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在当今世界,在计算机设备中大多采用的数据是他激式脉宽调制式开关直流稳压电源(简称开关电源),开关电源没有巨大的工频变压器,而是使用了直接整流高频变换和脉冲调制技术,功率的晶体管在高频率的开关状态工作,因此开关电源具有小体积、重量小、高效率、抗干扰强和性能输出稳定等优势。
1 计算机电源的构成及其功能
1.1 计算机电源的构成
在当今世界,在计算机设备中大多数采用的数据是他激式脉宽调制式开关直流稳压电源(简称开关电源)。开关电源没有巨大的贡品变压器,而是使用了直接整流高频变换和脉冲调试技术,功率的晶体管在高频率的开关状态下工作,因此开关电源具有小体积、重量小、高频率、抗干扰强和性能输出稳定等优势。
他激式脉宽调制式开关直流稳压电源电路基本有四个部分构成:(1)开关震荡部分;(2)低压直流电输出部分;(3)直流电的输入和电源整流部分;(4)低压直流电的输出部分。虽然开关电源分为许多不同的种类但是基本的工作原理大致上一致。
1.2 计算机电源的功能
交流电源经过低通滤波器后,进入桥式的整流电源,经过整流电和电容滤波后得到高压的直流电压。此电压经过逆变器可以变成随意的脉宽可调矩形波,在变压器的作用下,形成宽度可调的输出的脉冲方波,在经过整流电路、滤波器可以取得自身需要的输出电压进行保护,一旦出现漏电等意外情况,瞬间断电,保护人身财务的安全。
整个电源是在一个电源箱子里,在盖子的下面有一个轴流风扇散热用。电源是固定的,在主机里面,有多个插头用来输出,跟系统插座与主机相连接,跟驱动器插座与驱动器相连接。
2 计算机电源的使用特性
开关电源在使用的过程中因为他激式电路具有很好的保持的点天的原因,所以在各个档位负载都是空载的时候,会自动的进行节流状态的保持,每个输出端的电流必然会处于一个不太正常的状况,用个三用表在每个输出端测量出每个不太正常的电压值,此时不要产生其他错误的判断。此时的开关电源电源的过压和过流博湖都是节流方式,一旦进行保护的动作即显示没有输出,在等电源的故障排除后,重新启动电源,这样电源才能正常稳定的恢复输出。
开关电源都是以+5伏作为主要的输出电源,所以采取样品检测及其过压保护措施都是用这个档的电压作为基础。在使用的+5伏档作为正常输出的输出端是最好不要小于额定负载数,否则会引起电压身高,使其不能稳定的输出,并且如果严重的话会造成电源的损坏。
另外,值得一提的是,风扇大体来看分为俩种:一是直接端口接在交流电网上,对风扇能否自由旋转作为电源是否正常运行的标准;另一种是接在+12伏的输出端上,它是有极的,如果不慎接反了,计算机电源会瞬间进入到没有电压的输出的自我保护阶段,也就是瞬间断电。
3 关于计算机电源的故障具体维修措施
电源在计算机的组成部分中是十分重要的,一旦电源发生问题就会影响整个计算机系统的正常运作。下面将介绍一些常见的排除计算机电源故障的常用方法。
3.1 没有电压输出
当电源每个档位都处在负载的状况下,测量不出来每个输出端的电压值时,即认为是没有电压输出,这个在计算机的电源故障中是十分常见的,主要有以下几种状况。第一,保险丝熔断。闭合这个电路,打开计算机的电源外壳,如归计算机的保险丝已经被熔断了,那么故障一般情况是在高频变压器初级绕阻之前。先检查整个电路的电源交流的输出电压,输出的开关档位位置是否选择正确。然后在高压整流器和高压滤波电容处检查一下,档进入的电压升高时,瞬间产生的工作电压将要比额定的最大电压要高,甚至会击穿电容器,熔断保险丝,发生电源爆炸的危险。因为高压滤波电容器一般来说都是容量比较大的电容器,电流瞬间的工作电流值可以到达20安,所以瞬间电流过大,导致保险丝被熔断。当进入的电压偏高的时候,功率开关管会被击穿,使保险丝被熔断,在检测过程中比如功率开关管被击碎,还应该检测他的前一级的激励管。关于以上的电源故障,只要换上性能相近的元件就可以了。
3.2 虽然保险丝完整,直流没有输出
开始闭合回路的瞬间产生较大的电流,烧毁限流电阻,毁坏开路。直流电源输出的电压中随意的一处发生故障,都会导致电源进入保护状态,是电源不能继续输出,检查这种故障要用到测量工具不停地测量观察每个档位的电压的输出端,不停地启动电源,观察在启动电源的瞬间哪个档位的电压值不正常,就可以确定故障在哪一路,发现不对的地方,顺着电路往前不停地检查,查出原因。因为电源是处于高压滞洪,所以有些计算机电源警察那个因为焊点有空隙引起长时间的放点,导致没有电脑元的稳定输出。另外,只要重新焊好就没问题了。
3.3 电源输出电压不稳
计算机电源的负载能力极差,导致了计算机主机新加元件不能正常运行,这种原件只能在负载比较轻的时候使用,负载重了就没办法工作了,遇到此种状况,电源本身没问题,主要是工作点没有选择好,当震荡被放大增益变低,放大的电路正处在非线性工作状态时,都会有这种故障,适量的挑换各个晶体管,使其增益增强,调整晶体管工作点,使其处于线性区内,从而提高计算机电源本身负载能力。
电源稳定输出的电压都正常,但计算机主机不能启动,这样的情况主要是信号产生的回路没有输出,信号的延迟的时间不太够,解决此类计算机电源故障,先测量电压,如果没有,在检查延时电路元器件。原因多是晶体三极管被破坏,造成始终处于低电平,无法产生信号,更换晶体管可以解除这个计算机电源故障。如果有电压,但是主机仍旧无法运行就需要更换电容器了。
开机后,显示器显示不正常,检测计算机电源,他的四档输出都正常,用示波器来检查各个不同的电压档位,如果介入电压变大,引起了显示器画面变动,此时一般是电容器电容变小或者是电容器本身发生故障导致的,更换更大的电容器,故障就可以解除。
电源发出异样的声音,造成的原因一般是电压过大或者还是电流过大,使电源始终处于高度输出状态,从而使整个电路发生短路,关闭了这个计算机主机电源。在计算机电源关闭的同时,可控硅也会被随之截止,不在短路后,电源又会重新启动,反反复复,造成计算机电源发出异样的声音。
电源输出电压不太稳定会造成计算机运行出现困难,无法工作等现象。造成这种故障一般是原件老化、发热,可以采用降温法和更换元件的方法来保证整个电路的正常运行。
4 结束语
在计算机平时的应用中,如果出现故障是非常令人烦恼的,但是其中的计算机电源故障又占了很大的比例。电源是计算机很重要的组成部分,可以说是计算机运行的基础,是重中之重。所以,本文根据本人平时对于计算机管理和学习中的新的,对计算机电源故障的问题做出以上的浅析和探究。
参考文献:
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【关键词】电器产品 电源插头 防触电检测
随着电器产品的普及,在使用过程中经常会发生电源插头在拔下时伴有电人的情况,严重影响到用户人身安全。通过研究得知,主要在于电源内部的电容存有余电,在插头拔下的瞬间电容会释放电能,如果操作不慎,手指触碰到插头就有可能会被电击。之所以会出现电击,主要是电流流经人体而出现的,只要几毫安的电流就会给人体造成电击伤害。
1 电源插头放电线路的分析
电网能够影响电器正常工作,电器电源的开关脉冲也会影响电网,为防止电网与电器的互相干扰,很多电器产品的电源开关都实现了在交流电压中增加电源滤波器,且与滤波电容器形成并联。在电器正常工作时,能量将分别存在于电容器以及线圈中,在电源插头拔下时,这些被存储在电容器和线圈中的能量也会在一定时间内完全消失,这样就能有效确保用户人身安全。所以,应选取合适的跨线电容和电阻,切忌过大或过小,只有这样才能有效防止在拔插头时出现触电危险。
2 国家相关标准对电源插头防触电的安全设计规定
2.1 信息技术设备安全指标
对于信息技术设备电容器放电安全指标,我国已经对其作出了明确规定:信息技术设备在设计时要确保电网电源不存在超负荷电容器情况,减少电击危险的发生。只有在电网电源标准电压在59V以上时才能进行电击试验。如果在信息技术设备中存有电容器,且在与电网电源相连接的电路上,电容器放电时间并未超出相关规定,这样的设备也是合乎规定的。
2.2 电器产品安全指标
国家对电器产品的电源插头安全指标做了如下规定:那些要用于与电网电源相连的插头,在设计时应保证在插头拔下时,如果手指不慎接触到插销时,不会因电容器中还存有电荷出现电击危险。同时,在插头拔下两秒以后,要求插脚不再存有电流。
3 电源插头放电回路的设计分析
要分析电源插头的放电回路,最先进行的应是分析与计算放电时间,一般情况下,电容器的放电时间用T来表示,放电时间与放电容量形成反比例,也就是说,随着放电时间的延长,放电容量就会减少。通常情况下,在拔掉电源插头的两秒以后,电源插头上的电压将从正常的220V逐渐转变为安全电压,甚至比安全电压更低,电容器的放电方式所组成的时间常数也会小于一秒。这样的设计将完全负荷国家相关规定。
4 电源插头放电测试检测方式方法的分析
4.1 测试电器产品的剩余电压值
为完成这项实验,需要选用多种类型的探头阻抗,分别为10欧姆、66.7欧姆以及100欧姆。在实验中,不管是哪种探头阻抗,在插头拔出时样品上的峰值电压均设定为310V,当时间为一秒时,被测样品的电压值理论值均为117V,时间为两秒时,其电压理论值为44V,但在实验以后,测得10欧姆的探头阻抗在一秒时的电压值为95V,两秒以后为29V,66.7欧姆的探头阻抗在一秒时的电压值为112V,两秒时则为41V,100欧姆的探头阻抗在一秒时的电压值为117V,两秒时为44V。通过这次实验得知,10欧姆的探头阻抗示波器,理论值与实测值之间的误差较大,其安全性难以保证。而100欧姆的探头阻抗示波器,理论值与实测值相差最小,安全性较为可靠。
4.2 导致实际电压实测值与理论值出现偏差的原因
在实际实验中之所以会出现电压实测值与理论值不一致情况,主要原因在于其放电电阻并不单纯的是产品本身在放电,真正的放电回路在本身放电的同时也将与并联示波器探头阻抗。为证明该理论的正确性,将融合示波器探头阻抗因素计算放电回路,并找出偏差的因素。
在这次实验中依然选用10欧姆、66.7欧姆和100欧姆的示波器,在拔出插头时其峰值电压设定为310V,在一秒时,被测电器的电压值理论上均为117V,两秒时,被测电器的理论电压值为44V,而实际上,在插头拔下的一秒后10欧姆示波器理论值为96V,实测值为95V,66.7欧姆示波器的理论值为113V,实测值则为112V,100欧姆示波器理论值为118V,实测值为117V;两秒后的10欧姆理论值为30V,实测值为29V,66.7欧姆示波器理论值为41.1V,实测值为41.4V,而100欧姆示波器的理论值为45V,实测值为44V。
通过以上数据证明在将示波器探头阻抗融入到其中以后,电器产品的理论值与实测值所存在的误差就明显缩小,这项实验也就证明了参与实验的电器在实际放电时,不仅有产品本身的放电,还有示波器探头阻抗的放电,示波器阻抗也会影响检测结果。
4.3 转变测试方式,注重高精度测量
为有效解决上述问题中因示波器探头阻抗的不同而出现的测量偏差,保证测试结果,应当转变测试方式,将带有定时切换作用的定时器应用其中,在标准式示波器探头在使用一定时间后,再连接到相应的设备中进行回路测试。在这项实验中所使用示波器探头阻抗、峰值电压、理论值与之前实验中所使用的均不发生变化,只是在定时器被应用以后,其实测值发生的一些变化。这些变化主要是定时器的应用使得检测结果不再受示波器探头的影响,缩小了实测值与理论值之间的差距,即便使用了不同阻抗的示波器探头,定时器被应用以后也不会影响检测结果,这样一来就有利于电器生产商和实验研究者做出正确的评价,保证用户安全用电。
5 结论
综上所述,由于电器产品电源插头安全事故频发,使得插头电源检测成为现阶段重点研究问题,基于此,本文从分析电源插头放电线路入手,结合国家相关指标,提出了一系列检测影响电源插座安全性的方式方法,并通过实验的方式对所提出的办法进行了研究,极大的提升了电器产品在设计、生产中的可靠性,更有效减少了触电事故的发生,将由此带来的经济损失降到最低,提高了用户用电安全性。
参考文献
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关键词:彩超机;故障电源;B超机维修
Abstract: The article elaborates the Philips IU22 color Doppler power structure and each component function, and emphatically introduces the special power fault examples in the use, which provides the new ideas for such models B ultrasound machine repair work.
Key words: Color Doppler; fault ultrasound machine; B ultrasound machine repair
中图分类号: R197.38文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
自2004年4月荷兰皇家Philips电子集团推出全新的智能超声系统以来,Philips IU22由于控制功能智能化及人机工程设计先进而得到了市场普遍的应用和好评。作为现今较为卓越的多普勒彩色超声诊断仪之一,它集成了2D、3D和实时4D等多维成像模式(3D和实时4D成像模式即表面容积三维、超声造影功能、血流容积三维及实时四维功能)。使用3年多来,相比同等级别的B超机,Philips IU22彩超机的故障率较低。本文主要对此次特殊的电源故障现象进行了剖析,也为同类B超机的维修提供资料借鉴[1]。
1 电源故障
按正常操作开启底部交流电源,B超机进入待机状态,此时位于交流电源开关右侧的蓝色指示灯点亮,为使机器得电,打开中部ON/STANDY按键,机器开始初始化。当PHILIPS几个字母出现在显示器不到4S的时间,机器突然停止运行,且蓝色指示灯闪烁不停。再次尝试按下ON/STANDY按键,机器无反应,重新开启电源,机器依然无反应,此时彩超机出现故障。
2 分析故障
结合以往修理经验及此次彩超机出现的故障现象,初步估计该B超机的故障源位于电源。可能的原因有两个:第一,是由于电源短路或某部位损坏,导致电流或电压输出异常,致使保护电路切断电源。第二,直流电源没有提供设备正常运行的需要电压或供电不足。
3 检测维修
彩超机的底部左右侧板被打开后,可以观察到,直流供电、交流供电、待机电源部分、高压电源部分及直流电压检测和分配部分、总电源通风散热等六个部分是IU22B超机电源的主要组成部分。开启交流电源后发现,亮起的六盏LED灯包含亮红灯的DS2,DS3,DS5,DS6,DS9及亮绿灯的DS11,六盏LED灯位于直流电压检测和分配板上。核查后发现,五盏LED亮红灯是为了给予维修工作人员提示信息,而DS11亮则指示有+5V的电压来自交流电源,并使得直流电压检测和分配板进入待机状态。在电源风扇的上部右侧,由于DC OK和AC OK绿色指示灯没有亮,说明此时直流供电部分处于断电状态。当ON/STANDY键被按下后,DS1,DS4,DS7, DS10、DS11,DS12位于直流电压检测和分配板子上的LED均亮绿灯,检查发现,DS1亮表明输出交流电压正常,DS4亮表示平台和ACQ板的电源供给正常,DS7亮表示允许开机,“DC OK”的信号已经给了主板。DS10、DS11、DS12亮则分别代表从待机开关和主板输出了“POWER-ON”信号、交流电源输出了+5V的电压、平台配电板正常工作。此时,直流电源开始通电,DC OK和AC OK的指示绿灯被点亮,用于通风散热的两个风扇也开始工作,但这种现象仅维持了2~5s,风扇就停止了转动。同时直流电压检测和分配板上再次变成五盏红灯一盏绿灯,整机再次断电,电源无法工作[2]。
根据电源电路构成,首先打开交流供电部分,测量交流供电部分电压值为220V,可以判断交流供电部分工作正常。接下来判断直流供电部分工作是否正常。为进一步检查两个直流电源的构成,从底座中将直流供电部分取出,在取的时候,注意卸掉固定闸线平板上的螺丝,并将闸线抬起后,再整体取出直流供电部分。取出后,将两个直流电源的输入部分分别外接220V电源,测量直流电源的空载输出,经万用表测量显示,直流电源A为+11.8V,直流电源B为+3.7V,±5.5V,±14.9V,+45.3V,均为正常输出,因此可判断直流供电电源工作正常。下一步检测直流电压检测和分配板,对器件逐一检查后发现,带三态门的8D锁存器(Philips 74HC573D)发生短路故障,更换故障零件后,机器工作正常[3][4]。
4 分析讨论
由于熟悉电源系统结构,本次彩超机维修过程进展顺利,并在较短的时间内就找到了故障原因。电源电路各部分作用现总结如下:
①直流供电部分:是整个机器电源的核心来源,它主要由两个直流电源组成,直流电源A输出为+11.8V,而直流电源B输出为+3.7V,±5.5V,±14.9V,+45.3V。直流A和B电源均含有输出和反馈回路,排列在电源右侧的是输出回路,而排列在电源左侧的是反馈回路,处于正常工作时,绿色指示灯DC OK和AC OK会点亮。
②交流供电部分:控制交流电源的通断是该部分主要作用。它包含一个控制交流通断的开关,一个空气断路器及一个继电器。在电流突然很大的时候,空气断路器负责断开电路,保护整个机器。在整个系统自检出现问题时,继电器会自动断开,以此保护直流电源。
③待机电源部分:主要由一块电路板和三个串联的电池构成的电压为6V的电池组构成,电路板具有稳压,整流和给电池组充电的作用。在机器刚启动时,充电电池能提供T作电压给交流供电回路中的继电器,保证在开机时继电器处于通电状态。
④高压电源部分:由很多容量大的电容组成,直流电压检测机分配板分别提供±15V和+48V电压作为该部分的输入。直流电压检测和分配板的输出与高压电源输出为前端超声发射电路提供电压。
⑤直流电压检测和分配板:电压的采集,比较,分压和调整是这部分的主要作用,7块LM399(电压比较器),1块317D2T,1块9945A和1块9435B,带三态门的8D锁存器是该部分主要零件,正常工作时,常亮的LED灯有DS7,DS4,DS12,测量发现,DS12电压在+2.1V到+3.3V之间,属于高电平工作,而DS7和DS4电压要小于+2.1V以下,都是低电平工作。
⑥总电源通风散热部分:主要起到疏散电源热量的作用,这部分主要包含两个大型风扇,以及位于风扇接口处的一个检测装置,该装置可用于检测风扇工作是否正常。
5 归纳总结
综上所述,整个机器电源的工作流程为:打开电源开关后,220V的交流电进入到直流电源部分,开启开机/待机按钮,直流电源供电给电压检测和分配板,电压检测和分配板开始对各路电压进行检测。若各路电压正常,则将DC OK信号反馈给继电器,使得继电器处于吸合状态。电源自检结束后,主机的系统开始初始化。
通过此次电源故障的检测与维修,不仅使我们更加深入的了解了Philips IU22电源的结构及工作原理,同时节省了大笔维修费用,对今后此类故障的诊断和机器维护具有一定的指导意义。
参考文献
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[2] 史文兵.飞利浦彩色超声iU22维修一例[J]. 医疗装备. 2009(09)
摘 要:牡丹江市中医医院的彩色B超机的型号为Philips IU22,其内部包含了科学的人机工程设计以及智能控制作用,因此被广泛应用于各大医院当中,一定程度上提升了医生的工作效率。然而,该设备在长期使用过程中,各种故障的产生是不容忽视的。鉴于此,该文从Philips IU22彩超电源故障现象和分析入手,对Philips IU22彩超电源检测修理展开了探讨,对Philips IU22彩超电源故障分析与维修保养策略进行了总结,希望对我国医疗领域的全面发展起到促进作用。
关键词:Philips IU22 彩超电源 故障分析 维修保养 策略
中图分类号:TH776 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)04(b)-0132-02
1 Philips IU22彩超电源故障探讨
1.1 故障现象
交流电源的开关位于B超机的底端,在将这一开关打开的过程中,待机将是该系统马上呈现出来的状态。此时,蓝色指示灯在交流电源开关的右侧将处于开启的状态。ON/STANDY按钮位于机器中部,接下来应对这一按钮进行按动,确保电流可以通过该机器,在这一过程中,初始化将是设备保持的状态[1]。但是,3~4 s是这一状态将保持的最佳时间,此时“Phikips”几个字母将在液晶显示器中显示,当这几个字母消失以后,设备将瞬间处于断电状态,此时交流开关蓝色指示灯在设备底部会处于连续闪烁的状态。此时,应对ON/STANDY按钮重新按动,此时系统不会产生任何反应。在将交流开关进行关闭以后并对设备进行重新启动,故障并没有得到排除。
1.2 故障分析
在对以上故障进行充分分析的基础上可以断定,设备电源位置是故障产生的关键地点[2]。首先,可能一定程度的损坏、短路问题产生于电源内部某位置,从而导致正常的电流或电压无法有效输出,这样一来,在电源电路保护工作的基础上,将会切断电源;其次,该故障也有可能是充分的电压没有以直流电源提供出来。
2 Philips IU22彩超电源检测修理
该设备的底端拥有两块侧板,分别位于左右两侧,将其打开之后,工作人员可以对六个电源组成部分进行全面的观察,其中包括待机电源、直流供电以及直流电压检测等部分。在设备电源的内部构成进行全面分析的基础上,可以将交流电源开关再一次打开,通过仔细检查可以发现,LED灯共6盏将在直流电压分配板和检测板中亮起,其中DS9、6、5、3、2为红灯,DS11为绿灯[3]。在检查以后发现,一路+5V电压从交流电源中分出来是DS11灯亮起的原因,该灯亮促使待机状态成为电压分配板和检测板的主要状态、而其他红袅了得飨低诚蛭修工作人员发出了提示。此时,为运行是直流供电部分的主要状态,而绿色指示灯AC OK和DC OK在电源风扇右上方的位置是没有被点亮的。此时在对ON/STANDY按钮进行按动,可以发现DS12、11、10、7、4、1等绿灯在直流电压分配板和检测板中都处于点亮的状态,但是所有其他的灯都处于熄灭的状态,在详细检查以后发现,交流电源在将正常的交流电压进行提供的过程中,会促使DS1灯被点亮。
由于6个部分存在于电源系统中,根据电路的构成特点,在对电源故障进行检查的过程中,首先应对交流供电部分的状态做出判断。并将交流供电部分打开,对交流值进行测量,此时可以发现这一数值为220V;接下来应对直流供电部分的状态进行判断,在判断中应将直流供电部分从底座中取出。在这一过程中,应卸掉相关螺丝,这部分螺丝是对平板上闸线起到固定作用的,在将闸线全部抬起以后,整体取出直流供电部分[4]。对两个直流电源的构成进行再一次检查,在直流电源输入部分分别连接外接的220 V电源,空载输出在直流电源中的数值可以通过万用表进行测量,其中,第一个电源的数值为+12V,第二个数值分别为+45.5 V、+5.3 V、+3.6 V和+15 V。如果拥有正常的输出值,就可以判断出直流供电电源处于正常的运行状态下。接下来需要对直流电压分配部分进行检测,该环节的芯片较多,在对其进行整体检测以后,发现短路现象存在于Philips 74HC573D中,该8D锁存器是带有三态门的。在对这一器件进行有效更换的基础上,对设备进行通电,会促使设备处于正常的云状状态下。
3 Philips IU22彩超电源电路各部分功能介绍
3.1 交流供电部分
交流通断控制开关、继电器以及空气断路器是交流供电部分的三个组成部分。该环节运行中,最大的功能是对交流电源进行控制,促使其有针对性地进行通断。在突然增大电流的状态下,空气断路器会将电路断开,从而对设备起到保护作用[5]。而在该交流供电系统进行自检时,继电器会在自检故障发生时进行自动断开,最终有效地对直流电源进行保护。
3.2 直流供电部分
直流电源在直流供电部分共包含两个,其运行中,分别可以对+15 V、+3.6 V、+5.3 V、+45.5 V和+12 V进行输出。值得注意的是,反馈回路和输出回路分别存在于两个直流电源中。而电源右侧整齐的排列着输出电源,左侧整齐的排列着反馈回路。要想促使电源处于正常的运行状态,应对绿色指示灯AC OK和DC OK进行观察,此时会发现二者都处于点亮的状态。而核心在整个设备电源来源中就是这两个直流供电电源。
3.3 待机电源部分
该环节包含一个电压,其值为6 V,内部是由电池构成的,3个电池以串联的形式存在,同时期内部还有一个电路板,其功能是对电池组进行充电或者是实现整流[6]。当设备最初启动时,充电电池可以讲工作电压提供给继电器,其位于交流供电回路中,这样一来,通电状态就可以在开机中的继电器中产生。
4 结语
综上所述,在开关这一媒介的基础上,220 V交流电会向直流电源位置流通,此时对开机/待机按钮进行启动,会促使工作状态产生于直流电源中,此时充足的电压将向分配板、电压检测进行提供,在这种情况下,各路电压开始得到分配板和电压检测板的检测,在完成检测工作以后,继电器将接收到响应的反馈信息,即DC OK,一直吸合成为继电器的主要运行状态。在电源完成自检以后,会向主机系统中流动,最终促使初始化状态成为主机的主要状态。在有效维修这一电源故障的基础上,相关部门可以有效节省维修成本,同时也充分说明,工作人员只有在对电源运行原理以及相关设备的结构进行充分掌握的基础上,才可以加大Philips IU22彩超电源故障分析与维修保养的力度。
参考文献
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关键词:视频显示器;便携式;电源
中图分类号:TN873 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)010-0-01
一、引言
视频显示器是机载显示控制系统的组成设备之一,是飞机的后舱主显示装置,可实时显示CTVS和DGMP送出的视频图像,使后舱驾驶员能同步观察到平显字符、状态变化及前舱可见的外界景物图像,它是后舱驾驶员了解飞行和作战信息、与飞机之间交换信息的主要窗口。
便携式视频显示器检测仪主要是通过模拟飞机给视频显示器提供工作电源、模拟其它设备给视频显示器送来PAL制或者NTSC制视频输入信号来完成视频显示器的功能检测,便于机上显示设备现场故障隔离,提高现场故障定位速度。
二、设计原则
由于便携式视频显示器检测仪主要用于视频显示器的外场维护和故障定位,该检测仪需要经常运输,因此,在设计时需要遵循“功能完善、操作方便、实用可靠、便于携带、便于维护”的原则。
三、设计方案
检测仪控制电源模块输出的28V电源为视频显示器提供工作电源,模拟CTVS和DCMP输出不同格式的视频信号,通过操作面板的乒乓开关切换视频画面(开关控制说明见表1),观察视频显示器接收、显示的视频画面,判断其功能是发否正常。根据检测仪要实现的功能,设计了便携式视频显示器检测仪的几个功能模块,功能框图如下:
1.电源模块设计
检测仪需要将220V交流电转化为+5V/1A、+28V/15A等多种稳压直流电源。其中+5V/1A直流供检测仪内视频生成模块工作使用;+28V/15A直流电源模块给外部视频显示器使用。供电关系如图2所示。
由于检测仪内部空间所限,电源转换模块采用VICOR公司生产的AC/DC直流稳压模块,该电源模块能产生相应的+5V/1A、+28V/15A稳压直流电源,电源模块自身具有过压、欠压保护功能,输出具有过流、短路和过热保护功能。电源模块用金属封装,具有良好的电磁屏蔽和散热功能。
2.视频生成模块设计
该模块主要用来模MCTVS及DCMP输出复合视频信号,采用5V供电,具备以下功能特点:
(1)视频标准:PAL:50场/秒/路、NTSC:60场/秒/路,格式软件可选;
(2)分辨率:PAL:720× 576、NTSC:720 ×480;
(3)图像输出: 4路复合视频输出和2路差分方式输出。
(4)尺寸:80mm× 80mm(长×宽);
(5)控制接口:4路TTL电平控制。
3.通风及抗干扰性设计
整机设计需要考虑电源转换模块的散热情况及电磁干扰性,该机箱采用高强度铝合金材质,将AC/DC电源模块外部金属散热层上涂导热硅胶后直接固定在机箱 内底部壳体上,外散热整机采用左右通风的散热方式,既降低了产品的重量,也保证了机箱内部的散热效果。
该自动切换系统主要在一个机箱内实现,在机箱内有一个主控模块作为主要控制电路,有三个转换开关可以自动切换调频。主板上设置了一些通信接口,包括RS485网络通信接口、RS232串行通信接口、F头无线信号接口。还有多种类型的电源接口,主要包括220V主板供电输入口、220V发射机供电输入口、主备机电源供电接口等。另外还包括主机RF信号输入接口、备机RF信号输入接口、负载输入输出接口、合路输入输出接口等。电源输入接口连接到主控模块,通过主控模块的控制电路,然后得到控制电源输出和发射机电源输出。主控模块通过控制电路给主机和备用机进行供电,通过供电接口进行连接。F头天线接收信号后,通过接口模块,把信号传送给主控模块。三路转换开关在主控模块电路的控制下实现了调频信号的双向通讯开关,网络通讯接口、串行通信接口和网口主要是用来和主控模块进行通讯,并且根据实际情况安排具体通信通道,实现双向实时通讯。根据具体主机频率和自动切换通道,三个转换开关的接口分别和3个主机RF信号输入接口、3个备机RF信号输入接口进行连接,实现主备机自动切换连接。最后把3个转化开关电路的两个输出接口分别和3个合路器、3个假负载连接,完成转换功能电路连接。以上是系统的主要设计结构,如图1所示。
2主备机自动切换系统设计
单片控制模块是系统的主要控制模块,系统有两个电源、电流开关检测模块,有两个电源、电流控制模块。另外两个模块是调频调制接收模块和音频滤波检测模块。220V的供电电源接口连接到开关电源电路,开关电源电路受单片机控制模块控制。220V的控制电源接口连接到其中一个电压电流检测回路后,电路经过电源开关控制器,然后又连接到第二个电压电流检测回路,作为并联输出。这两路输入信号,通过两路检测回路后,分别并联到主、备机供电电源接口上。这样,通过电压电流检测回路模块与单片机控制模块电路的连接,实现了双向的冗余通信。三个转换开关,控制着通信回路的自动切换。三个不同通信接口,RS485网络接口、RS232串行通信接口及网口在单片机控制电路下,实现了不同通信方式的自动切换,并且保证是双向通信方式。F头天线接收到音频信号后,传输给FM接收模块,然后FM接收模块给出两路信号,这两路并联信号经过音频模块的检波处理后,送给单片机控制回路,单片机处理模块得到要处理的通信信号。STM32F103芯片作为主要控制芯片来完成控制工作。发射机的状态信号通过网口和通信电路传送给单片机,单片机判断发射机的发射功率大小,如果小于一定的阀值,就判断为该信息为故障原因。初始默认状态是,主备机都能正常工作,信号传输正常。三路主机信号传输到调频多功能器后,传送给天线发射出去,而三路备机则连接到假负载上。如果系统一旦发生故障,则意味着发射的信号功率就会低于规定值,信号传输给交换机,通过网口把故障信息传送给控制模块,控制模块就会切断相应开关,并进行频点自动切换和故障发射主机标记。如果单片机控制模块,在发现故障信号后,备用机如果没有被标记为故障信息,则可自动切换到备用机。如果备用机有故障标记,则不进行自动切换工作,并发出警告信息,提醒故障的发生。本自动切换系统的供电是12V直流供电,由开关电源模块进行把220V的交流电转换成所需的12V直流供电。主控制模块通过控制继电器,从而实现对电源控制模块的通断电。具体的就是控制弹片的吸附和松开,分别控制主机和备机的电源供电问题。电压和电流检测模块主要是用来检测电压和电流是否达到标注需要值。当220V交流电通过电源控制模块供电后,得到的直流电压要经过电压检测模块,检测供电电压是否正常。电流检测模块主要是通过可变电阻转化电压后,检测传输到单片机控制模块的电流是否是正常的。F接收调频信号模块,在接受到信号后,传送给音频检测模块进行滤波检波。检波电路实现交流信号到直流信号的转换,最后传送给单片机控制模块,控制模块根据所得信号判断是否正常,从而控制电路自动切换和主备机自动切换。通过网络接口通信把相关信息状态回馈给本地监控服务器,实现故障信息的监控和记录工作。
3结束语
关键词:航空电源保护器;测试系统;硬件设计系统;NAEMP模拟器
中图分类号:TP273 文献标识码:A
航空电源保护器的重要作用是针对航空的供电系统开展测控和保护电路的作用。论文所涉及的电源控制保护器就是在供电系统的工作过程中一旦出现供电状态不正常时可以起到对电源系统的保护作用,这样就能在很大程度上增加飞机飞行运行的安全性。随着科学技术的发展,国家对创新力度的高度重视,航空工业的发展变革日新月异,相对于传统的检测方式已经完全不能适应现在的航空工业的发展水平,这就表现出一系列的问题:技术落后导致测量的准确度较低,测试过程中由于人为因素太多,导致多次重复操作增大误差的范围,这样就会使累积的误差值过大最终导致结果与实际数值悬殊太大。为了减少各种因素的影响,保证产品的质量就必须经过严格的测试,来确保其性能的稳定性。
1.硬件设计系统
该系统的硬件设计主要组成部分包括计算机、控制单元模块、电源模块、非航空电子模拟器以及被测设备5个部分。这里的主控机采用RS232通信并通过串口对模块中含有的电源开展处理工作,这样能够演示出在飞机上所有电源系统的各种环境和状态。控制单元模块是整个系统的内部执行工具,应该依据计算机安排的命令对电源模块进行供电控制。同时,受到检测的产品应该根据模块供电的实际情况做出反应。要求单元模块应该根据控制指令的任务来收集被测设备的有关数据,并直接传输到主控计算机上进行分析与处理。同时,在系统中增加NAEMP的模拟实验设备开展模仿飞机NAEMP的运行情况。在航空上NAEMP的作用就是用来接收有关飞机自身供电系统和电源保护的相关工作运行状态的信息。
1.1 主控计算机的介绍
主控计算机的作用是该测试系统的主要管理控制工作,它的中心装有模数转换装置和数字输出装置。数字输出装置用来输送测试系统的所有数字控制信号信息,也就是在控制指令信号的作用下完成相关测试工作。在测试的过程中,模数转换装置主要用于收集被检测设备相关指标的模拟信号并将其换算为数字信号,再经过主控计算机的相关处理,就能以函数曲线和数值的形式播放在测试页面上。
1.2 电源模块结构的介绍
测试系统主要是运用多个电源来分别模仿飞机上的电源运行系统,他们分别是:模仿115V/400Hz的发电机电源、模仿永磁机的电源、模仿线路互感器的样电源和直流线路的电源。在系统的测试过程中,计算机可以使用串口给电源模块输送指令密码,这样能够保证电源的正常工作状态也能符合控制器的检测需要。
1.3 控制单元模块的介绍
它是测试系统的主要执行单位,在其中心主要可以分为继电配电模块、专用接口线模块和传感器模块。配电模块就是依据检测的过程来控制相关的触点进行开合工作,这样就能够完成对控制器的检测任务。测试的过程中,传感器模块就会对被测的机器电压/电流开展测试数据的转换作用,之后再送入到主控机开展软件操作。同时,专用接口线模块既能实现这三者的电气接通工作,也能起到信号的相互应对的作用。
1.4 被检测的设备
要求被检测的设备主要是不同种型号的控制处理器,这种类型的处理控制器都具有对应的专用接口线,这样就能够避免因为工作上的大意导致电气连接的错误,也能避免被测设备受到影响。
2.软件设计系统
测试系统的软件部分主要是分为Visual C++的高级语言系统和汇编语言程序。而Visual C++高级编程系统主要是整个软件系统的主体结构部分,它主要是分为三大部分:设备自检部分、控制器测试部分和参数校准部分。汇编编程系统主要是指NAEMP模拟器。软件的主流程图,如图1所示。
当测试系统能够正常的运行时,要先对整体的测试功能的设备进行自我检测,这样才能真正地确保该系统的正常运行。当检查结果过关之后,应该自动选择测试的产品界面,当用户选择一个型号的产品进入测试页面以后,就要填写相关的测试结果之后再开始对产品开展检测。这时的测试结论会把相关的结果收集到相应的数据中进行处理,同时会生成处理结果在测试页面中表现出来,最后再根据处理的结果进行判断项目是否合格,如果不符合标准就应该给出相关的故障说明。这时数据也会被自动储存在相关的数据库中,用于用户后期进行分析使用。同时用户也可以检索这些数据并打印出来。
3.系统的技术重点及处理措施
3.1 参数的精度测量要求高
航空产品与普通的民用产品的工作频率是不同的,航空的交流电源的频率相对于民用要高8倍。同时,根据控制保护器的测试规范来看,频率的参数误差要控制在1%之内。测试系统一般用的多功能数据都是采集卡对电压参数的数据获取的频率值。
3.2 定时器的要求
供电系统应该具有特殊的4种状态,这种测试系统应该测试航空电源的保护器在这4种状态下进行控制。控制保护器延时动作的保护时间应该控制在100ms之内,同时根据测试的要求来看,动作时间的误差也不能超过百分之一。使用VC++所反映的多媒体定时装置是没有满足标准之内的,它的精度只能在1ms。通过相关的研究能够表明,在计算机系统内,涵盖高精度运行的计数能够获得高精度定r时间,它的精准程度与CPU的频率有很大的关系。所以在软件应用中,为了能够使用高性能的计数器来获取高精度的数值,我们常常使用高频率的CPU。
结语
通过以上的研究分析,对测试系统的硬件设计内容上充分考虑到了测量过程的安全稳定性能,也考虑了实用方面的性能;在软件设计方面也充分挖掘了Visual C++的优势,同时也设计了可视化的操作平台,这样工作开展起来可以简化操作,也完全实现了数据处理的方法。这种系统方法的使用经过反复的实验,其可靠性已经得到证实,各项指标符合相关技术国家标准,使航空电源的产品质量能够得到提高,也为航空产业其他产品的测试提供了一个更好的方法。
参考文献
关键词:可控硅;触发;电源
晶闸管(俗称可控硅)是一种大功率的可控整流元件。可控硅整流与普通二极管整流的最大区别是:经可控硅整流后,输出直流电压的平均值的大小是可以控制的,即可控整流。可控硅的应用电路有:桥式半控整流电路、交流调压电路、斩波调速电路、有源逆电电路等等。可控硅的类型有:快速型、单向型、双向型、关断型和逆导型等。各种具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制灵敏等优点。可控硅被广泛应用于可控整流、逆变、斩波、调压及无触点开关等大功率的电能转换和自动控制领域。特别是在直流调速系统中,广州昊天化学(集团)有限公司机修分厂购进的10吨自调查式焊接滚轮架可控硅直流调速装置就是应用了这种技术,采用了可控硅直流调速系统。我在广州昊天化学(集团)有限公司工作期间,维修过这台设备。本文针对这台设备的检修,谈谈检修过程和心得体会。
故障现象:根据设备使用者――焊工反映,在使用过程中,忽然闻到烧焦味,励磁电机停转,遥控、近控均失效,控制柜的控制面板上各个控制按钮都不起作用,只是电源指示灯亮。焊工断开电源刀闸,待修。
检查过程和检查结果:断开控制柜的电源开关,打开控制柜的柜门,在现场用观察法初步检查控制主板,只见供给主板运算放大器的电源变压器TC2已烧焦,为了作进一步的检查和检测,解除控制主板的外连接线,连同控制主板的散热器一齐拆下,带回检测和维修。
回到检修工作室,马上用螺丝刀解开两个晶闸管模块的安装螺栓,卸下控制主板,拆除两个晶闸管模块的共用散热器,拆下运算放大器的电源变压器,委托广州昊天化学(集团)有限公司动力分厂的电机维修组重绕;用万用表×100欧姆档,检查二极管模块,正向电阻为几百欧姆,反向电阻接近∞,正反向电阻值均正常。用电池灯触发法,检查两只可控硅模块,按照下图接线。
连接好后,合上开关SA,小灯珠亮,断开开关SA,小灯珠仍然亮着,说明这只可控硅没问题,是好的;换接另一只,连接好后,合上开关SA,小灯珠不亮,说明此只可控硅已烧坏。再检查触发电路,发现V46(型号是3DG12B钢盔头型晶体管)和R39(色环为:棕、黑、棕、金,电阻值是100Ω)均已烧坏。
故障分析和检修过程:为了先排除控制主板以外的故障,解开连接电机的电缆,电缆两端均无任何连接后,用型号为ZC-500的500伏摇表,测量电缆各根线的绝缘和是否开路,检测结果是各根线芯间的绝缘均为∞,各根线芯均无开路;接着用4只型号为ZP200-16的大功率硅二极管,用铜板连接,组成桥式整流电路检查励磁电机,经通电试验,电机运行正常。
这样,故障的检查和检测就主要集中在控制主板上了。
用万用表再详细检测控制主板上各个元件,已证实无其他元件损坏。更换各个已检测损坏的元件:(1)V46改用塑封型8015管子代替;(2)R39换上一只等功率的100Ω电阻;(3)更换可控硅模块;(4)运算放大器电源变压器已绕制好,安装到主板上,并焊接好。
装好控制主板,按照使用说明书接好各连接线后,合上刀闸QS和负荷开关QF,按下启动按钮SB,控制面板上的电压表无指示,调节控制面板上的电位器W,电机无任何反应;观察控制主板,只见控制主板上发光二极管V28和V29都已发亮,主回路的保险丝已烧断;V28亮则说明保护回路已过流动作,而V29亮则是励磁回路未能起作用,电机不能启动运行。断开电源,又连同散热器拆下控制主板,带回办公室做再次检测。
又用电池灯触发法检测可控硅模块,同样的结果:烧坏了一只,再检测其他元件,全部完好无损。是什么原因造成主回路的可控硅又烧坏一只呢?
作进一步的分析:由于无法购买到新的可控硅模块,只好购买回二手的可控硅模块。为了先排除可控硅模块本身是否存在问题,自行设计了一个试验可控硅模块的耐压电路,对可控硅模块进行工频耐压试验,用升压变压器慢慢将电压升高,升高到800V时,电路中无任何不良反应――击穿或闪烁。说明可控硅模块耐压正常,无质量问题。
试验可控硅模块耐压电路如下图所示。
可控硅模块耐压试验电路
排除了可控硅模块不存在缺陷后,查看电气原理图。根据该设备电气原理图可知,该项装置的主回路采用了两个模块:模块一,是两只二极管VD1和VD2组成的模块;模块二,是两只可控硅VK1和VK2组成的模块。此两个模块构成单相桥式半控整流电路,采用了压敏电阻RV1和阻容电路(R26和C28组成)作为保护电路,由C29和R27构成滤波电路,由V1和V2两点采样形成电压负反馈,外连接就是直流电机了。
在主电路中已经没有任何元件可能会造成可控硅模块损坏,那么只有可能是可控硅模块触发电源的电路造成。将重点放在触发电源电路展开各个元器件进行详细检测,用万用表在触发电源电路板上逐个元器件地毯式检测,结果表明没有其他元器件存在隐患。但确定故障就在触发电源电路中,也许是某个元器件存在着隐性故障。首先是从大元器件开始排查,触发电源变压器TC1,为了断开与电路中其他元器件的连接,将触发电源变压器TC1从触发电源电路板中拆下,用指针式万用表电阻测量各绕组,均有一定的阻值,不存在短路,但不能稳定在一定的数值上,说明触发电源变压器TC1的本身内部存在隐性缺陷。也许是初次级绕组间的绝缘不足,也许是绕组的匝间绝缘不好。改用摇表检测绝缘,用ZC-500型500V摇表检测绕组间的绝缘电阻,一组的绝缘电阻值是∞,另一组的绝缘电阻值几乎是0。从这一检测结果表明,可以断定隐性故障就是触发电源变压器TC1所致。再根据广州昊天化学(集团)有限公司机修分厂使用环境的情况分析,可能是由于使用场所的环境潮湿,保养不善,使触发电源变压器受潮造成。
故障点已找到,如何去解决故障?解决方法提出了三个方案:(1)修复原来的触发电源变压器TC1;(2)重新制作一只与原来一样的触发电源变压器;(3)购买一只与原来一样的触发电源变压器。
方案分析:由于触发电源变压器购买非常困难,因为要找到电压值相同、功率相同以及阻抗也相同的触发电源变压器是不可能的,要么订制,但时间跨度比较长,因此排除方案(3);自己制作触发电源变压器,由于公司的制作条件的制约,制作触发电源变压器的工艺难度较大,无法自己制作,故也排除方案(2);决定尝试修复原来的触发电源变压器,若无法修复的话,再采用方案(3),订制触发电源变压器。
修复过程:将触发电源变压器TC1置于广州昊天化学(集团)有限公司动力分厂电机维修组的蒸汽烘房内,过了24小时左右,取出,立即又将触发电源变压器TC1浸没于绝缘油漆中4~5小时,取出又置回蒸汽烘房内,直至烘干绝缘油漆。烘干后,取回再用相同的摇表测量各组间的绝缘电阻,检测结果是:各绕组间的绝缘电阻均为∞,用万用表电阻档测量各绕组的电阻,电阻值也稳定在一定的数值上。修复的效果显著,达到预期的目的。
装上触发电源变压器TC1,换上好的可控硅模块,用灯泡代替电机,接在AM、BM接线柱上,在4、5、6接线孔按上100 kΩ电位器W,模拟试验。接通电源,调节电位器W,灯泡毫无反应,说明电路还未能正常工作;用示波器检测g1T和g2触发脉冲输出点,都没有脉冲输出;再检测前一级,测量R36左端,没有轮子波形;再检测前一级,测量R24左端,也没有输出波形,说明运算放大器未正常工作,运算放大器全部是换了新的,确认没有损坏,那么影响运算放大器不能工作的只有可能是电源问题了。
运算放大器的型号是LM348N,塑封型双列共十六脚,正、负12V双电源供电。用数字万用表测量P12的电压,电压值是+16.8V;用数字万用表测量N12的电压,电压值是-13.7V,两端的电压值的绝对值相差竟高达3.1V。用数字万用表测量交流侧m对中性点的电压,电压值是13.6V;用数字万用表测量交流侧n对中性点的电压,电压值是11.7V。经比较,原来在交流侧已不平衡,并造成直流侧的电压相差较大。此变压器是委托电机维修绕制,由于疏忽,未做次级电压检测就安装到主板上,从而发现了新问题。
既然又检测出运算放大器工作双电源不平衡,那么有什么方法改进呢?改进方案:采用稳压电源。
根据电气原理电路图可知,P12输出端是由C30与R68组成滤波电路,由V41稳压输出。同样,N12输出端是由C22与R69组成滤波电路,由V42稳压输出。电容C22、C30均采用了25V-220μF的电解电容,电阻R68、R69均为100Ω。为改善输出电源的平衡,进行稳压电源改进。拆除电阻R68、R69和V41、V42改用三端集成稳压电路带散热片的集成块LM7812、LM7912,V41、V42改为25V-1000μF的电解电容。
改装完毕后,通电测试,P12输出的电压值是+12V,N12输出的电压值是-11.9V,基本上趋于平衡,并得到可靠的稳压电源输出。改装后电路如下图所示。
未改装前的电路图如下。
改装检测完毕,又用灯泡模拟通电试验,慢慢调节电位器W,模拟负载――灯泡由暗变亮,反调时,又由亮变暗,说明控制主板已经能正常工作,故障排除,大功告成。
模拟试验结束后,将控制主板带到现场,接好外部连接线和励磁电机,通电试验,慢慢调节控制面板上的电位器W,电机启动,并随电位器的调节控制了转速,滚轮架开始工作,试通电结束,检修成功。交付机修分厂的使用者。
检修体会:通过这次对可控硅控制系统的全面维修,充分认识和熟悉可控硅控制系统的电路组成,掌握了在可控硅控制区系统中可能引起故障的多种原因,特别是各种软性故障,深深体会到软性故障的隐蔽性。为以后的检修工作积累和总结了宝贵的检修经验:当有关可控硅控制的控制系统发生故障时,应当重点检测和检查触发电路部分。另外,检测和检查运算放大器的信号和电源部分,特别是要注意有可能存在软性故障的元器件。当我讲授到维修电工的可控硅知识点时,作为案例讲解给学生,收到较好的教学效果。
但是,如今的电气控制技术发展神速,同时又不断从国外引进新技术和新设备以及电子技术的不断创新立异,新产品层出不穷、日新月异。在新世纪、新知识爆炸时期,从事电气教育工作的教师,应牢固掌握本专业的科技知识以外,还应拓宽知识面,不断地学习和掌握各个相关专业的有关知识,譬如,从前年开始,我就深入对数控知识和数控设备的检修进行学习。这样,才能适应新时期的发展,才能适应新技术、新设备、新知识的教学工作,在电气教学工作中发挥更大的作用。
在撰写本论文的过程中,受到论文指导教师的悉心指导,查阅检修过程的相关数据和资料,得到广州昊天化学(集团)有限公司老同事的热心帮助及支持。对帮助和指导我的同事和朋友,谨此表示衷心的感谢。
参考文献:
[1]董传岳.电工与电子基础.机械工业出版社,2005-07.
[2]劳动部培训司.工厂电气控制技术.中央广播电视大学出版社,2005-01.