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该多用测试仪,包括线性可调精密恒流源、耐压测试、恒流型电子负载、可充电池的自动充电和放电、电池容量的测试和大电容容量的测试等多种功能(见附图)。该测试仪具有线路简单、成本低廉以及测量精度较高等特点。 各开关名称及主要功能有:K1电池放电/恒流输出切换开关,K2量程粗选开关,K3充放电终止电压粗选开关,K4内/外电压选择开关,K5比较器同相/反相基准电压及充电/放电设置开关,K6电池充电/电容放电切换开关。 一、线性可调宽量程精密恒流源 当将K1上拨到"2_位置,K4右拨到外接电源位置时,由精密基准电压源LM285-2.5、运放LM324中的A1、场效应管VT1、精密线绕多圈电位器RP 1、取样电阻RSi和外接可调稳压电源WY等元器件构成了线性可调宽量程精密恒流源。负载接在B、C接线柱上。调节量程选择开关K2-1可选定第i挡取样电阻RSi(即粗选恒流范围),调节RPl可细调运放同相输人端的基准电压Vrefx o由于输出恒流电流等于Vrefx/RSi,与选定的基输出恒流电流的线性调节。
当由于某种原因使输出的恒流值减小时,则取电阻RSi上的压降降低,使得运放反相端的电压小于同相端的电压,于是运放输出电压升高,迫使流过场效应管VTl的电流增大,反之亦反,从而使选定的恒流电流不变。由于电源电压采用稳压电源,同时又采用了精密基准电压源LM285-2。5和活前以及大功率、高耐压的场效应管进行跟踪调节,因此,恒流的精度很高。 本恒流源粗调共分九挡,即:IOWA、50wA、200wA、1mA、5mA、20mA、l00mA,500mA、 2500mA。为减小大电流时取样电阻的功耗并考虑到粗调挡级的倍率关系以及单节镍氢、镍镐电池的放电终止电压最高在1V左右,因此,细调范围选为0.2-1V。为留有调节的余地,实际细调范围设计为上下浮动士10%,即0.18-1.1V。于是恒流电流从1 wA-2.5 x l O6wA的范围内线性连续可调,横跨了6个数量级,且调节非常细腻。 二、耐压测试仪 在开关设置同上、输出恒流的状况下,接通串联了电流表的可调稳压电源或高压发生器WY,便构成了耐压(或电压)测试仪o VTl选用2SK1414型号的高耐压、大功率的场效应管,其主要参数是:耐压巧OOV、最大开启电压3.5V、动态电阻2.552、最大电流6A,最大功率为200W。可测试数千伏的电子元器件的耐压(或电压)。VTl应配足够大的散热器。该耐压测试仪主要用于以下测试: 1.电子元件的电压测试 (包括:各种反向耐压、工作电压和正向压降等)。根据电子元件的类型和测试原理,选择好外接WY直流(稳压)电源的电压范围,然后将元件的引脚分清正负极接到B、C测试端上,再将宽量程的电压表并联在电子元件的两端,从小到大地调节K2-1和RPI,使流过测试元件的电流达到手册规定的测试电流时,从电压表上读得的电压就是该元件的各种电压(耐压)。测试的电子元件包括各种三极管、二极管、可控硅、稳压管、各种电容(电解电容)、压敏电阻、大电阻(阻值二电压/电流)、发光二极管、双向触发二极管、场效应管等元件耐压的测试,也可测试元件的正向压降(如发光二极管工作电流下的工作电压)等。 2.三极管漏电流的测试 因三极管的各种漏电流测试一般是在额定的电压下进行的。因此,调节K2和RPI,当电压表的读数达到规定电压时,读得的电流即为该元件的漏电流。 3.继电器的吸合和释放电压、电流的测试 从小到大地调节K2-1和RPI,当继电器吸合时的电压、电流即为继电器的吸合电压、电流。吸合后,再从大到小地调节K2-1和RPI,当继电器释放时读得电压、电流即为释放电压、电流。用同样的方法,可测量氖管(辉光数码管)的启辉、熄灭电压,等等。 三、恒流型电子负载测试仪 在开关设置处干上述耐压测试的状态下,当将B、C测试端短接,电压表的负极接E端或地时,耐压测试仪便变为恒流型电子负载测试仪。在A,E端子上外接待测的电子设备,调节K2-1和RPI使电流表的电流达到需要的数值,记下此时的电压。依次类推,继续测试下一个电流和电压,便可计算出该设备在一定工作电压、电流范围内性能的变化。具体应用有: 稳压电源稳压性能的测试。制作好的稳压曳源需要测试其稳压、保护性能(限流保护、减流保护)等等。首先按上述测试方法测出不同输出电流下的电压,了解稳压性能的好坏。其次,调节K2-1和RPI,当电流达到保护值时,稳压电源应正确动作,否则应对稳压电源的保护电阻进行调整.水到符合要求时为止,
四、可充电池的自动充电和放电 本测试仪可对多种可充电池(不同节数的镍隔、镍氢及铿离子等电池)进行自动恒流充电、放电和计时。充电时可选用外接配套的充电器或内接恒流充电的方式。 1.电池自动放电 (1)恒流放电电流的设置。在开关处于恒流输出的状态下,将K6上拨到电池充电位置,K4左拨到接通内置的9V稳压电源的位置,将数字万用表的电流挡接到B,C接线柱上,调节K2-1和RP1即可设定放电时的恒流电流。然后将K4右拨到外接稳压电源的位置。_ (2)放电终止电压的设定。放电终止电压由并联型可调精密基准电压源IC2(TIA31)、电压粗调开关K3(双刀双位)和精密线绕多圈电位器RP2等元器件构成。当将K3下拨时,终止电压粗调范围为0.48"2.5伏。将K3上拨时,终止电压粗调范围为2.5"6.1V。可满足常用不同类型(镍镐、镍氢、铿离子)、不同节数(镍镐、镍氢1--6节,锉离子1-2节)电池放电的需要。为方便终止电压的设定,从RPZ的动触点上引出一根粗铜线于面板上,作为测试点,将数字万用表电压挡的正负极接在测试点和地之间,调节K3、RPZ即可设定好放电终止电压。 (3)电池放电的启动和终止。该部分由运放A2、拨动开关K5、按钮AN、三极管VT2和微型继电器J(4098)以及发光二极管LED等组成。将K5-1上拨,运放反相输人端接设定的放电终止基准电压,控制部分处于电池放电状态。将K1下拨到“1”位置,需要放电的电池接在D,E接线柱上。按下按钮AN,当电池电压高于放电的终止电压时,运放的同相输人端高于反相输人端,于是运放输出高电平,三极管VT2导通,继电器吸合,转换触点J-1接通"1","3 ", AN自保,电池按设定的恒流电流放电。同时,红色发光二极管点亮,显示电池开始放电。当电池电压达到或略低于设定的放电终止电压时,运放反相输人端的电压高干同相输人端,于是运放输出低电平,继电器J释放,转换触点J-1断开电池放电,放电显示LED熄灭,放电结束。电池又进人外接的自动充电状态。 2.电池充电的启动和终止 电池的充电有外接式和内置式两种。 (1)外接式。将外接充电器的输出正极接F接线柱,负极接E接线柱,电池通过继电器的常闭接点和K6接通F接线柱,处于外接充电器的自动充电状态,充满自停。 (2)内置式。将K5-3右拨,运放A2的同相输人端接设定的充电终止基准电压源,反相输人端接充电电池,K2-2接IC5 (LM317)和RP3精密线绕多圈电位器组成的恒流源。首先设定充电电流,将数字万用表电流挡的正负表笔分别接D,E接线柱上,按下按钮AN,因万用表上的电压低于A2同相输入端设定的终止充电基准电压,则A2输出高电平,于是VT2导通,继电器J吸合,转换触点“l’’、"3_接通,AN自保,LM317的恒流电流流过万用表,调节RP3设定恒流值(例如:100或200mA) o然后取下万用表,换上待充电池,按一下s键,计时器清零。同上,按一下AN,将按设定的恒流电流向电池充电。当充电电池的电压达到或超过设定的基准电压时,VU截止,继电器J释放,LED熄灭,充电结束。电流范围从12-200mA连续可调。 五、电池容量的测试 电池容量C的测试是基于充满电的电池在设定的恒流放电电流I(mA)下,对电池从开始放电到终止放电进行计时H(小时h),将所测得的结果相乘而得到,即C=IxH,单位一般用mAh表示。 计时部分由电容C2、光电祸合器IC4 (TLP621-4)和带秒表功能的BB机式的电子表(KK-613D)组成。配合设定的恒流放电电流,可准确地测试电池的实际容量。为自动测定放电时间,采用了电容C2的充、放电和T:、几光电祸合器的分别导通,相当于两次手动按下D键的功能,从而实现自动测定电池放电的时间。 在开关设置处于电池放电的状况下.设定好放电的恒流电流,手动按一下s键,计时表清零。按下按钮AN,运放A2输出约7.7V的高电平,在对电容C2充电的过程中,有电流流过光电藕合器T1的发光二极管,于是对应的光电三极管导通,相当于手动按一下计时器的D键,电池放电计时开始。当电池放电刚低于设定的终止放电电压时,运放A2输出翻转,输出低电平。电容C2上约7.7V的电压通过A2的输出端、地线向光电祸合器T2的发光二极管放电。于是对应的光敏三极管导通,相当于手动又按一下D键,于是计时停止。电池的容量就等于设定的恒流放电电流(mA)与记下的放电时间(h)的积。按下S键,计时器清零,为下一次电池容量的测试作好准备。 六、大容量电容的测试 普通数字万用表一般测电容的容量最大为20wF,高档的最大也只有200[,F。本测试仪采用定压或恒流两种对电容充电计时的方法(爱好者在实际制作时可选一种),可测量几到几十万林F的大电容。 1.定压充电测量方法。根据直流电路串联电阻、电容的过渡过程,电容上的充电电压与回路中元件的时间常数,r=RC成指数关系,即u,=U(1-e-),U为直流电路串联电路的端电压。经过一个:的时间,即t=T,电容上的电压u,=0.63212xU o本测试仪的稳压电压U为9.OOOV,于是通过K3和RP2将电容的充电终止电压用4位半的数字万用表设定为Uc=0.63212x9=5.689V,贝11 c=tlR。取R为I M,fZ ,100kn , l 0kdZ,则倍率分别为1、10,100。于是电容容量C=倍率x测得的时间(秒琳F。将K6下拨到电容放电位置,K5-3右拨到充电位置,D,E接线柱上接上待测电容。通过继电器J-1的常闭触点和K6、R7将电容的剩余电量放完。根据电容容量的大小,通过K2-2选定合适的倍率,按一下计时器的S键清零,按下按钮AN,9伏稳压电源通过K2-2,R8-R10以及K5 -3和AN对电容充电。因电容的电压不能突变,因此,运放A2的反相输人端接地,输出为高电平,VT2导通、继电器J吸合,转换触点中的常开触点闭合,AN自保,电容开始充电。同时,计时器开始计时。当电容充电电压充到设定的终止电压Uc=5.689V以上时,运放反相输人电压高于同相输人电压,于是运放输出翻转为低电平,继电器释放,停止对电容充电,计时停止。按公式即可求出电容容量C=倍率x测得的时问(秒)wF。 2.恒流充电测量方法。是基于电容恒流充电时,电容上的电压Ut=普,其中(UA)是对电容充电的恒流电流,t是充电的时间(秒),C是待测的电容容量恤玛。为计算方便,将充电终止电压U设定为5.OOOV,充电电流I可设置为5 1,A ,50wA,500wA三挡。于是三挡的倍率分别为1、10,100。C=倍率x测得的时间(秒)wFo测试时,开关设置处于电容容量测试状态,将K2-2接到由三端可调集成基准电流源LM334和RP4组成的可调恒流源挡。LM334的工作电压范围是1--40V,输出恒流的调节范围是IwA-l OmA。在室温条件下,输出的恒流68mV/RP5。将数字万用表‘的电流档接到D、E接线柱上,按下按钮AN,因电流表上的电压远小干对电容充电的终止电压5V,因此,运放A2的同相输人电压远高于反相输人电压,A2输出高电平飞VT2导通,继电器J吸合,转换触头接通+1_、"3" , AN自保,进人充电恒流设定状态。调节RP4使输出的恒流电流选为5,50或500wA,充电终止电压设定为5.OOOV后,取下万用表,接上待测电容并放电,按一下S键,计时表清零。按一下AN,电容开始充电,自动计时开始。当电容上的电压充到设定的5.OOOV时计时停止。C二倍率x测得的时间(秒)wFo 经实测,上述两种方法对漏电流小的电容测量非常准确、而且重复性也非常好。 七、其他功能 利用线性可调宽量程精密恒流源和数字万用表的200mV挡测试小电阻。恒流电流设定为IOO.OOmA,将待测小电阻接在B,C接线柱上,从并联的数字万用表读出的电压(mV)/100(mA)等于待测电阻的阻值,可精确到0.01n,
圆形接线图绘制:有时单元绕组是由几个线圈串联构成的,线圈与线圈之间的连线叫过线,极相组之间的连线叫过桥线。为了画图方便,通常把串联单元绕组当作一个元件来处理(见图8),经过简化后取消了过线,只剩下过桥线。 用短圆弧线代表线圈组绘制接线图(见图9)。看图时,可按一个方向确定线圈组的头尾、图中箭头的方向为绕组中的电流方向。虽然这种绘制方法,不能显示定子的槽数与绕组的跨距。但它能显示绕组之间的接线方式及电源引出线的位置。这种接线图适合绕组比较多的双层绕组接线。 修理人员常采用一种更简单的绘图方式,它以方块代表绕组。如果确定方块的左端为头,那么方块的右端则为尾。 按电动机的绕组单元画出极相组(同极串联线圈组为一个单元),按极对数画出N、S区域,每极下有三相线圈组。然后画出电流方向,要求每个相邻的线圈组电流相反。在每个方块上标方向把同相的线圈组连接起来,构成相绕组。画完后,以电动机的实际接线与图纸对照,看是否相符(见图10)。 八、绕组浸漆烘干 电动机绕组重绕后,要经过浸漆烘干处理,以提高绕组的机械强度和导热J胜,增强电气强度和抗外界环境影响的能力。 浸漆前应检查绕组端部在整形后,相间绝缘纸有无位移,线槽口绝缘纸有无破损,槽楔有没有高出铁芯面的地方,端部绕组有无过高擦碰端盖处,转子装人是否顺畅,如发现问题应及时处理。用兆欧表测量绝缘电阻,三相与外壳之间绝缘电阻应大于20MS2,相与相之间应大于30Mn。检查完毕后,用毛刷仔细清扫干净。 初学者在检查结束后,最好将电动机组装起来,测量绝缘电阻后空载试机,并测量三相电流,符合要絮后方可浸漆烘干。
浸漆前,需对电动机预烘,驱除潮气水分。预烘温度控制在120`C左右,烘2小时左右,自然冷却至约60℃时,便可进行浸漆。普通电动机用1032醇酸绝缘漆。 一般修理可采用浇漆的方法浸漆。在电机端盖螺丝孔拧上支撑螺丝,垂直放在接漆盘中,把漆摇匀,用钉子在漆桶底部两点间距最大的地方打两个小孔,一个为出漆孔,一个为进气孔。拿漆桶沿绕组端头一周浇漆,要把绕组所有部分都浇到,包括槽楔部分。待绕组下部开始滴漆时,停止浇漆。 五分钟后,将电动机取出,把漆盘中接的漆倒人容器中,将电动机翻一个面放人漆盘,用接的漆浇下端绕组。放置30分钟后,便可进行烘干。在温度120qC左右烘烤6小时后,取出电动机进行第二次浇漆。方法同上,不过这次用漆量比上次少。第二次浇漆后,再烘烤8小时左右。稍凉后,趁热刮去膛内铁芯及端盖接口处拈上的漆膜。清理完毕后,便可进行组装。 浸漆烘干场所要通风良好,清洁无灰尘。浸漆和烘干时,要用排风扇通风,保持室内空气流通,避免过多有害气体积虑,对工作人员身体造成危害。 烘干设备最好使用带自动温度控制的电烤箱,如果不具备条件,也可在煤炉上放置铁筒,内装30mm河沙,砂上放置铁板,将电动机放在铁板上,盖上盖进行烘烤。对体型较大的电动机烘烤时,也可以把几根电热管绑在支架上,放人电动机膛内中间位置,盖上端盖进行烘烤,待温度升到所需温度时,可以断开电热管通电的个数,来调节温度。对于用间歇方法烘烤电动机,要时刻关注烘烤温度的变化,勿使温度过高,或电热管红外线直接辐射绕组,造成电动机绝缘物质变质损坏。 以上为电动机绕组维修的整个过程,由于笔者经验所限,文中如有错误或不足之处,敬请大家批评指正。
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