联谐振。发生谐振的条件：%=2nf0=1/Mc串联谐振的特点：1）、电路阻抗最小；2）、电路中电流最大；3）、电阻两 端电压等于总电压。电路中品质因数，其值为Q=1/ （2nfCR）在供电系统中，由于电源本身电压很高，所以不允许电路发生谐振，以免 在线圈或电容器两端产生高电压，引起电器设备损坏或造成人身伤亡事故。 对电阻、电感串联再与电容并联的电路，感性支路的无功电流和容性支路的无 功电流相互抵消，电路呈阻性。这种情况称为电路发生并联谐振。发生谐振的条件：3L4R2+ （sL） 2=C并联谐振电路的特点：1）、电路的阻抗最大，总电流最小。2）谐振时两支 路可能产生过电流。并联谐振时，感性无功电流和容性无功电流可能比总电流大许多倍，所以， 并联谐振也叫电流谐振。第十二章电子技术第一节集成运算放大器简介集成电路的分类：1）、按功能分；模拟集成电路和数字集成电路。2）、按导电类型分：单极型、双极型和二者兼容型3种。3）按制造工艺分类：半导体集成电路，薄膜集成电路和厚膜集成电路 等。4）接集成度分类：小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电 路，超大规模集成电路。集成运算放大器的分类集成运放分为通用型和特殊型两大类。集成运放的组成通常包括输入级、中间级、输出级和偏置电路。集成运算放大器的主要技术指标：1）、开环差模电压放大倍数A。0越高，构成的电路运算精度越高，工作越 稳定。2）、输入失调电压U.。越小越好。3）、输入失调电流匕越小越好。4）、输入偏置电流IiB越小越好。5）、最大差模输入电压U.idm6）、最大共模输入电压U.icm7）、差模输入电阻rid越大，集成运放向信号源索取的电流越小，运算精 度越高。8）最大输出电压Uopp。第二节晶闸管及触发蒸馏回路晶闸管有3个电极；阳极A、阴极K和控制极6。晶闸管具有单向导电性，当uak0,同时在控制极和阴极间加正向触发信 号时，晶闸管导通；当uak2m过流保护的灵敏系数K =侦5 1.5m单相短路灵敏系数易匚K = E遍拓 1.5 mGi-变压器一次最小两相短路电流；1力”变压器二次最小两相短路电流；G-变压器二次最小两单相短路电流；Ki变压器一次电流互感器变比；Ku变压器变比；Kmx单相短路的相对灵敏系数。高低压电缆截面选择计算蒿压电缆的截面一般按两种方法选择：1、按持续允许电流：K1p1a1p一电缆允许载流量；K一环境温度枝正系数，25C时为1；la通过电缆的最大持续工作电流。2、按经济电流密度：S=In/JS电缆截面；In电缆的持续工作电流；J经济电流密度。J的取值决定于电缆的年运行小时，一般年运行小时在30005000小时，J值对铜芯电缆取2.25，对铝芯电缆取1.73。若年运行小时小于3000小时，J 分别取2.5和1.93。若大于5000小时，分别取2.0和1.53。低压电缆电缆工作时的负荷电流应小于电缆所允许的持续电流，所选电缆应保证距 离最远，容量最大的采掘设备在重载启动是的端电压不低于额定电压的75%。 电动机正常运行时端电压不得低于额定电压的95%。1、按持续允许电流选择截面：KIpIaIp一电缆允许载流量；K一环境温度校正系数，25C时为1；la通过电缆的最大持续工作电流。先计算出功率p=kxepn在计算干线电缆通过的工作电流I = PX103UnCQS0第二节组织能力提升机控制设备的安装主电机的妾装步骤如下进行：电动机底盘的妾装和调整；轴承座的妾装和 调整；定、转子的妾装调整，电动机轴找中心，轴和轴瓦配合；紧固地脚螺钉 等；妾装润滑系统，通风系统，接地装置；安装刷架和电刷，进行外部接线； 二次洗灌。高压开关柜的妾装开关柜安装需用的基础型钢应平行，并在同一水平面，接地应良好，底脚 螺栓应垂直、牢固。换向器的妾装：1）、换向器的固定、找正。2）、换向器各接触器间控制连线。3）、换向器 周围装围栅及栅栏门闭领开关。4）、换向器的调整5）、换向器的试验。提升设备保护装置试验一般包含以下主要容：1）、过卷保护；2）、过素保护3）、限素保护4）、过流保护5）、过、欠电 压保护6）、滑绳保护7）、松绳保护8）、急停开关功能9）、深度指示器失效保 护10）、反转保护11）、提升机与井筒信号系统的闭领功能12）、主轴承温度保 护13）、制动器监测保护14）、减速功能保护15）、制动油过压监测16、满仓保 护。第三节识图能力电气线路图种类繁多，再复杂的电路土，总是可以分解为几个功能部分， 即单元线路。对各个元件的功能有所了解，便可把一个复杂的线路图分解为许 多简单的线路。整个线路问题就解决了。（识图）第四节智能测量仪器的使用目前在一些短暂而变化迅速信号的测试中已逐步的采用有数字存储功能的 数字存储示波器和瞬态波形存储器以替代光线示波器和机械扫描示波器。数字存储示波器的工作原理是输入的模拟信号竟直流选择开关、衰减容和 放大器后，输入到模拟量/数字量（A/D）转换器，快速地将变化中某一瞬间的 模拟量转换为所对应变化的数字量后，输入到存储器上存储下来。存储下来的 数字量经过数字量/模拟量（D/A）转换器转换成对应的一系列模拟量输出显示。暂态波形存储器有两种输出方式，一种是有存储容（RAM）中读出的数字 量通过转换器转换成相应的模拟量，用外接阴极示波器显示被记录的波形。另 一种是送入微型计算机存，以便微机处理。智能化仪表的使用智能化仪表就是将计算机技术应用于仪器仪表的一种新型测量仪表，它在某 些方面具有模仿人工智能的特性，使仪表的各个环节自动地协调工作，并具有 数裾处理和故障诊断的功能。智能化仪表的基本类型仪器仪表一般由检测元件和显示仪表组成。智能化仪表是指检测元件为智能 型或显示仪表为智能型或者二者均为智能型的仪器仪表。智能检测元件一般在普通检测元件的基础上，配以相应的电子线路和其他 传感器，实现有动温度补偿、有动线性化补偿、自我保护以及自动信号变换等 功能，从而提高了检测元件的稳定性和测量的准确度。具有较高的抗干扰性能。智能型显示仪表智能型显示仪表发展速度较快，最常见的智能型测量仪表是那些多功能的 综合测量仪表。一般可以同时测量多个参数。智能化仪表的发展依赖于电子技 术的发展，随着电子技术的发展，智能化仪表在体积较以前大为减小，使用仪 表的能耗越来越低。并且能测量高速变化的量。智能化仪表的使用应根据实际测量要求来选择，应特别注意仪表的量程围 和准确度以及显示位数。智能仪表的测量误差主要是四舍五入所产生的。智能 仪表与其他普通仪表一样，一般在最大量程的2/3处其测量准确度最高。智能化仪表在使用中要注意防尘、防潮和防腐，因为智能仪表的线路板布 线都比较细且线间距都比较小，微小和尘粒和水珠都可能造成短路，轻微的腐 蚀也有可能造成断路，轻者影响测量的正常进行，重者可能损坏仪表。