船舶電氣設(shè)備維護(hù)與修理課件第3章

1、第三章 船舶電氣設(shè)備的常用維修材料 在船舶電氣設(shè)備維修中應(yīng)按照工作要求來選擇和使用電工材料即維修材料。為此，船舶電子電氣維修人員在維修過程中必須熟悉所需用的各種材料性能并合理地選用。最常用的各種 電工材料有導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、絕緣材料、磁性材料以及結(jié)構(gòu)材料。第三章 船舶電氣設(shè)備的常用維修材料 在船第一節(jié) 船用材料使用條件及規(guī)定 船舶的環(huán)境條件比陸地差，電氣設(shè)備的絕緣性能及損壞與船舶航行的區(qū)域、氣溫、溫度、空氣中的鹽霧、油霧等有直接關(guān)系。船舶的搖擺與振動也會造成電氣設(shè)備的損壞。由于船用環(huán)境條件的特殊性，決定了對船用電氣設(shè)備的特殊要求。由于選用的規(guī)范和規(guī)則不同，要求的性能指標(biāo)略有不同。一般船用電

2、氣設(shè)備應(yīng)在表3-1規(guī)定的條件下能正常工作，對于船用電子設(shè)備以及專用船舶的電氣設(shè)備還另有規(guī)定。 第一節(jié) 船用材料使用條件及規(guī)定 船舶的環(huán)境條件一、環(huán)境溫度 環(huán)境空氣溫度和初級冷卻水溫度如表3-2所示。表中各值與電氣設(shè)備安裝的部件和船舶航行海區(qū)有關(guān)。該表為中國船級社鋼質(zhì)海船入級要求，并規(guī)定適用于電子設(shè)備的環(huán)境空氣溫度上限值為55。不同規(guī)范要求稍有不同，應(yīng)予以注意。一、環(huán)境溫度 環(huán)境空氣溫度和初級冷卻水溫度如表二、船舶傾斜船舶電氣設(shè)備應(yīng)滿足船舶傾斜和搖擺的條件。二、船舶傾斜船舶電氣設(shè)備應(yīng)滿足船舶傾斜和搖擺的條件。三、沖擊、振動 船舶電氣設(shè)備應(yīng)不受正常使用時可能產(chǎn)生的振動和沖擊的影響，固定載流部件的螺

3、釘和螺母必須鎖緊，使其不因振動而松脫。保證表3-4規(guī)定的振動試驗條件下，無機(jī)械損傷誤操作。三、沖擊、振動 船舶電氣設(shè)備應(yīng)不受正常使用時可四、電壓和頻率波動 船舶電氣設(shè)備應(yīng)確保在表3-5中所規(guī)定的電壓和頻率偏離額定值的波動情況下可靠工作。四、電壓和頻率波動 船舶電氣設(shè)備應(yīng)確保在表3-五、電氣間隙和爬電距離 電氣設(shè)備的不同電位的帶電部件之間、帶電部件與其他接地金屬外殼之間，無論沿表面或通過空氣，計及絕緣材料性質(zhì)和使用條件，應(yīng)足以承受其工作電壓。為此，有關(guān)規(guī)范和規(guī)則均規(guī)定了最小電氣間隙和爬電距離。六、鹽霧、油霧和霉菌 由于電氣設(shè)備的使用環(huán)境會受到鹽霧、油霧和霉菌的影響，所以必須充分考慮耐腐蝕和不使絕

4、緣性能變壞的措施。例如電氣設(shè)備的材料和絕緣材料應(yīng)考慮防鹽霧、油霧和霉菌。七、爆炸性氣體環(huán)境條件 工作在具有爆炸性氣體環(huán)境下的電氣設(shè)備，必須滿足在爆炸性氣體環(huán)境中工作的電氣設(shè)備的相關(guān)要求，例如IEC79號出版物和IEC92-502號出版物的附錄A等。五、電氣間隙和爬電距離八、外殼防護(hù)等級一般來講船舶通常使用下列四種類型的防爆電氣設(shè)備：本質(zhì)安全型“i”，是指在正常運行或發(fā)生故障情況下產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)，均不能點燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。隔離型“d”，是指在電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸時，不致引起外部爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備。增安型“e”，時指在正常運行時不產(chǎn)生火花，電弧或高溫的電氣設(shè)備上采取措施，以提高

5、其安全程度。正壓型“p”，是指內(nèi)外殼內(nèi)充入正壓的清潔空氣，惰性氣體或連續(xù)通人清潔空氣來阻止爆炸混合氣體和物質(zhì)進(jìn)入殼內(nèi)的電氣設(shè)備。八、外殼防護(hù)等級一般來講船舶通常使用下列四種類型的防爆電氣設(shè)第二節(jié) 船用導(dǎo)電材料 所謂導(dǎo)電材料，是指在常溫下具有較高的導(dǎo)電性能和足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不易氧化、腐蝕，容易加工和焊接等特性。按其電阻率的大小和電阻溫度系數(shù)的大小可分為高導(dǎo)電材料和高電阻 材料。其外，還有電刷作為動靜之間傳導(dǎo)電能。第二節(jié) 船用導(dǎo)電材料 所謂導(dǎo)電材料，是指在常一、高導(dǎo)電材料在船舶上使用的高導(dǎo)電材料有銅、銅合金、鋁、鋁合金、錫、鎳合金等。這些材料都具有較 高的導(dǎo)電性能，其電阻率見表3-9，按其用途可分

6、為：傳導(dǎo)電流的導(dǎo)電材料、接觸性導(dǎo)電材 料、保護(hù)性導(dǎo)電材料。一、高導(dǎo)電材料在船舶上使用的高導(dǎo)電材料有銅、銅合金、鋁、鋁合1、傳導(dǎo)電流的導(dǎo)電材料 銅具有電阻率小，電阻溫 度系數(shù)小，抗張強(qiáng)度高，能防腐蝕，又易加工和焊接等特性。船用傳導(dǎo)電流的導(dǎo)電材料主要 是銅和銅合金，用它作為電纜、電線、漆包線的芯線。由于船上振動、沖擊大，一般很少用鋁作為傳導(dǎo)電流的導(dǎo)體材料。（1）船用電纜（2）電線（3）漆包線1、傳導(dǎo)電流的導(dǎo)電材料 銅具有電阻率小，電阻溫 2、接觸性導(dǎo)電材料 這種導(dǎo)電材料用于制作電器觸頭，電位器滑動觸 頭，它具有低電阻率，接觸處不易產(chǎn)生高電阻的氧化物，不易腐蝕，不易熔焊；同時具有彈性好，抗壓、抗拉和

7、耐磨等性能，船上常用有鋼鎢合金，銀鐵合金，硬銅，黃銅，磷銅等。 3、保護(hù)性導(dǎo)電材料 這種導(dǎo)電材料用于制作保險絲和熔斷片等，它具有熔點低，有一定機(jī)械強(qiáng)度等性質(zhì)，船上常用的有鉛錫合金，鉛錫鎘鉍合金。 2、接觸性導(dǎo)電材料 3、保護(hù)性導(dǎo)電材料二、高阻導(dǎo)電材料 高阻導(dǎo)電材料一般用于制作變阻器，調(diào)速器，電熱器及高溫測量用的電阻器。常用的高阻導(dǎo)電材料一般由合金材料構(gòu)成，二、高阻導(dǎo)電材料 高阻導(dǎo)電材料一般用于制作變阻三、電刷材料 電刷是作電機(jī)的靜止部分與滑動部分間電流導(dǎo)入(導(dǎo)出)的重要導(dǎo)電元件。直流電機(jī)、交流繞線式電動機(jī)和同步發(fā)電機(jī)等都要有電刷。由于電刷的材料與制造方法不同，1、石墨電刷2、電化石墨電刷3、金

8、屬石墨電刷三、電刷材料 電刷是作電機(jī)的靜止部分與滑動部分第三節(jié) 船用絕緣材料 電阻系數(shù)大于107m的材料在電工技術(shù)上叫做絕緣材料，它的作用是在電氣設(shè)備中把電 位不同的帶電部分隔開，因此，絕緣材料應(yīng)具有良好的介電性能，即具有較高的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度，能避免發(fā)生漏電擊穿等現(xiàn)象。 第三節(jié) 船用絕緣材料 電阻系數(shù)大于1071、絕緣耐壓強(qiáng)度一、絕緣材料的性能要求 絕緣材料在電場中，當(dāng)電勢強(qiáng)度增大到某一極限值時，就會被擊穿。這個極限值稱為該材料的絕緣強(qiáng)度，通常用1mm厚的絕緣材料所能承受的電壓KV值表示，幾種常用固體絕緣材料的耐壓強(qiáng)度見表3-16。1、絕緣耐壓強(qiáng)度一、絕緣材料的性能要求 絕緣材 2、機(jī)械強(qiáng)

9、度 絕緣材料每單位面積能承受的拉力稱為抗張力。要求其值越高越好，由于船上振動、擠壓、 拉伸時有發(fā)生，為此，就要求所選用的絕緣材料的機(jī)械強(qiáng)度要高。 3、膨脹系數(shù) 絕緣材料受熱后體積增大的程度。由于船上的環(huán)境溫度變化大，則要求其膨脹系數(shù)小一些， 否則，受熱膨脹、受冷收縮會使絕緣材料起層皮，產(chǎn)生裂紋、變形甚至破損，這樣造成絕緣電阻下降，甚至擊穿。 2、機(jī)械強(qiáng)度 3、膨脹系數(shù)絕緣材料工作在電磁場中，由于磁場極化和電導(dǎo)的影響，將消耗一部分電磁場能量，它是以發(fā)熱的形式消耗這部分能量的。4、熱穩(wěn)定性絕緣材料工作在電磁場中，由于磁場極化和電導(dǎo)的影響，將消耗一部 5、抗生物性 由于船上環(huán)境溫度變化經(jīng)常，很容易使

10、絕緣材料長霉菌，使材料絕緣電阻降低，為此，防止長霉，在絕緣材料中加入防霉劑來殺死霉菌和抑制霉菌生長，另外，在船上電氣設(shè)備往往增 設(shè)加熱器，提高周圍的環(huán)境溫度防止結(jié)露并驅(qū)潮，以達(dá)到防霉效果，對于加熱環(huán)節(jié)的電氣 設(shè)備需定期保養(yǎng)，通電運行。 5、抗生物性二、船舶常用固體絕緣材料 1、常用各種絕緣帶 （1）白布帶 （2）各種絕緣帶 2、各種絕緣紙 （1）青殼紙 （2）聚脂薄膜3、絕緣板 （1）鋼紙板 （2）各種絕緣層壓板4、絕緣管二、船舶常用固體絕緣材料 1、常用各種絕緣帶三、船舶常用絕緣漆及溶劑 一般船用電氣設(shè)備對絕緣性能要求很高。在維修這些設(shè)備時，要正確選用絕緣漆和對應(yīng)的溶劑。這里主要介紹幾種船上

11、常用的絕緣浸漆和覆蓋用磁漆兩大類的型號、特點、用途等列于表3-18和表3-19。供使用時參考。三、船舶常用絕緣漆及溶劑 一般船用電氣設(shè)備對絕一、電子元器件的識別 電子電路中常用的器件包括：電阻、電容、二極管、三極管、可控硅、輕觸開關(guān)、液晶、 發(fā)光二極管、蜂鳴器、各種傳感器、芯片、繼電器、變壓器、壓敏電阻、保險絲、光耦、濾波器、接插件等。認(rèn)識和識別這些元器件是電子電路分析、維護(hù)與修理的基礎(chǔ)。第四節(jié) 電子設(shè)備元器件 一、電子元器件的識別第四節(jié) 電子設(shè)備元器件 （1）電阻、電容、電感和變壓器 1、電子元器件的圖形符號（1）電阻、電容、電感和變壓器 1、電子元器件的圖形符號 （2）半導(dǎo)體 （2）半導(dǎo)體

12、 （3）其它電子器件圖形符號 （3）其它電子器件圖形符號（1）電阻器 2電子元器件的識別（1）電阻器 2電子元器件的識別可變電阻：又稱為電位器。特種電阻光敏電阻：是一種電阻值隨外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化的元件，光越強(qiáng)阻值越小，光越弱阻值越大。熱敏電阻：是一個特殊的半導(dǎo)體器件，它的電阻值隨著其表面溫度的高低的變化而變化。它原本是為了使電子設(shè)備在不同的環(huán)境溫度下正常工作而使用的，叫做溫度補(bǔ)償。常用的NTC為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，即電阻阻值隨著溫度的升高而降低。 2各種可變電阻和特種電阻可變電阻：又稱為電位器。 2各種可變電阻和特種電阻 電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示（如C25表示編號為25

13、的電容）。電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。常見有極性的電容是：電解電容、鉭電容。不標(biāo)單位的直標(biāo)法一般為pF，而電解電容的單位用uF。 （2）電容 電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示（如C25 電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如L6表示編號為6的電感。電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。直流可通過線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很??；當(dāng)交流信號通過線圈時，線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。 （3）電感 電感在電路中常

14、用“L”加數(shù)字表示，如L6表示晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示。小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負(fù)極），發(fā)光二極管管腳較長的一個是正極。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示 （4）晶體二極管晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示。小功率二極管的N極（帶三極管檢測的萬用表可直接檢測 對于有測三極管hFE插孔的萬用表，將三極管隨意插到插孔中去（b極是可以事前判斷的，可以插準(zhǔn)確一些），測一下hFE值；然后再將管子倒過來再測一遍，測得hFE值比較大的一次，各管腳插入的位置與表上指示就是一致的。 （

15、5）晶體三極管三極管類型和基極判斷 萬用表打到二極管檔(蜂鳴檔)對三極管測量時，首先用紅表筆接觸其中任意一只腳不動，用黑表筆去接觸另外兩只腳。如果能夠測得兩組相近且小于1的數(shù)字，說明此時紅筆接觸的就是b極。判別集電極和發(fā)射極ICIEIB CT E BNPN帶三極管檢測的萬用表可直接檢測 （5）晶體三極管三極管類 集成電路的引腳數(shù)是從凹槽或圓點處開始反時針的編號。 集成電路常用的檢測方法有在線測量法、非在線測量法和代換法。（6）集成電路 集成電路的引腳數(shù)是從凹槽或圓點處開始反時針的1電子控制線路識圖方法 （1）電源電路的功能和組成：電源電路有線性整流電源、開關(guān)電源和逆變電源三種。電子電路中的電源

16、一般是低壓直流電。線性整流電源是把 220V交流變成低壓交流電，再用整流電路變成脈動的直流電，最后用濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分后才得到直流電；開關(guān)電源是先將220V整流成直流，然后控制PWM控制（脈寬調(diào)制控制）將直流變換成高頻交流，經(jīng)過高頻變壓器將電壓變成需要的電壓值，然后整流成直流輸出。二、電子控制線路識圖直流電壓源電路的順序1電子控制線路識圖方法二、電子控制線路識圖直流電壓源電路的 整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動直流電的電路。常用的是橋式全波整流，用 4 個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器，負(fù)載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流

17、電路相同。整流電路 濾波電路 整流后得到的是脈動直流電，如果加上濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。把電容器和負(fù)載并聯(lián)，正半周時電容被充電，負(fù)半周時電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑的直流電。 整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兇?lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)壓電路. 穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)壓電路. 穩(wěn)壓電路 采用這種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的電路來完成直流直流的變換有以下原因：A輸出端與輸入端需要隔離。 B某些應(yīng)用中需要相互隔離的多路輸出。 C輸出電壓與輸入電壓的比例遠(yuǎn)小于1或遠(yuǎn)大于1。D交流環(huán)節(jié)采用較高的工作頻率，可以減小變壓器和濾波電感、濾波電容的體積和重量。

18、 開關(guān)型穩(wěn)壓電路 集成化穩(wěn)壓電路 采用這種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的電路來完成直流直流的 電磁閥驅(qū)動電路由直流電源供電，為防止電磁閥線圈產(chǎn)生高壓輸出，在線圈的兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管，當(dāng)三極管受控導(dǎo)通時，電源經(jīng)電磁閥到三極管集電極，然后通過三極管形成回路，電磁閥有電工作；當(dāng)三極管控制信號失電時，電磁閥線圈通過二極管自身形成回路，構(gòu)成放電，使得電磁閥迅速斷電停止。由此可見，該電路類似簡單的開關(guān)控制電路，輸入信號為高電平時，電磁閥有電，反之，電磁閥失電。 （2）驅(qū)動電路 電磁閥驅(qū)動電路由直流電源供電，為防止電磁閥線R5是LED的限流電阻,使通過LED的電流限制在一定數(shù)值。當(dāng)開關(guān)S處于如圖所示的100mA位置時，穩(wěn)

19、壓二極管Dz將三極管T的基極電壓穩(wěn)定在6V，所以，三極管發(fā)射極的電壓約為5.4V，而該電壓除以電阻R4和R2之和，得到的電流約為100mA，則流過電池的電流為100mA，可見電池的充電電流為100mA。 （3）電池充電回路R5是LED的限流電阻,使通過LED的電流限制在一定數(shù)值。當(dāng) 利用半導(dǎo)體的光導(dǎo)電特性，使電阻的電阻值隨入射光線的強(qiáng)弱發(fā)生變化。即當(dāng)入射光線增強(qiáng)時，它的電阻值會明顯減??；當(dāng)射入電阻器的光線減弱時，它的電阻值會顯著增大，將光敏電阻器接入電路中，即可將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。如圖456所示，當(dāng)光敏電阻收到光照時，其阻值立即減小，則三極管T導(dǎo)通，繼電器RLY有電工作，帶動其輔助觸點動作，去控制報警等。從而實現(xiàn)光敏器件對輸出的控制。光敏器件廣泛應(yīng)用于自動檢測，光電控制、通信、報警等電路中。 （4）光敏器件的特點及應(yīng)用電路 利用半導(dǎo)體的光導(dǎo)電特性，使電阻的電阻值隨入射 常用的信號調(diào)理電路為差分放大電路，其作用一方面是將傳感器送來的小信號放大和轉(zhuǎn)換成需要的信號，一方面又要減少放大過程中的非線性和各種干擾，包括共模信號。 （5）信號調(diào)理電路 常用的信號調(diào)理電路為差分放大電路，其作用一方 （1）電源電路的分析（2）放大電路的分析（3）邏輯電路的分析 2、電子控制線路功能分析 2、電子控制線路功