1. 電路是為實現(xiàn)和完成人們的某種需求,由電源、導(dǎo)線、開關(guān)、負(fù)載或元器件組合起來,能使電流流通的整體。
2. 電路的作用:實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換,其次能實現(xiàn)信號的傳遞和處理
3. 實際電路的三部分:提供電能的設(shè)備、傳輸設(shè)備、使用電能的設(shè)備
4. 在電場力的作用下,電荷有規(guī)律的定向移動形成了電流
5. 正電荷的運(yùn)動方向為電流的實際方向
6. 大小和方向不隨時間變化的電流稱為恒定電流,簡稱直流
7. 一般用電壓來反映電場力做功的本領(lǐng)
8. 把電路中任一點與參考點之間的電壓,稱為改點的點位
9. 電動勢:非電場力把單位正電荷在電源內(nèi)部由低電位端(負(fù)極)移動到高電位端(正極)所作的功,與電壓方向相反,用E表示
10. 流的參考方向:實際方向用虛線表示,參考方向用實線
11. 點能量對時間的變化率,稱為功率
12. 元件兩端電壓和流過的電流在關(guān)聯(lián)參考方向下時:P=UI>0,元件吸收功率;P=UI<0,元件發(fā)出功率,(非關(guān)聯(lián)參考方向時相反)
13. 基爾霍夫電流定律(KCL):在電路中,任一結(jié)點所有支路電流代數(shù)和示零
14. 應(yīng)用電流求解電路的步驟:a 假定各支路電流的參考方向 b 根據(jù)基爾霍夫電流定律,對獨(dú)立結(jié)點列電流方程 c 根據(jù)基爾霍夫電壓定律,對對立回路列電壓方程 d 解出支路電流
15. 對稱的三相電源是由三個角頻率相同、振幅相同、初相依次相差120°的正弦電源,按一定方式聯(lián)結(jié)組成的供電系統(tǒng)
16. 用來產(chǎn)生磁通的電流稱為勵磁電流,流過勵磁電流的線圈稱為勵磁線圈
17. 主磁通磁路有純鐵心磁路,也有包含有氣隙的磁路,也有不分支和分支磁路
18. 磁感應(yīng)強(qiáng)度:表示磁場內(nèi)某點的磁場強(qiáng)度和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同的磁場稱為均勻磁場
19. 在電力系統(tǒng)中,傳輸電能的變壓器稱為電力變壓器
20. 變壓器的基本工作原理:
21. 變壓器運(yùn)行時有兩種損耗:鐵損耗和銅損耗,鐵損耗稱為不變損耗;銅損耗稱為可變損耗
22. 電力變壓器的發(fā)展趨勢:a 向特大型、超高壓方向發(fā)展,其電壓等級已發(fā)展至750~1000KV,它一般都用在大型電站或電力輸送上 b 向節(jié)能化、小型化、低噪聲、高阻抗及防爆型發(fā)展。它廣泛選用優(yōu)質(zhì)低耗導(dǎo)磁物質(zhì)及冷軋超薄優(yōu)質(zhì)硅鋼片,一般以中小型產(chǎn)品為主
23. 特殊變壓器:自藕變壓器和電流互感器
24. 磁路是磁通集中通過的路徑,由于磁性物質(zhì)具有高導(dǎo)磁性,所以很多電氣設(shè)備均用磁通材料構(gòu)成磁路。磁路與電路有對偶性。磁通---電流、磁通勢---電動勢、磁阻---電阻一一對應(yīng),甚至磁路歐姆定律和電路歐姆定律也相對應(yīng)
25. 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的靜止電器,它主要由用硅鋼片疊成的鐵心和套裝在鐵心柱上的線圈(繞組)構(gòu)成,只要一次、二次線圈匝數(shù)不相等,它就具有變電壓、變電流和變阻抗的功能
26. 變壓器帶阻性和感性負(fù)載時,其外特性U2=f(I2)是一條稍微向下傾斜的曲線,當(dāng)負(fù)載增大、功率因數(shù)減小時,端電壓就會下降,變化情況由電壓變化率來表示
27. 由對稱三相電源、對稱三相負(fù)載、端線阻抗相等等組成的三相電路稱為對稱的三相電路
28. 由于在日常生活中經(jīng)常遇到三相負(fù)載不對稱的情況,為了保證負(fù)載能正常工作,在低壓配電系統(tǒng)中,通常采用三相四線制,三根相線,一根中性線,共四根輸電線。為了保證每根負(fù)載能正常工作,中性線不能斷開,所以中性線是不允許接入開關(guān)或熔斷器的
29. 異步電動機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成;定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成;轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成
30. 異步電動機(jī)是把交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動力機(jī)構(gòu)
31. 異步電動機(jī)又稱感應(yīng)電動機(jī),它的轉(zhuǎn)動原理是:a、電生磁:給三相定子繞組通入三相交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場; b、(動)磁生電:旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組在轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢(電流);c、電磁力(矩):轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流(有功分量)在旋轉(zhuǎn)磁場作用下產(chǎn)生電磁力并形成轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)
32. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n恒小于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1,即轉(zhuǎn)差的存在是異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的必要條件
33. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向由三相電流相序決定,這就是異步電動機(jī)改變轉(zhuǎn)向的原理。如改變?nèi)嚯娏飨嘈颍▽⑦B接三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對換一下),則旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向就隨之改變,三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)就是利用這個原理
34. 熔體額定電流的選擇:a、照明和電熱負(fù)載的熔體:為確保照明和電熱負(fù)載的正常工作而不被破壞,應(yīng)使熔體額定電流≥被保護(hù)設(shè)備的額定電流;b、單臺電動機(jī)的熔體:因電動機(jī)的起動電流是額定電流的5~7倍,為使電動機(jī)能正常起動,必須按照電動機(jī)起動電流來確定熔體的電流;c、多臺電動機(jī)合用的熔體:考慮多臺電動機(jī)未必能同時起動,以及對按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面的要求,其額定電流=(1.5~2.5)最大容量電動機(jī)的額定電流+其余電動機(jī)額定電流
35. 交流接觸器是一種依靠電磁力的吸合和反向彈簧力作用使觸點閉合和斷開來接通和切斷帶有負(fù)載的主電路或大容量控制電路的自動切換裝置,它與按鈕配合使用,可對電動機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動控制,但它本身不能切斷短路電流,因此通常需與熔斷器配合使用
36. 交流接觸器主要由觸點、電磁操作機(jī)構(gòu)和滅弧裝置組成
37. 交流接觸器觸點分主觸點和輔助觸點兩種。主觸點接觸面積大,適用于通斷負(fù)載電流較大的主電路,輔助觸點接觸面積小,適用于通斷電流較?。ㄐ∮?A)的控制電路
38. 選用交流接觸器時,必須根據(jù)電動機(jī)容量、主電路工作電壓、吸引線圈工作電壓及輔助觸點的種類和數(shù)量來確定。應(yīng)使主觸點電壓大于或等于所控制回路電壓,主觸點電流大于額定電流
39. 熱繼電器是利用感溫元件受熱而動作的一種繼電器,它主要用來保護(hù)電動機(jī)或其他負(fù)載免于過載。
40. 電動機(jī)的過載情況:三相缺相運(yùn)行、欠壓運(yùn)行、長時間過負(fù)荷運(yùn)行、間歇運(yùn)行、操作過于頻繁、經(jīng)常受到起動電流的沖擊、反接制動等
41. 自動空氣開關(guān)又稱 自動空氣斷路器,簡稱自動開關(guān),是一種常見的低壓保護(hù)電器,當(dāng)電路發(fā)生短路、嚴(yán)重過載、及電壓過低故障時會自動切斷電路
42. 自動空氣開關(guān)的組成部分:觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)及保護(hù)裝置
43. 電路的三種保護(hù):短路保護(hù)、過熱(載)保護(hù)、欠壓保護(hù)
44. 用繼電器、接觸器及按鈕等有觸點的控制電路來實現(xiàn)自動控制,稱為繼電—接觸器控制。它工作可靠,維護(hù)簡單,并能對電動機(jī)實現(xiàn)起動、調(diào)速、制動等自動控制,所以應(yīng)用極廣。接觸器是用來接通或切斷負(fù)載的主電路,并易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制的自動切換電器,而繼電器及其他一些控制設(shè)備是用來對主電路進(jìn)行控制、監(jiān)測及保護(hù)的電器
45. 發(fā)電廠是用來發(fā)電的,是電能產(chǎn)生的主要場所,在電力系統(tǒng)中處核心地位
46. 電力系統(tǒng)的產(chǎn)生:電能的產(chǎn)生、傳輸與分配是通過電力系統(tǒng)來實現(xiàn)的。發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能,經(jīng)過升壓變電器后,再經(jīng)過輸電線路傳輸,送到降壓變電所,經(jīng)降壓變電器降壓后,在經(jīng)配電線路送到用戶端,用戶再利用用戶變壓器降壓至所需電壓等級進(jìn)行供電,從而完成一個發(fā)電、輸電、配電和用電的全過程 。連接發(fā)電廠和用戶之間的環(huán)節(jié)稱為電力網(wǎng)
47. 工廠配電系統(tǒng)的基本接線方式:放射式、樹干式和環(huán)式
48. 安全用電的措施:a、建立健全各種安全操作規(guī)程和安全管理制度,宣傳和普及用電的基本知識;b、電器設(shè)備采用保護(hù)接地和保護(hù)接零;c、安裝漏電保護(hù)裝置;d、對于一些特殊電器設(shè)備以及在潮濕場所、礦井等危險環(huán)境,必須采用安全電壓(36V、24V、12V)供電
49. 電工測量儀表的型式:磁電式儀表、電磁式儀表、電動式儀表
50. 常用電工儀表選擇:儀表類型的選擇、儀表準(zhǔn)確度的選擇、儀表內(nèi)阻的選擇
51. 三相功率的測量方法:一表法、二表法、三表法和直接三相功率表法
52. 萬用表又稱萬能表,是一種多功能攜帶式電工儀表,它有模擬式和數(shù)字式
53. 電子電路中常用的半導(dǎo)體器件有二極管、晶體管、運(yùn)算放大器
54. 現(xiàn)代電子產(chǎn)品用得最多的半導(dǎo)體材料是硅和鍺,它們都是四價元素,即原子最外層軌道上的電子都是四個
55. 晶體內(nèi)部有兩種內(nèi)型的電流:電子電流和空穴電流
56. 在N型半導(dǎo)體中摻入的是五價元素,在P型半導(dǎo)體中摻入的是三價元素
57. 二極管是由PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼做成的
58. 二極管按結(jié)構(gòu)可分:點接觸型二極管和面結(jié)合型二極管。點接觸型二極管的特點是PN結(jié)的面積非常小,因此不能通過較大電流,但高頻性能好;面結(jié)合型二極管的特點是PN結(jié)的面積大,故可通過較大的電流,但工作頻率較低,一般用作整流
59. 晶體管結(jié)構(gòu)的主要特點:E區(qū)的摻雜濃度高,B區(qū)摻雜濃度低且很薄,C區(qū)面積大
60. PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?,加正向電壓,PN結(jié)導(dǎo)通,可以通過很大的正向電流;加反向電壓,PN結(jié)截止,僅有很小的反向電流通過
61. 晶體管有三種工作狀態(tài),工作在放大狀態(tài)時,集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,集電極電流隨基極電流成比例變化。工作在截止?fàn)顟B(tài)時,集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均反偏,集電極和發(fā)射極之間基本上無電流通過。工作在飽和狀態(tài)時,集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均正偏,集電極和發(fā)射極之間通過較大的電流,兩極之間僅有很小的電壓降。后兩種情況,集電極電流均與基極電流不成比例關(guān)系
62. 射極輸出器的特點及主要用途:a、電壓放大倍數(shù)小于1,但近似等于1,所以無電壓放大作用,但仍具有電流放大作用。b、與共發(fā)射極電路相比具有很高的輸入阻抗。c、與共發(fā)射極電路相比具有很低的輸出阻抗。d、主要用于輸入級和輸出級
63. 常用的級間耦合方式:阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合
64. 集成運(yùn)算放大器是一種集成化的半導(dǎo)體器件,它實質(zhì)上是一個具有很高放大倍數(shù)的、直接耦合的多級放大電路,也可以簡稱為集成運(yùn)放組件
65. 集成運(yùn)算放大器的總體結(jié)構(gòu)都由:輸入級、中間放大級、功率輸出級和偏置電路四部分組成。輸入級一般采用具有恒流源的雙輸入端的差分放大電路,其目的就是減小放大電路的零點漂移、提高輸入阻抗。中間放大級的主要作用是電壓放大,使整個集成運(yùn)算放大器有足夠高的電壓放大倍數(shù)
66. 負(fù)反饋的基本類型有四種:電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋
67. 判斷放大電路中反饋的類型,可根據(jù)以下步驟進(jìn)行:a、找出反饋元件(即反饋電路),即確定在放大電路輸出和輸入回路間起聯(lián)系作用的元件,有這樣的元件存在,電路中才有反饋存在。b、判斷電路中的反饋是電壓反饋還是電流反饋。c、判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。d、判斷正反饋和負(fù)反饋
68. 負(fù)反饋對放大電路性能的影響:降低放大倍數(shù)、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、改善波形失真、對放大電路輸入電阻和輸出電阻的影響
69. 工作在線性區(qū)域的理想集成運(yùn)算放大器有兩個重要結(jié)論:a、集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的電位相等(虛短)。b、集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的輸入電流等于零(虛斷)
70. 反相比例運(yùn)算電路的特點是:a、輸出和輸入信號相位相反,b、輸出信號可能大于輸入信號也可能小于輸入信號,c、輸入信號較小,d輸出阻抗較小,e、同相輸入端和反相輸入端之間為虛短,f、輸入端存在虛地現(xiàn)象,g、不存在共模輸入信號
71. 變壓器:將正弦工頻交流電源電壓變換為符合用電設(shè)備所需的正弦工頻交流電壓 ; 整流電路:利用具有單向性能的整流元件(二極管、晶閘管),將正負(fù)交替變化的正弦交流電壓變換成單方向的脈沖直流電壓 ; 濾波電路:盡可能的將單向脈沖直流電壓中的脈沖部分(交流分量)減小,使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓 ; 穩(wěn)壓電路:采用某些措施,使輸出的直流電壓在電源發(fā)生波動或負(fù)載變化時保持穩(wěn)定
72. 整流電路輸出側(cè)并聯(lián)濾波電容器之后,具有以下特點:a、二極管的導(dǎo)通角減小,但負(fù)載所需的能量和對電容器充電所需的能量,均要在二極管導(dǎo)通時提供,所以二極管中通過的是很大的沖擊電流 b、對半波整流電路,二極管承受的最大反相電壓增高 c、輸出電壓易受負(fù)載變動的影響,外特性不好
73. 三端集成穩(wěn)壓器的分類:三端固定輸出正穩(wěn)壓器、三端固定輸出負(fù)穩(wěn)壓器、三端可調(diào)輸出正穩(wěn)壓器、三端可調(diào)輸出負(fù)穩(wěn)壓器
74. 真值表:對于某一邏輯函數(shù),將邏輯函數(shù)輸入變量所有可能的取值組合和邏輯輸出變量的對應(yīng)結(jié)果用表格的形式列出來,這種表格叫真值表
75. 數(shù)制:在數(shù)字電路中,表示數(shù)字中每一位的構(gòu)成與進(jìn)位規(guī)則,稱進(jìn)位計數(shù)制
76. 邏輯函數(shù)有三種表達(dá)方法:邏輯表達(dá)式、邏輯狀態(tài)表、邏輯圖
77. 組合邏輯電路分析的目的:就是找出給定邏輯電路輸出與輸入之間的關(guān)系,并用最簡潔的邏輯函數(shù)表達(dá)式給予表示
78. 組合邏輯電路的分析:已知邏輯圖→根據(jù)邏輯圖寫邏輯函數(shù)表達(dá)式→運(yùn)用布爾(邏輯)代數(shù)化簡或變換→列邏輯狀態(tài)表→分析邏輯功能
79. 時序電路具有記憶功能,它的輸出狀態(tài)不僅與輸入狀態(tài)有關(guān)而且還與觸發(fā)脈沖到來前電路的狀態(tài)有關(guān)
三相異步電動機(jī)的七種調(diào)速方式
一、變極對數(shù)調(diào)速方法
這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機(jī)定子極對數(shù)達(dá)到調(diào)速目
的,特點如下:
1、具有較硬的機(jī)械特性,穩(wěn)定性良好;
2、無轉(zhuǎn)差損耗,效率高;
3、接線簡單、控制方便、價格低;
4、有級調(diào)速,級差較大,不能獲得平滑調(diào)速;
5、可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用,獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。
本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械,如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。
二、變頻調(diào)速方法
變頻調(diào)速是改變電動機(jī)定子電源的頻率,從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器,變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類,目前國內(nèi)大都使用交-直-交變頻器。其特點:
1、效率高,調(diào)速過程中沒有附加損耗;
2、應(yīng)用范圍廣,可用于籠型異步電動機(jī);
3、調(diào)速范圍大,特性硬,精度高;
4、技術(shù)復(fù)雜,造價高,維護(hù)檢修困難。
本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。
三、串級調(diào)速方法
串級調(diào)速是指繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)差,達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢所吸收,再利用產(chǎn)生附加的裝置,把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式,串級調(diào)速可分為電機(jī)串級調(diào)速、機(jī)械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式,多采用晶閘管串級調(diào)速,其特點為:
1、可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上,效率較高;
2、裝置容量與調(diào)速范圍成正比,投資省,適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機(jī)械上;
3、調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運(yùn)行,避免停產(chǎn);
4、晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低,諧波影響較大。
本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。
四、繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法
繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻,使電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大,電動機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下
運(yùn)行。串入的電阻越大,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單,控制方便,但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速,機(jī)械特性較軟。
五、定子調(diào)壓調(diào)速方法
當(dāng)改變電動機(jī)的定子電壓時,可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線,從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多,其調(diào)速范圍較小,使一般籠型電動機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍,調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機(jī),如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機(jī),或者在繞線式電動機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍,當(dāng)調(diào)速在2:1以上的場合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。
調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源,目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點:
1、調(diào)壓調(diào)速線路簡單,易實現(xiàn)自動控制;
2、調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中,效率較低。
3、調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。
六、電磁調(diào)速電動機(jī)調(diào)速方法
電磁調(diào)速電動機(jī)由籠型電動機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵磁電源(控制器)三部分組
成。直流勵磁電源功率較小,通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成,改變晶閘管的導(dǎo)通角,可以改變勵磁電流的大小。
電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機(jī)械聯(lián)系,都能自由轉(zhuǎn)動。電樞與電動機(jī)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動部分,由電動機(jī)帶動;磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對接稱從動部分。當(dāng)電樞與磁極均為靜止時,如勵磁繞組通以直流,則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極性交替的磁極,其磁通經(jīng)過電樞。當(dāng)電樞隨拖動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時,由于電樞與磁極間相對運(yùn)動,因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流,此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,帶動有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn),但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1,這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式,變動轉(zhuǎn)差離合器的直流勵磁電流,便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速電動機(jī)的調(diào)速特點:
·裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、運(yùn)行可靠、維修方便;
1、調(diào)速平滑、無級調(diào)速;
2、對電網(wǎng)無諧影響;
3、速度失大、效率低。
本方法適用于中、小功率,要求平滑動、短時低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。
七、液力耦合器調(diào)速方法
液力耦合器是一種液力傳動裝置,一般由泵輪和渦輪組成,它們統(tǒng)稱工作輪,放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體,當(dāng)泵輪在原動機(jī)帶動下旋轉(zhuǎn)時,處于其中的液體受葉片推動而旋轉(zhuǎn),在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時,就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力,使其帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。液力耦合器的動力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對充液量的大小是一致的。在工作過程中,改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速,作到無級調(diào)速,其特點為:
1、功率適應(yīng)范圍大,可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要;
2、結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,使用及維修方便,且造價低;
3、尺寸小,能容大;
4、控制調(diào)節(jié)方便,容易實現(xiàn)自動控制。
80. 本方法適用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速。
三相異步電動機(jī)原理
當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時,就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的,故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接,在感應(yīng)電動勢的作用下,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用(力的方向用左手定則判定)。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。
81. 通過上述分析可以總結(jié)出電動機(jī)工作原理為:當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組(各相差120度電角度),通入三相對稱交流電后,將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組,從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路),載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力,從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn),并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。
第六章 磁路與變壓器習(xí)題全解
6—1 有一線圈匝數(shù)為1500匝,套在鑄剛制成的閉合鐵心上,鐵心的截面積為10CM2,長度為75CM。求:
(1) 如果要在鐵心中產(chǎn)生0.001Wb的磁通,線圈中應(yīng)通入多大的直流電流?
(2) 若線圈中通入電流2.5A,則鐵心中的磁通多大?
解:(1)B=Ф/S=0.001÷0.001 =1T,查鑄剛磁化曲線得:H=0.7×103 A /m
∵安培環(huán)路定則:H= IN/L
∴I=HL/ N=0.7×103×0.75÷1500=0.35A
(2)H=IN/L=2.5×1500÷0.75=5×103 A /m,查鑄剛磁化曲線得:B=1.6T
Ф=B×S= 1.6×0.001=0.0016Wb
6—2 有一交流鐵心線圈接在220V、50HZ的正弦交流電源上,線圈的匝數(shù)為733匝,鐵心截面積為13 CM2。求:
(1) 鐵心中的磁通最大值和磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值是多少?
(2) 若在此鐵心上再套一個匝數(shù)為60的線圈,則此線圈的開路電壓是多少?
解:(1)∵U≈E=4.44fNФm
∴Фm≈U/4.44fN=220÷(4.44×50×733)=0.00135 Wb
Bm=Фm/S=0.00135÷0.0013=1.04T
(2)U1/ U2= N1/ N2
U2= U1 N2/ N1=220×60÷733=18V
6—3 已知某單相變壓器的一次繞組電壓為3000V,二次繞組電壓為220V,負(fù)載是一臺220V、25KW的電阻爐,試求一、二次繞組的電流各為多少?
解:二次繞組的電流:I2= P2/ U2=25000÷220=114A
I1/ I2= U2/ U1
一次繞組的電流:I1= I2 U2/U1=113.6×220÷3000=8.36A
6—4 在圖6—1中,已知信號源的電壓US=12V,內(nèi)阻RO=1KΩ,負(fù)載電阻RL=8Ω,變壓器的變比K=10,求負(fù)載上的電壓U2。
圖6—1 題6—4的電路
解:變壓器原邊電壓:
U1= K2RLUS/(RO+ K2RL)= 102×8×12÷(1000+102×8)=5.3V
U1/ U2= K
U2= U1/ K=5.3÷10=0.53V
6—5 已知信號源的交流電動勢E=2.4V,內(nèi)阻RO=600Ω,通過變壓器使信號源與負(fù)載完全匹配,若這時負(fù)載電阻的電流IL=4mA,則負(fù)載電阻應(yīng)為多少?
解:信號源與負(fù)載完全匹配:RO= K2RL=600Ω
I1=E/(RO+ K2RL)=2.4÷(600+600)=0.002A=2 mA
K= IL/ I1=4÷2=2
K2RL=600Ω
RL=600/ K2=600÷22=150Ω
6—6 單相變壓器一次繞組N1=1000匝,二次繞組N2=500匝,現(xiàn)一次側(cè)加電壓U1=220V,二次側(cè)接電阻性負(fù)載,測得二次側(cè)電流I2=4A,忽略變壓器的內(nèi)阻抗及損耗,試求:
(1)一次側(cè)等效阻抗|Z1′|;
(2)負(fù)載消耗功率P2。
解:(1)I1= I2N2/ N1=4×500÷1000=2 A
|Z1′|= U1 / I1=220÷2=110Ω
(2)U2= U1 N2/ N1=220×500÷1000=110V
P2= I2U2 =4×110=440W
6—7 某機(jī)修車間的單相行燈變壓器,一次側(cè)的額定電壓為220V,額定電流為4.55A,二次側(cè)的額定電壓為36V,試求二次側(cè)可接36V、60W的白熾燈多少盞?
解:I2= I1U1/ U2 =4.55×220÷36=27.8 A
白熾燈額定電流:I= P/ U=60÷36=1.67A
I2/ I=27.8÷1.67=16.7
白熾燈盞數(shù):n=16盞
6—8 一單相變壓器,額定容量為50KVA,額定電壓為10000V/230V,當(dāng)該變壓器向R=0.83Ω,XL=0.618Ω的負(fù)載供電時,正好滿載,試求變壓器一、二次繞組的額定電流和電壓變化率?
解:二次繞組的額定電流:I2= SN/ U2 =50000÷230=217A
一次繞組的額定電流:I1= I2U2/ U1 =217×230÷10000=5A
二次繞組滿載電壓:I2|Z2|= =224.5V
電壓變化率:ΔU%=(U20 —U2)/ U20=(230—224.5)÷230=2.4%
6—9 有一臺容量為50KVA的單相自耦變壓器,已知U1=220V,N1=500匝,如果要得到U2=200V,二次繞組應(yīng)在多少匝處抽出線頭?
解:U1/ U2= N1/ N2
N2= N1 U2 / U1 =500×200÷220=455匝
6—10 圖6—2所示是一電源變壓器,一次繞組匝數(shù)為550匝,接電源220V,它有兩個二次繞組,一個電壓為36V,負(fù)載功率為36W,另一個電壓為12V,負(fù)載功率為24W,不計空載電流,求:
(1)二次側(cè)兩個繞組的匝數(shù);
(2)一次繞組的電流;
(3)變壓器的容量至少應(yīng)為多少?
圖6—2 題6—10的圖
解:(1)N21= N1 U21 / U1 =550×36÷220=90匝
N22= N1 U22 / U1 =550×12÷220=30匝
(2)I21= P21 / U21=36÷36=1A
I22= P22 / U22=24÷12=2A
I1= I21U21/ U1+I22U22/ U1 = 1×36÷220+2×12÷220=0.27 A
(3)電阻性負(fù)載且不計空載電流:SN= I1 U1= 0.27×220=60VA
6—11 已知圖6—3中變壓器一次繞組1—2接220V電源,二次繞組3—4、5—6的匝數(shù)都為一次繞組匝數(shù)的一半,額定電流都為1A。
(1)在圖上標(biāo)出一、二次繞組的同名端的符號。
(2)該變壓器的二次側(cè)能輸出幾種電壓值?各如何接線?
(3)有一負(fù)載,額定電壓為110V,額定電流為1.5A,能否接在該變壓器二次側(cè)工作?如果能的話,應(yīng)如何接線?
圖6—3 題6—11的圖
解:(1)
(2)輸出110V、220V兩種電壓值。
輸出110V電壓:繞組3—4單獨(dú)輸出;繞組5—6單獨(dú)輸出;
繞組3—4、5—6的同名端3與6、4與5分別并聯(lián)輸出。
輸出220V電壓:繞組3—4、5—6的異名端3與5(或4與6)相串聯(lián),4與6(或3與5)之間輸出。
(3)繞組3—4、5—6的同名端3與6、4與5分別并聯(lián)輸出。
6—12 某三相電力變壓器一次繞組每相匝數(shù)N1=268,二次繞組每相匝數(shù)N2=17,一次側(cè)線電壓UL1=6000V,求采用Y,yn和Y,d兩種接法時二次側(cè)的線電壓和相電壓。
解:Y,yn接法時,UL1/ UL2= UP1/ UP2 =N1/ N2
二次側(cè)的線電壓UL2= UL1 N2/ N1=6000×17÷268=380V
相電壓UP2= UL2 / =220V
Y,d兩種接法時,UL1/ UL2= UP1/ UP2 = N1/ N2
二次側(cè)的線電壓UL2= UL1 N2/ N1=6000×17÷ ÷268=220V
相電壓UP2= UL2=220V
6—13 有額定值為220V、100W的電燈300盞,接成星形的三相對稱負(fù)載,從線電壓為10KV的供電網(wǎng)上取用電能,需用一臺三相變壓器。設(shè)此變壓器采用Y,yn接法,求所需變壓器的最小額定容量以及額定電壓和額定電流。
解:U2N= UP2 = ×220=380V
I2N= IP2=100×P/U=100×100÷220=45. 5A
最小額定容量SN= U2N I2N= ×380×45. 5=30KVA
額定電壓U1N/ U2N=10000/380V
I1N/ I2N= U2N/ U1N
I1N = I2NU2N/ U1N=45. 5×380÷10000=1.73A
額定電流I1N/ I2N=1.73/45.5A
編輯本段雙級型管的單級放大電路
單級放大電路一般是指由一個三極管或一個場效應(yīng)管組成的放大電路。
共發(fā)射極放大電路
1. 放大電路的核心元件晶體管工作在放大狀態(tài),即要求其發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。
2. 輸入回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使輸入信號耦合到晶體管的輸入電極,并形成變化的基極電流Ib,進(jìn)而產(chǎn)生晶體管的電流控制關(guān)系,變成集電極電流Ic的變化。
3. 輸出回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)保證晶體管放大后的電流信號能夠轉(zhuǎn)換成負(fù)載需要的電壓形式。
4. 信號通過放大電路時不允許出現(xiàn)失真。
共發(fā)射極放大電路
共發(fā)射極放大電路各器件作用
1. 晶體管(VT)
晶體管是放大電路的核心元件。利用其基極小電流控制集電極較大電流的作用,使輸入的微弱電信號通過直流電源Ucc提供能量,獲得一個能量較強(qiáng)的輸出電信號。
2. 集電極電源(Ucc)
實用中通常采用單電源供電方式,在這個電路中,直流電源常用Ucc表示。Ucc的作用有兩個:一是為放大電路提供能量,二是保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。交流信號下的Ucc呈交流接地狀態(tài),Ucc的數(shù)值一般為幾伏至幾十伏。
3. 集電極電阻(Rc)
Rc的阻值一般為幾千歐至幾十千歐。其作用是將集電極的電流變化轉(zhuǎn)換成晶體管集、射極間的電壓變化,以實現(xiàn)由放大電路負(fù)載上獲得電壓放大的目的。
4. 固定偏置電阻(Rb)
Rb的阻值一般為幾十千歐至幾百千歐。主要作用是保證發(fā)射結(jié)正向偏置,并提供一定的基極電流Ib,使放大電路獲得一個合適的靜態(tài)工作點。
5. 耦合電容(C1和C2)
C1和C2在電路中的作用是“隔離直流通過交流”。電容器的容抗Xc與頻率f為反比關(guān)系,因此在直流情況下,電容相當(dāng)于開路,使放大電路與信號源之間可靠隔離;在電容量足夠大的情況下,耦合電容對規(guī)定頻率范圍內(nèi)的交流輸入信號呈現(xiàn)的容抗極小,可近似視為短路,從而讓交流信號無衰減地通過。
共集電極放大電路
把輸入信號由晶體管的基極輸入,而把負(fù)載電阻接在發(fā)射極上。特點:電壓增益(放大倍數(shù))
共集電極放大電路
小于1但近似等于1,輸出電壓與輸入電壓同相位,輸入電阻高、輸出電阻低。雖然共集電極放大電路的電壓增益小于1,但是它的輸入電阻高,當(dāng)信號源(或前極)提供給放大電路同樣大小的信號電壓時,由于具有較高的輸入電阻,使所需提供的電流減小,從而減輕了信號源的負(fù)載。
共基極放大電路
特點:共基極放大電路的輸入電阻很低,一般只有幾歐到幾十歐,但其輸出電阻卻很高。另外,共基放大電路允許的工作頻率較高,高頻特性比較好,所以它多用于高頻和寬頻帶電路或恒流源電路中。
共基極放大電路
三種組態(tài)的放大電路性能比較
|
電路形式 |
共發(fā)射極放大電路 |
共集電極放大電路 |
共基極放大電路 |
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電路放大系數(shù) |
較大,例如200 |
較大,例如200 |
=<1 |
|
電壓放大系數(shù) |
較大,例如200 |
=<1 |
較大,例如100 |
|
功率放大倍數(shù) |
很大,例如20000 |
較大,例如300 |
較大,例如200 |
|
輸入電阻 |
中等,例如5K |
較大例如50K |
較小,例如50 |
|
輸出電阻 |
較大,例如10K |
較小,例如100 |
較大,例如5K |
|
輸出與輸入電壓相位 |
相反 |
相同 |
相同 |
編輯本段單極型管的單極放大電路
用場效應(yīng)管作為放大器件組成的放大電路,稱為場效應(yīng)管放大電路。場效應(yīng)管和雙極型晶體管一樣是電路的核心器件,在電路中起以小控大的作用。在場效應(yīng)管的放大電路中,為實現(xiàn)電路對信號的放大作用,必須要建立偏置電路以提供合適的偏置電壓,使場效應(yīng)管工作在特性的恒流區(qū)。
自給偏壓電路
N溝道耗盡型MOS管組成的共源極放大電路
自給偏壓電路
場效應(yīng)管的柵極通過電阻Rg接地,源極通過電阻Rs接地。這種偏置方法靠漏極電流Id在源極電阻Rs上產(chǎn)生的電壓為柵源極提供一個偏置電壓Ugs,故稱為自偏壓電路。
場效應(yīng)管微變等效電路
場效應(yīng)管也是非線性器件,在輸入信號電壓很小的條件下,也可將其用小信號模型等效。
場效應(yīng)管微變等效電路
與建立雙極型三極管小信號模型相似,將場效應(yīng)管也看成一個兩端口網(wǎng)絡(luò),以結(jié)型場效應(yīng)管為例,柵極與源極之間為輸入端口,漏極與源極之間為輸出端口。無論是哪種類型的場效應(yīng)管,均可以認(rèn)為柵極電流為零,輸入端口視為開路,柵源極間只有電壓存在。
共源極放大電路
共源極場效應(yīng)管放大電路與雙極型管共射放大電路相比較,
共源極放大電路
共源極放大電路具有以下特點:輸入電阻極高,相當(dāng)于開路;輸出電阻由于并聯(lián)一個電阻Rds,因此輸出電阻較小。共源極場效應(yīng)管放大電路的微變等效電路相當(dāng)于一個電壓控制的電流源。
共漏極放大電路
共漏極放大電路又稱為源極輸出器或源極跟隨器,同樣具有與共集電極放大電路相同的特性:輸入電阻高、輸出電阻低和電壓放大倍數(shù)小于1并接近于1。
共源極放大電路
編輯本段功率放大電路
實際電子技術(shù)應(yīng)用中,當(dāng)線路中負(fù)載為揚(yáng)聲器、記錄儀表、繼電器或伺服電動機(jī)等設(shè)備時
三種類別放大電路實物圖(3張)
,就要求它能為負(fù)載提供足夠大的交流功率,使之能夠帶動負(fù)載。通常把這種電子線路的輸出級稱為功率放大電路,簡稱“功放”。功放電路中的晶體管稱為功率放大管,簡稱“功放管”。功放廣泛用于各種電子設(shè)備、音響設(shè)備、通信及自控系統(tǒng)中。
按工作狀態(tài)分類
甲類放大器
甲類放大電路
這種功放的工作原理是輸出器件晶體管始終工作在傳輸特性曲線的線性部分,在輸入信號的整個周期內(nèi)輸出器件始終有電流連續(xù)流動,這種功放失真小,但效率低,約為50%,功率損耗大,一般應(yīng)用在家庭的高檔機(jī)中。
乙類放大器
兩只晶體管交替工作,每只晶體管在信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通,另外半個周期內(nèi)截止。該機(jī)效率高,約為78%,但缺點是容易產(chǎn)生交越失真(兩只晶體管分別導(dǎo)通時發(fā)生的失真)。
甲乙類放大器
乙類放大電路
甲乙類放大器
甲乙類放大電路
兼有甲類放大器音質(zhì)好和乙類放大器效率高的優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于家庭、專業(yè)、汽車音響系統(tǒng)中。
按功能分類
前級功放
其主要作用是對信號源傳輸過來的節(jié)目信號進(jìn)行必要的處理和電壓放大后,再輸出到后級放大器。
后級功放
其對前級放大器送出的信號進(jìn)行不失真放大,以強(qiáng)勁的功率驅(qū)動揚(yáng)聲器系統(tǒng)。除放大電路外,還設(shè)計有各種保護(hù)電路,如短路保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)、過流保護(hù)等。前級功放和后級功放一般只在高檔機(jī)或?qū)I(yè)的場合采用。
合并式放大器
將前級放大器和后級放大器合并為一臺功放,兼有前二者的功能,通常所說的放大器都是合并式的,應(yīng)用范圍較廣。
編輯本段功率放大器的特點及主要技術(shù)要求
功率放大器的特點
功放電路和前面介紹的基本放大電路都是能量轉(zhuǎn)換電路,從能量控制的角度來看,
功率放大器電路實物圖(12張)
功率放大器和電壓放大器并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是,從完成任務(wù)的角度和對電路的要求來看,它們之間有著很大的差別。低頻電壓是在小信號狀態(tài)下工作,動態(tài)工作點擺動范圍小,非線性失真小,因此可用微變等效電路法分析、計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等性能指標(biāo),一般不考慮輸出功率。而功率放大電路是在大信號情況下工作,具有動態(tài)工作范圍大的特點,通常只能采用圖解法分析,而分析的主要性能指標(biāo)是輸出功率和效率。
功率放大器的主要技術(shù)要求
功率放大器主要考慮獲得最大的交流輸出功率,而功率是電壓與電流的乘積,因此功放電路不但要有足夠大的輸出電壓,而且還應(yīng)有足夠大的輸出電流。因此,對功放電路具有以下幾點要求。
效率盡可能高
功放是以輸出功率為主要任務(wù)的放大電路。由于輸出功率較大,造成直流電源消耗的功率也大,效率的問題突顯。在允許的失真范圍內(nèi),期望功放管除了能夠滿足所要求的輸出功率外,應(yīng)盡量減小其損耗,首先應(yīng)考慮盡量提高管子的工作效率。
具有足夠大的輸出功率
為了獲得盡可能大的功率輸出,要求功放管工作在接近“極限運(yùn)用”的狀態(tài)。選管子時應(yīng)考慮管子的三個極限參數(shù)Icm、Pcm和Ubr CEO。
非線性失真盡可能小
功放工作在大信號狀態(tài)下,不可避免地會產(chǎn)生非線性失真,而且同一功放管的失真情況會隨著輸出功率的增大而越發(fā)嚴(yán)重。技術(shù)上常常對電聲設(shè)備要求其非線性失真盡量小,最好不發(fā)生失真。而在控制電動機(jī)和繼電器等方面,則要求以輸出較大功率為主,對非線性失真的要求不是太高。由于功率管處于大信號工況,所以輸出電壓、電流的非線性失真不可避免。但應(yīng)考慮將失真限制在允許范圍內(nèi),亦即失真也要盡可能地小。
另外,由于功率管工作在“極限運(yùn)用”狀態(tài),因此有相當(dāng)大的功率消耗在功放管的集電結(jié)上,從而造成功放管結(jié)溫和管殼的溫度升高。所以管子的散熱問題及過載保護(hù)問題也應(yīng)充分予以重視,并采取適當(dāng)措施,使功放管能有效地散熱。
編輯本段放大電路中的失真
飽和失真
靜態(tài)工作點過大,在信號正半周進(jìn)入了輸出特性曲線的飽和區(qū)。方法是提高工作電壓、適當(dāng)調(diào)小靜態(tài)工作點,輸入信號幅度。
截止失真
靜態(tài)工作點過低,信號負(fù)半周進(jìn)入了輸出特性曲線的截止區(qū)。方法是提高靜態(tài)工作點、適當(dāng)減小輸入信號幅度。
交越失真
又稱小信號失真,在輸入信號幅度很小時,進(jìn)入了輸入特性的彎曲段,是乙類推挽功放電路中靜態(tài)電流過小所致。方法是適當(dāng)提高靜態(tài)電流。小功率放大器靜態(tài)電流在2-4mA(如收音機(jī)功放),大功率功放可選十多mA。
乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路的交越失真
理想情況下,乙類互補(bǔ)對稱電路的輸出沒有失真。
乙類互補(bǔ)對稱電路的交越失真
實際的乙類互補(bǔ)對稱電路(圖),由于沒有直流偏置,只有當(dāng)當(dāng)輸入信號vi大于管子的門坎電壓(NPN硅管約為0.6V,PNP鍺管約為0.2V)時,管子才能導(dǎo)通。當(dāng)輸入信號vi低于這個數(shù)值時,T1和T2都截止,ic1和ic2基本為零,負(fù)載RL上無電流通過,出現(xiàn)一段死區(qū),如圖1所示。這種現(xiàn)象稱為交越失真。
編輯本段多級放大電路
多級放大電路的組成
組成多級放大電路的每一個基本放大電路稱為一級;一級和一級之間的連接稱為級間耦合。多級放大電路的耦合方式通常有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合等。
多級放大電路的級間耦合方式
直接耦合
直接耦合
如圖所示,兩個放大器之間不采用任何其它的器件連接,這種耦合方式稱為“直接耦合”。
直接耦合的多級放大電路,各級間的靜態(tài)工作點將互不影響。如圖中VT1管的Uce1受到Ube2的限制,僅有0.7V左右。因此,第一級輸出電壓的幅值將很小。為了保證第一級有合適的靜態(tài)工作點,必須提高VT2管的發(fā)射極電位,為此,常在VT2的發(fā)射極接入電阻、二極管或穩(wěn)壓管等。
優(yōu)點:直接耦合放大電路既可以放大交流信號,也可放大直流信號和變化非常緩慢的信號,且信號傳輸效率高,具有結(jié)構(gòu)簡單、便于集成化等優(yōu)點,集成電路中多采用這種耦合方式。
集成運(yùn)算放大器(Integrated Operational Amplifier)簡稱集成運(yùn)放,是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高(可達(dá)60~180dB),輸入電阻大(幾十千歐至百萬兆歐),輸出電阻低(幾十歐),共模抑制比高(60~170dB),失調(diào)與飄移小,而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點,適用于正,負(fù)兩種極性信號的輸入和輸出?!∧M集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的P型硅片制成,這種硅片是集成電路的基片?;峡梢宰龀霭袛?shù)十個或更多的BJT或FET、電阻和連接導(dǎo)線的電路?!∵\(yùn)算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外,還有十、一電源供電端、外接補(bǔ)償電路端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。
編輯本段集成運(yùn)算放大器的分類
按照集成運(yùn)算放大器的參數(shù)分類
1)、通用型運(yùn)算放大器
通用型運(yùn)算放大器就是以通用為目的而設(shè)計的。這類器件的主要特點是價格低廉、產(chǎn)品量大面廣,其性能指
標(biāo)能適合于一般性使用。例mA741(單運(yùn)放)、LM358(雙運(yùn)放)、LM324(四運(yùn)放)及以場效應(yīng)管為輸入
級的LF356 都屬于此種。它們是目前應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。
2)、高阻型運(yùn)算放大器
這類集成運(yùn)算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid>(109~1012)W,IIB 為
幾皮安到幾十皮安。實現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點,用場效應(yīng)管組成運(yùn)算放大
器的差分輸入級。用FET 作輸入級,不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點,
但輸入失調(diào)電壓較大。常見的集成器件有LF356、LF355、LF347(四運(yùn)放)及更高輸入阻抗的CA3130、CA3140
等。
3)、低溫漂型運(yùn)算放大器
在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中,總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變
化。低溫漂型運(yùn)算放大器就是為此而設(shè)計的。目前常用的高精度、低溫漂運(yùn)算放大器有OP-07、OP-27、AD508
及由MOSFET 組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650 等。
4)、高速型運(yùn)算放大器
在快速A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換器、視頻放大器中,要求集成運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR 一定要高,單位增益帶寬BWG
一定要足夠大,像通用型集成運(yùn)放是不能適合于高速應(yīng)用的場合的。高速型運(yùn)算放大器主要特點是具有高的
轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)。常見的運(yùn)放有LM318、mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG>20MHz。
5)、低功耗型運(yùn)算放大器
由于電子電路集成化的最大優(yōu)點是能使復(fù)雜電路小型輕便,所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,必須使用
低電源電壓供電、低功率消耗的運(yùn)算放大器相適用。常用的運(yùn)算放大器有TL-022C、TL-060C 等,其工作電
壓為±2V~±18V,消耗電流為50~250mA。目前有的產(chǎn)品功耗已達(dá)微瓦級,例如ICL7600 的供電電源為1.5V,
功耗為10mW,可采用單節(jié)電池供電。
6)、高壓大功率型運(yùn)算放大器
運(yùn)算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運(yùn)算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏,
輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運(yùn)放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路,即可輸出高電壓和大電流。例如D41集成運(yùn)放的電源電壓可達(dá)±150V,uA791集成運(yùn)放的輸出電流可達(dá)1A。
按外型的封裝樣式分類
扁平式(即SSOP)
封裝的芯片引腳之間距離很小,管腳很細(xì),
扁平式
一般大規(guī)模或超大型集成電路都采用這種封裝形式,其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD(表面安裝設(shè)備技術(shù))將芯片與主板焊接起來。采用S MD安裝的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有設(shè)計好的相應(yīng)管腳的焊點。將芯片各腳對準(zhǔn)相應(yīng)的焊點,即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片,如果不用專用工具是很難拆卸下來的。
PFP(Plastic Flat Package)方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是長方形。
單列直插式(即SIP)
單列直插式
最適合焊接,DIY友的最愛,因為這種封裝的管腳很長,很適合DIY焊接,且比較堅固,不易損壞。
雙列直插式(即DIP)
應(yīng)用最廣泛、最多的封裝形式。
絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式,其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然,也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進(jìn)行焊接。
雙列直插式
DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應(yīng)特別小心,以免損壞引腳。
使用DIP外型的以下好處:
1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.芯片面積與封裝面積之間的比值較大,故體積也較大。
Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式,緩存(Cache)和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。
編輯本段集成運(yùn)算放大器的使用要點
1.集成運(yùn)放的電源供給方式
集成運(yùn)放有兩個電源接線端+VCC和-VEE,但有不同的電源供給方式。對于不同的電源供給方式,對輸入信號的要求是不同的。
?。?)對稱雙電源供電方式
運(yùn)算放大器多采用這種方式供電。相對于公共端(地)的正電源(+E)與負(fù)電源(-E)分別接于運(yùn)放的+VCC和-VEE管腳上。在這種方式下,可把信號源直接接到運(yùn)放的輸入腳上,而輸出電壓的振幅可達(dá)正負(fù)對稱電源電壓。
(2)單電源供電方式
單電源供電是將運(yùn)放的-VEE管腳連接到地上。此時為了保證運(yùn)放內(nèi)部單元電路具有合適的靜態(tài)工作點,在運(yùn)放輸入端一定要加入一直流電位,如圖3.2.1所示。此時運(yùn)放的輸出是在某一直流電位基礎(chǔ)上隨輸入信號變化。對于圖3.2.1交流放大器,靜態(tài)時,運(yùn)算放大器的輸出電壓近似為VCC/2,為了隔離掉輸出中的直流成分接入電容C3。
圖3.2.1 運(yùn)算放大器單電源供電電路
2.集成運(yùn)放的調(diào)零問題
82. 由于集成運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的影響,當(dāng)運(yùn)算放大器組成的線性電路輸入信號為零時,輸出往往不等于零。為了提高電路的運(yùn)算精度,要求對失調(diào)電壓和失調(diào)電流造成的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,這就是運(yùn)算放大器的調(diào)零。常用的調(diào)零方法有內(nèi)部調(diào)零和外部調(diào)零,而對于沒有內(nèi)部調(diào)零端子的集成運(yùn)放,要采用外部調(diào)零方法。下面以mA741為例,圖3.2.2給出了常用調(diào)零電路。圖3.2.2(a)所示的是內(nèi)部調(diào)零電路;圖(b)是外部調(diào)零電路。
