單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能考核裝置的研制

黃峰亮 ，董 芳，張?zhí)焱?/p>

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460)

1 單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路及工作原理

單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路的原理如圖1(a)所示。220 V正弦交流電壓U2通過D1—D4橋式整流電路獲得全波整流電壓，在電阻器R1的電流限制和D7的電壓限制之后，輸出電壓被限制為特定值。故輸出電壓為圖1(b)所示的近似梯形波形。在交流電壓的每半個(gè)周期中，即每一個(gè)梯形波中，在ωt=α?xí)r發(fā)生第一觸發(fā)脈沖，α稱為控制角。該脈沖用來觸發(fā)可控硅。由于可控硅觸發(fā)后持續(xù)導(dǎo)通直至電源交流電壓過零點(diǎn)，所以只有第一個(gè)脈沖起觸發(fā)作用。交流電源電壓經(jīng)過零點(diǎn)時(shí)，可控硅關(guān)斷，直到下一個(gè)半波脈沖發(fā)生器輸出第一個(gè)脈沖時(shí)，可控硅再次導(dǎo)通。由于觸發(fā)電路和晶體管主電路是同一個(gè)交流電源，主電路電壓的第一個(gè)正弦半波和脈沖發(fā)生器的每個(gè)梯形波同步，且電容每次充電都從梯形波的零點(diǎn)開始，因此可保證每次第一個(gè)觸發(fā)脈沖的控制角α都相等，電路可保持同步觸發(fā)。由于電路采用了穩(wěn)壓管D7，單結(jié)晶體管自激振蕩器的電源電壓相對(duì)穩(wěn)定，使單結(jié)晶體管輸出的脈沖幅值不受電源波動(dòng)的影響，從而使可控硅輸出電壓比較穩(wěn)定。調(diào)節(jié)電位器RP，可以改變單結(jié)晶體管振蕩頻率，亦即改變控制角α。電路中各處電壓的波形如圖1(b)所示，由圖可見電容電壓、觸發(fā)脈沖電壓與負(fù)載的波形關(guān)系，當(dāng)電位器RP阻值減小時(shí)，控制角減小，可控整流輸出平均電壓即升高，所以調(diào)節(jié)電位器RP可連續(xù)調(diào)節(jié)整流平均輸出電壓。

(a)原理圖

(b)波形圖

2 故障點(diǎn)的設(shè)置

電子電路故障診斷和排除能力是高職院校學(xué)生的核心職業(yè)能力之一。為了全面考查學(xué)生處理故障的能力，在電路中設(shè)置20個(gè)故障點(diǎn)，并用20個(gè)開關(guān) (SW1—SW20)進(jìn)行斷點(diǎn)設(shè)置，如圖2所示。

圖2 故障點(diǎn)分布圖

3 測(cè)試點(diǎn)的設(shè)置

為了便于學(xué)生排查故障時(shí)檢測(cè)電路參數(shù)及波形，在電路節(jié)點(diǎn)處設(shè)置了38個(gè)測(cè)試點(diǎn)，如圖3所示。

圖3 測(cè)試點(diǎn)分布圖

4 “故障盒”的構(gòu)建

在學(xué)生演練和技能鑒定實(shí)作考核的操作中，班級(jí)多、人數(shù)多、時(shí)間緊、任務(wù)重是突出的問題，因而“單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能考核裝置”的開發(fā)必須做到故障設(shè)置快速、恢復(fù)方便、保密。為此專門設(shè)計(jì)了“故障設(shè)置盒(帶鎖盒子)”,用20個(gè)船型開關(guān)對(duì)應(yīng)SW1—SW20進(jìn)行故障點(diǎn)設(shè)置，并置于故障設(shè)置盒內(nèi)。

5 教學(xué)及考核方法

5.1 故障診斷與排除

培養(yǎng)學(xué)生的電氣故障診斷和排除能力：一方面要培養(yǎng)學(xué)生縝密的思維能力，即依據(jù)故障現(xiàn)象，進(jìn)行理論推斷；另一方面要培養(yǎng)學(xué)生準(zhǔn)確、快速排除故障的實(shí)際動(dòng)手能力。為了配合學(xué)生查排故障，將正常狀態(tài)下和故障情況下測(cè)試點(diǎn)的參數(shù)及波形錄制下來，便于學(xué)生判斷。圖4為兩個(gè)典型測(cè)試點(diǎn)在正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下的波形對(duì)比圖。

圖4 正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下測(cè)試點(diǎn)波形對(duì)比圖

5.2 考核辦法

單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能鑒定實(shí)作考試重點(diǎn)考核學(xué)生分析查找電路故障和排除故障的能力，通過記錄故障查找、分析、排除的過程可以真實(shí)反映出學(xué)生對(duì)單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路的理解程度及動(dòng)手實(shí)作能力，下面是以過程記錄為主的考核試題。

單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能鑒定實(shí)作考核試題：

(1)故障現(xiàn)象(寫明指示燈亮、滅及調(diào)光情況)。

(2)故障分析(列出理論推斷的可能故障)。

(3)故障查排(寫出查排措施及測(cè)量數(shù)據(jù))。

(4)查排結(jié)論(在電路圖上用“X”標(biāo)出斷路點(diǎn)位置)。

5.3 考核評(píng)分表

單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能鑒定實(shí)作考核評(píng)分表如表1。

表1單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能鑒定實(shí)作考核評(píng)分表

序號(hào)考核內(nèi)容及要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)滿分扣分得分1故障現(xiàn)象(操作電源按鈕及電位器,查看故障現(xiàn)象;故障現(xiàn)象記錄清晰正確)操作方法步驟不正確,每處扣2～5分;記錄不清晰不正確扣2～5分102故障分析(由原理圖分析故障;列出可能的故障)損傷電器元件扣2～5分;分析錯(cuò)誤扣10分103故障檢修(測(cè)量方法正確;查排措施得當(dāng))測(cè)量方法不正確扣2～5分;查排措施不當(dāng)扣2～5分104故障查排結(jié)論(在電路圖上用“X”標(biāo)出斷路點(diǎn)位置)不能準(zhǔn)確標(biāo)出斷路點(diǎn)位置扣50分505萬用表及示波器的正確使用不能正確使用萬用表一次扣2～5分106文明生產(chǎn)違反文明生產(chǎn)有關(guān)規(guī)定一次扣2～5分107考核時(shí)間每超1分鐘扣2分,超出10分鐘停止操作50

6 結(jié)語

單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路維修技能考核裝置，依照河南省職業(yè)技能鑒定中心“國家題庫”實(shí)作考核試題進(jìn)行開發(fā)，利用萬用表和示波

器作為檢測(cè)工具，故障設(shè)置快速，恢復(fù)故障方便。既滿足了實(shí)踐演練教學(xué)需要，同時(shí)又滿足了中級(jí)維修電工職業(yè)技能鑒定的需要。該裝置方便擴(kuò)充臺(tái)位，可以解決學(xué)生演練和技能鑒定實(shí)作考核操作中班級(jí)多、人數(shù)多、時(shí)間緊、任務(wù)重的問題。