第一篇：空壓機工作原理分析及噪聲控制方法
空壓機工作原理分析及噪聲控制方法
空氣壓縮機是氣源裝置中的主體，它是將原動機（通常是電動機）的機械能轉換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發生裝置。
空氣壓縮機是許多工業企業的生產輔助設施,在生產中發揮著重要作用。但空氣壓縮機是一種強噪聲設備,運轉時產生的強烈噪聲惡化了工作條件和生活環境,不僅導致人們的工作和生活質量下降，而且容易引發安全事故和人際關系矛盾。作為聲學治理、隔音降噪方面的專業企業，青島新豪建材有限公司對此知之甚多，呼吁引起企業的高度重視和認真對待。
空壓機是一個多聲源發聲體，其噪聲主要為進氣噪聲、排氣噪聲、機械噪聲及電磁噪聲。
進氣噪聲：進氣口間歇吸入空氣，產生壓力脈動而傳送到空氣中形成的空氣動力噪聲。隨著空壓機氣缸進氣閥門的間斷開啟，氣流在間斷吸入氣缸的時候，在進氣口附近產生壓力波動，以聲波的形式從進氣口輻射出來，從而產生進氣噪聲。
排氣噪聲：氣體從氣缸閥門間斷排出時，氣流產生擾動所形成的噪聲。空壓機產生的高壓氣體通過管路進入儲氣罐，隨著排氣量的變化而產生壓力脈動，使管路產生振動，儲氣罐產生巨大聲響而形成噪聲；壓縮氣體通過閥的小孔時，以聲速噴射，沖擊閥門出口處或閥門接管出口處，形成閥門噪聲。閥門噪聲的大小與閥門的形狀、尺寸及壓縮空氣壓力和流量有關；空壓機放空時，由于壓縮空氣壓力突變，體積急劇膨脹并以很高的流速進入大氣，從而在管道的出口處產生強烈的渦流噪聲。這種噪聲雖然是間斷性出現，但由于其頻率和聲級都比較高，而且排氣口往往都在室外，所以對周圍的環境影響很大。
機械噪聲主要由摩擦、磨損以及機構間的力傳遞不均勻產生。空壓機運行時很多部件快速旋轉和往復運動，產生摩擦、沖擊，引起機件振動而產生噪聲，主要有：活塞往復運動與氣缸壁摩擦，使氣缸壁以固有頻率強烈振動；曲桿、連桿和“十字頭”等部件在運動時發生摩擦撞擊；轉子及其裝配件的不平衡、轉子嚙合、轉子轉速波動引起的沖擊噪聲；開啟式螺桿壓縮機的電動機與聯軸器不對中引起的振動與噪聲；軸承振動與噪聲；機體外部包括機殼、支承結構、底座的振動與噪聲；油分離器、蒸發器、冷卻系統的振動與噪聲；還包括電動機運轉時軸承的噪聲；轉子不平衡引起的機殼振動發出的噪聲；在滑動軸承中會產生滑動粘滯作用，其會激勵壓縮機的其他部件產生高頻振動。
電磁噪聲由驅動電動機的磁場脈動引起的噪聲。空壓機驅動機為同步電動機，電動機運轉時，定子和轉子之間基波磁通和高次諧波磁通沿徑向進入氣隙，在定子和轉子上產生徑向力，由此而引起徑向的振動和噪聲。此外，產生的切向力矩和軸向力也引起切向和軸向的振動噪聲。電動機的冷卻風扇還會引起氣流噪聲。
雖然進氣口噪聲和排氣噪聲都是一種寬頻帶連續譜，但進氣口噪聲呈現低頻特性，噪聲在90-120dB（A）之間。而排氣噪聲則呈現中高頻特性，噪聲頻率較復雜，噪聲在80-110dB（A）之間。機械性噪聲具有隨機性質，頻譜窄，頻率相對固定，呈現低頻特性。機械性噪聲一般在90-110 dB（A）左右。而電磁噪聲的特點是頻帶寬，聲級比較穩定。由此可以看出，空壓機的噪聲頻率具有分布較寬,從低頻到中高頻全覆蓋的特點。
空壓機的噪聲控制有吸聲、隔聲和消聲三種方法及措施。吸聲是指聲波入射到物體表面時，部分聲能被物體吸收轉化為其他形式的能量而降低噪聲。隔聲是將噪聲源封閉起來，把噪聲控制在一個小的空間內，阻隔聲音的傳播。消聲是將多孔材料按一定方式固定在氣流通道內壁中，以達到削弱空氣動力性噪聲的目的。而在實際工作中，可以根據噪聲源的類型和實際情況采取一種或幾種措施進行控制。
通常，控制空壓機的進排氣噪聲，采取安裝消聲器的方法。空壓機的機體噪聲、電動機噪聲，則考慮采用隔聲加吸聲的控制技術，即給空壓機加裝隔聲罩或制作隔聲間，以阻止噪聲的傳播。而在空壓機的噪聲控制中，管道通常存在振動和輻射噪聲兩個問題需要解決，因此需要用隔音減振材料包裹管路，以有效降低振動和輻射噪聲。
第二篇：電磁爐的工作原理及維修方法
電磁爐的工作原理及維修方法
電磁爐的工作原理及維修方法 1 電磁爐的加熱原理:電磁爐是采用磁場感應渦流原理，它利用高頻的電流通過環形線圈，從而產生無數封閉磁場力，當磁場那磁力線通過導磁(如:鐵質鍋)的底部，既會產生無數小渦流(一種交變電流，家用電磁爐使用的是15－30KHZ的高頻電流)，使鍋體本生自行高速發熱，然后再加熱鍋內食物。對于電磁爐的發熱原理我們可以這樣簡單的理解：
鍋和電磁爐內部發熱線圈盤組成一個高頻變壓器，內部線圈是變壓器初級，次級是鍋。當內部初級發熱線圈盤有交變電壓輸出后，必然在次級鍋體上產生感應電流，感應電流通過鍋體自身的電阻發熱（所以鍋本身也是負載），產生熱量。假如：當內部初級發熱盤有交變電壓輸出，若次級及負載（鍋）不存在，則輸出功率將非常低。當然在實際電路中，我們必須要很快的檢測到此功率的變化，并將輸出到發熱線圈盤的交變電流關斷。
由于非導磁性材料不能有效匯聚磁力線，幾乎不能形成渦流（就像一個普通變壓器如果沒有硅鋼片鐵心，而只有兩個繞組是不能有效傳送能量的），所以基本上不加熱；另外，導電能力特別差的磁性材料由于其電阻率太高，產生的渦流電流也很小，也不能很好產生熱量。所以：電磁爐使用的鍋體材料是導電性能相對較好，鐵磁性材料的金屬或者合金以及它們的復合體。一般采用的鍋有：鑄鐵鍋，生鐵鍋，不銹鐵鍋。純不銹鐵鍋材料由于其導磁性能非常低，所以在電磁爐上并不能正常工作。
電磁爐是采用磁場感應渦流加熱原理，它利用電流通過線圈產生磁場，當磁場內之磁力通過含鐵質鍋底部時，即會產生無數之小渦流，使鍋體本身自行高速發熱，然后再加熱于鍋內食物。電磁爐工作時產生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質鍋所吸收，不會泄漏，對人體健康絕對無危害。
適用的鍋類容器
1、鐵系（琺瑯、鑄鍋、不銹鐵）鍋，不銹鋼鍋．注:復合底鍋必須是電磁爐專用。
2、底部直徑12CM以下，根據不同的功能使用，如煎炒烤炸類要離空1CM為最佳蒸煮 類平底為最佳。不適用的鍋類容器：
1、鋁、銅為材料之容器、鍋。
2、容器底部直徑不超過12CM者。
3、容器底部凸凹高度大于2CM者。
4、不銹鋼雙層復合底鍋（非電磁爐專用）。如何安全使用電磁爐
一、使用之前注意：
1、應使用質量好的插座，插座接觸不良會導致燒機或電磁爐無法正常工作。
2、在插頭電線損壞電線或電源插頭未牢固地插入插座時，切勿使用電磁爐。
3、切勿彎曲、捆扎電線或對其施力過度，這會引起損壞。
4、切勿使任何障礙物附在本機插頭或電源插座上。
5、切勿將插頭插入己插有幾個其它電器裝置的插座，電流不得超出插座的極限(本裝置的使用電流約為10A)。
6、切勿在可能受潮或靠近火焰的地方使用電磁爐。
7、電磁爐在放置了一段時間后，若重新使用電磁爐，請先通電10分鐘，使電磁爐內部電子元件穩定后，再開機進行功能操作。
二、使用時注意：
1、切勿放置在不平穩的平面上。
2、切勿阻塞吸氣口或排氣口、避免爐內超溫。
3、切勿在兒童可觸及電磁爐、或兒童能自行使用的地方使用電磁爐。
4、切勿對空鍋加熱或加熱過度。
5、切勿將諸如刀、叉、勺子、鍋蓋與鋁箔等金屬物品放置在頂板上，因為它們會受熱。
6、切勿在盛放鍋具的狀態下搬運電磁爐。
7、切勿在四周空間不足的地方使用電磁爐、應使電磁爐的前部與左右兩側保持干凈。
8、切勿使用金屬絲和異物進入吸氣或排氣口的縫隙內。
9、切勿使物品跌落在頂板上。如表面出現裂紋，應立即關掉電源，拔出插頭并送往修理。
三、使用之后注意：
1、炒菜鍋在使用后不要置于爐面上，避免下次使用時難以啟動。
2、烹調結束，鍋具產生的高溫熱量會傳導至電磁爐頂板，切勿立即觸摸該頂板。
3、切勿用拉扯電線的方法拔出插頭。
4、在確認不用電磁爐時，切勿使電源線續處于接通狀態。電磁爐的保養 A 電源要求
（1）使用電磁爐必須使用各項技術指標符合標準帶地線的三孔插座（最好選用有CCC標志的產品），絕對不可自行換用沒有地線的兩孔插座，因為兩孔插座插頭插上后易松動、不牢固且不符和國家標準，這樣易產生瞬時打火，電流增大，較危險。（2）插座不要位于電磁爐的正上方，防止熱量上升燒燙電源。
（3）若有易使電流發生驟變且較為頻繁的電器，如電焊機、沖擊鉆、電錘等或其它高功率用電器，如冰箱、洗衣機、熱水器等與電磁爐同時使用，則較易損壞電磁爐，應引起注意，最好使用帶有過流保護裝置的插線板或選用穩定電源。最好不同時使用或盡量不在電磁爐工作的同時開關其它用電器，以免損壞電磁爐。
B 電磁爐的散熱
電磁爐工作時機體內部存有一定的溫度，為使電磁爐發揮更好的作用，并正常工作，延長其使用壽命，這部分熱量要及時的排放出去，所以盡量使電磁爐放置的位置有利于空氣流通及散熱。C 電磁爐的清洗
1，擦洗前請先拔掉電源線。
2，面板臟時或油污導致變色時，請用去污粉，牙膏或汽車車蠟擦磨，再用毛巾擦干凈。機體和控制面板臟時以柔軟的濕抹布擦拭，不易擦拭的油污，可用中性洗潔劑擦拭后，再用柔軟的濕抹布擦拭至不留殘渣。
3，且勿直接用水沖洗或浸入水中刷洗。
4，經常保持機體的清潔，以免蟑螂，昆蟲等進入爐內，影響機體失靈。
5，吸氣/排氣罩可拆卸用水直接清洗或用棉花棒將灰塵除去，也可用牙刷加少許清潔劑清除。D 出現意外情況
如果使用電磁爐的過程中發現不正常停機或報警等異常情況，一定要馬上停止使用，及時與廠家維修部進行聯系和咨詢，如確定有問題，請專業維修人員進行處理，千萬不可自行拆卸。E 電磁爐的收藏
在長時間不需使用電磁爐時，首先要擦洗干凈、晾干機體后收藏起來，不要放在潮濕環境中保存，要放于干燥處且包裝內盡量放一些干燥劑和蟑螂藥，避免擠壓，以備再用。
一、簡介：電磁加熱原理(見上圖)
1.1 電磁灶是一種利用電磁感應原理將電能轉換為熱能的廚房電器。在電磁灶內部，由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經過控制電路將直流電壓轉換成頻率為20-40KHz的高頻電壓，高速變化的電流流過線圈會產生高速變化的磁場，當磁場內的磁力線通過金屬器皿(導磁又導電材料)底部金屬體內產生無數的小渦流，使器皿本身自行高速發熱，然后再加熱器皿內的東西。
1.2 一般的電磁爐,介面有LED發光二極管顯示模式、LED數碼顯示模式、LCD液晶顯示模式、VFD瑩光顯示模式機種。操作功能有加熱火力調節、自動恒溫設定、定時關機、預約開/關機、預置操作模式、自動泡茶、自動煮飯、自動煲粥、自動煲湯及煎、炸、烤、火鍋等料理功能機種。額定加熱功率有700~3000W的不同機種,功率調節范圍為額定功率的85%,并且在全電壓范圍內功率自動恒定。200~240V機種電壓使用范圍為160~260V, 100~120V機種電壓使用范圍為90~135V。全系列機種均適用于50、60Hz的電壓頻率。使用環境溫度為-23℃~45℃。電控功能有鍋具超溫保護、鍋具干燒保護、鍋具傳感器開/短路保護、2小時不按鍵(忘記關機)保護、IGBT溫度限制、IGBT溫度過高保護、低溫環境工作模式、IGBT測溫傳感器開/短路保護、高低電壓保護、浪涌電壓保護、VCE 抑制、VCE過高保護、過零檢測、小物檢測、鍋具材質檢測。雖然機種較多,且功能復雜,但不同的機種其主控電路原理一樣,區別只是零件參數的差異及CPU程序不同而己。電路的各項測控主要由一塊8位4K內存的單片機組成,外圍線路簡單且零件極少,并設有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據故障報警指示,對應檢修相關單元電路,大部分均可輕易解決。
二、原理分析
LM339內置四個翻轉電壓為6mV的電壓比較器,當電壓比較器輸入端電壓正向時(+輸入端電壓高于-入輸端電壓), 置于LM339內部控制輸出端的三極管截止, 此時輸出端相當于開路;當電壓比較器輸入端電壓反向時(-輸入端電壓高于+輸入端電壓), 置于LM339內部控制輸出端的三極管導通, 將比較器外部接入輸出端的電壓拉低,此時輸出端為0V。2.1.2 IGBT
絕緣柵雙極晶體管(Iusulated Gate Bipolar Transistor)簡稱IGBT,是一種集BJT的大電流密度和MOSFET等電壓激勵場控型器件優點于一體的高壓、高速大功率器件。目前有用不同材料及工藝制作的IGBT, 但它們均可被看作是一個MOSFET輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復合結構。IGBT有三個電極(見上圖), 分別稱為柵極G(也叫控制極或門極)、集電極C(亦稱漏極)及發射極E(也稱源極)。
從IGBT的下述特點中可看出, 它克服了功率MOSFET的一個致命缺陷, 就是于高壓大電流工作時, 導通電阻大, 器件發熱嚴重, 輸出效率下降。IGBT的特點: 1.電流密度大, 是MOSFET的數十倍。
2.輸入阻抗高, 柵驅動功率極小, 驅動電路簡單。
3.低導通電阻。在給定芯片尺寸和BVceo下, 其導通電阻Rce(on)不大于MOSFET的Rds(on)的10%。4.擊穿電壓高, 安全工作區大, 在瞬態功率較高時不會受損壞。5.開關速度快, 關斷時間短,耐壓1kV~1.8kV的約1.2us、600V級的約0.2us, 約為GTR的10%,接近于功率MOSFET, 開關頻率直達100KHz, 開關損耗僅為GTR的30%。
IGBT將場控型器件的優點與GTR的大電流低導通電阻特性集于一體, 是極佳的高速高壓半導體功率器件。目前因應不同機種采了不同規格的IGBT,它們的參數如下:(1)SGW25N120----西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用SKW25N120。
(2)SKW25N120----西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時46A,100℃時25A,內部帶阻尼二極管,該IGBT可代用SGW25N120,代用時將原配套SGW25N120的D11快速恢復二極管拆除不裝。
(3)GT40Q321----東芝公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時42A,100℃時23A, 內部帶阻尼二極管, 該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120, 代用SGW25N120時請將原配套該IGBT的D11快速恢復二極管拆除不裝。
(4)GT40T101----東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A,內部不帶阻尼二極管,所以應用時須配套15A/1500V以上的快速恢復二極管(D11)使用,該IGBT配套6A/1200V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321, 配套15A/1500V以上的快速恢復二極管(D11)后可代用GT40T301。(5)GT40T301----東芝公司出品,耐壓1500V,電流容量25℃時80A,100℃時40A, 內部帶阻尼二極管, 該IGBT可代用SGW25N120、SKW25N120、GT40Q321、GT40T101, 代用SGW25N120和GT40T101時請將原配套該IGBT的D11快速恢復二極管拆除不裝。
(6)GT60M303----東芝公司出品,耐壓900V,電流容量25℃時120A,100℃時60A, 內部帶阻尼二極管。電磁爐的工作原理及維修方法 3 2.2 電路方框圖
2.3 主回路原理分析
時間t1~t2時當開關脈沖加至Q1的G極時,Q1飽和導通,電流i1從電源流過L1,由于線圈感抗不允許電流突變.所以在t1~t2時間i1隨線性上升,在t2時脈沖結束,Q1截止,同樣由于感抗作用,i1不能立即變0,于是向C3充電,產生充電電流i2,在t3時間,C3電荷充滿,電流變0,這時L1的磁場能量全部轉為C3的電場能量,在電容兩端出現左負右正,幅度達到峰值電壓,在Q1的CE極間出現的電壓實際為逆程脈沖峰壓+電源電壓,在t3~t4時間,C3通過L1放電完畢,i3達到最大值,電容兩端電壓消失,這時電容中的電能又全部轉為L1中的磁能,因感抗作用,i3不能立即變0,于是L1兩端電動勢反向,即L1兩端電位左正右負,由于阻尼管D11的存在,C3不能繼續反向充電,而是經過C2、D11回流,形成電流i4,在t4時間,第二個脈沖開始到來,但這時Q1的UE為正,UC為負,處于反偏狀態,所以Q1不能導通,待i4減小到0,L1中的磁能放完,即到t5時Q1才開始第二次導通,產生i5以后又重復i1~i4過程,因此在L1上就產生了和開關脈沖f(20KHz~30KHz)相同的交流電流。t4~t5的i4是阻尼管D11的導通電流，在高頻電流一個電流周期里,t2~t3的i2是線盤磁能對電容C3的充電電流,t3~t4的i3是逆程脈沖峰壓通過L1放電的電流,t4~t5的i4是L1兩端電動勢反向時, 因D11的存在令C3不能繼續反向充電, 而經過C2、D11回流所形成的阻尼電流,Q1的導通電流實際上是i1。
Q1的VCE電壓變化:在靜態時,UC為輸入電源經過整流后的直流電源,t1~t2,Q1飽和導通,UC接近地電位,t4~t5,阻尼管D11導通,UC為負壓(電壓為阻尼二極管的順向壓降),t2~t4,也就是LC自由振蕩的半個周期,UC上出現峰值電壓,在t3時UC達到最大值。
以上分析證實兩個問題:一是在高頻電流的一個周期里,只有i1是電源供給L的能量,所以i1的大小就決定加熱功率的大小,同時脈沖寬度越大,t1~t2的時間就越長,i1就越大,反之亦然,所以要調節加熱功率,只需要調節脈沖的寬度;二是LC自由振蕩的半周期時間是出現峰值電壓的時間,亦是Q1的截止時間,也是開關脈沖沒有到達的時間,這個時間關系是不能錯位的,如峰值脈沖還沒有消失,而開關脈沖己提前到來,就會出現很大的導通電流使Q1燒壞,因此必須使開關脈沖的前沿與峰值脈沖后沿相同步。2.4 振蕩電路
(1)當G點有Vi輸入時、V7 OFF時(V7=0V), V5等于D12與D13的順向壓降, 而當V6(2)當V6>V5時,V7轉態為OFF,V5亦降至D12與D13的順向壓降, 而V6則由C5經R54、D29放電。(3)V6放電至小于V5時, 又重復(1)形成振蕩。
“G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小”。
2.5 IGBT激勵電路
振蕩電路輸出幅度約4.1V的脈沖信號,此電壓不能直接控制IGBT(Q1)的飽和導通及截止,所以必須通過激勵電路將信號放大才行,該電路工作過程如下:(1)V8 OFF時(V8=0V),V8
電磁爐的工作原理及維修方法 4 2.6 PWM脈寬調控電路 CPU輸出PWM脈沖到由R6、C33、R16組成的積分電路, PWM脈沖寬度越寬,C33的電壓越高,C20的電壓也跟著升高,送到振蕩電路(G點)的控制電壓隨著C20的升高而升高, 而G點輸入的電壓越高, V7處于ON的時間越長, 電磁爐的加熱功率越大,反之越小。
“CPU通過控制PWM脈沖的寬與窄, 控制送至振蕩電路G的加熱功率控制電壓，控制了IGBT導通時間的長短,結果控制了加熱功率的大小”。
2.7 同步電路 R78、R51分壓產生V3,R74+R75、R52分壓產生V4, 在高頻電流的一個周期里,在t2~t4時間(圖1),由于C3兩端電壓為左負右正,所以V3V5,V7 OFF(V7=0V),振蕩沒有輸出,也就沒有開關脈沖加至Q1的G極,保證了Q1在t2~t4時間不會導通, 在t4~t6時間,C3電容兩端電壓消失, V3>V4, V5上升,振蕩有輸出,有開關脈沖加至Q1的G極。以上動作過程,保證了加到Q1 G極上的開關脈沖前沿與Q1上產生的VCE脈沖后沿相同步。
2.8 加熱開關控制(1)當不加熱時,CPU 19腳輸出低電平(同時13腳也停止PWM輸出), D18導通,將V8拉低,另V9>V8,使IGBT激勵電路停止輸出,IGBT截止,則加熱停止。
(2)開始加熱時, CPU 19腳輸出高電平,D18截止,同時13腳開始間隔輸出PWM試探信號,同時CPU通過分析電流檢測電路和VAC檢測電路反饋的電壓信息、VCE檢測電路反饋的電壓波形變化情況,判斷是否己放入適合的鍋具,如果判斷己放入適合的鍋具,CPU13腳轉為輸出正常的PWM信號,電磁爐進入正常加熱狀態,如果電流檢測電路、VAC及VCE電路反饋的信息,不符合條件,CPU會判定為所放入的鍋具不符或無鍋,則繼續輸出PWM試探信號,同時發出指示無鍋的報知信息(祥見故障代碼表),如1分鐘內仍不符合條件,則關機。
2.9 VAC檢測電路
AC220V由D1、D2整流的脈動直流電壓通過R79、R55分壓、C32平滑后的直流電壓送入CPU,根據監測該電壓的變化,CPU會自動作出各種動作指令:(1)判別輸入的電源電壓是否在充許范圍內,否則停止加熱,并報知信息(祥見故障代碼表)。
(2)配合電流檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。(3)配合電流檢測電路反饋的信息及方波電路監測的電源頻率信息,調控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩定。“電源輸入標準220V±1V電壓,不接線盤(L1)測試CPU第7腳電壓,標準為1.95V±0.06V”。電磁爐的工作原理及維修方法 5 2.10 電流檢測電路
電流互感器CT二次測得的AC電壓,經D20~D23組成的橋式整流電路整流、C31平滑,所獲得的直流電壓送至CPU,該電壓越高,表示電源輸入的電流越大, CPU根據監測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:(1)配合VAC檢測電路、VCE電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。(2)配合VAC檢測電路反饋的信息及方波電路監測的電源頻率信息,調控PWM的脈寬,令輸出功率保持穩定。
2.11 VCE檢測電路
將IGBT(Q1)集電極上的脈沖電壓通過R76+R77、R53分壓送至Q6基極,在發射極上獲得其取樣電壓,此反影了Q1 VCE電壓變化的信息送入CPU, CPU根據監測該電壓的變化,自動作出各種動作指令:(1)配合VAC檢測電路、電流檢測電路反饋的信息,判別是否己放入適合的鍋具,作出相應的動作指令(祥見加熱開關控制及試探過程一節)。
(2)根據VCE取樣電壓值,自動調整PWM脈寬,抑制VCE脈沖幅度不高于1100V(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT抑制值為1300V)。(3)當測得其它原因導至VCE脈沖高于1150V時(此值適用于耐壓1200V的IGBT,耐壓1500V的IGBT此值為1400V),CPU立即發出停止加熱指令(祥見故障代碼表)。
2.12 浪涌電壓監測電路
電源電壓正常時,V14>V15,V16 ON(V16約4.7V),D17截止,振蕩電路可以輸出振蕩脈沖信號,當電源突然有浪涌電壓輸入時,此電壓通過C4耦合,再經過R72、R57分壓取樣,該取樣電壓通過D28另V15升高,結果V15>V14另 IC2C比較器翻轉,V16 OFF(V16=0V),D17瞬間導通,將振蕩電路輸出的振蕩脈沖電壓V7拉低,電磁爐暫停加熱,同時,CPU監測到V16 OFF信息,立即發出暫止加熱指令,待浪涌電壓過后、V16由OFF轉為ON時,CPU再重新發出加熱指令。
2.13 過零檢測
當正弦波電源電壓處于上下半周時, 由D1、D2和整流橋DB內部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成的橋式整流電路產生的脈動直流電壓通過R73、R14分壓的電壓維持Q11導通,Q11集電極電壓變0, 當正弦波電源電壓處于過零點時,Q11因基極電壓消失而截止,集電極電壓隨即升高,在集電極則形成了與電源過零點相同步的方波信號,CPU通過監測該信號的變化,作出相應的動作指令。見圖dcl-12-13 2.14 鍋底溫度監測電路
加熱鍋具底部的溫度透過微晶玻璃板傳至緊貼玻璃板底的負溫度系數熱敏電阻,該電阻阻值的變化間接反影了加熱鍋具的溫度變化(溫度/阻值祥見熱 敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R58分壓點的電壓變化其實反影了熱敏電阻阻值的變化,即加熱鍋具的溫度變化, CPU通過監測該電壓的變化,作出相應的動作指令:(1)定溫功能時,控制加熱指令,另被加熱物體溫度恒定在指定范圍內。
(2)當鍋具溫度高于220℃時,加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。(3)當鍋具空燒時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。
(4)當熱敏電阻開路或短路時, 發出不啟動指令,并報知相關的信息(祥見故障代碼表)。
2.15 IGBT溫度監測電路
IGBT產生的溫度透過散熱片傳至緊貼其上的負溫度系數熱敏電阻TH,該電阻阻值的變化間接反影了IGBT的溫度變化(溫度/阻值祥見熱敏電阻溫度分度表),熱敏電阻與R59分壓點的電壓變化其實反影了熱敏電阻阻值的變化,即IGBT的溫度變化, CPU通過監測該電壓的變化,作出相應的動作指令:(1)IGBT結溫高于85℃時,調整PWM的輸出,令IGBT結溫≤85℃。
(2)當IGBT結溫由于某原因(例如散熱系統故障)而高于95℃時, 加熱立即停止, 并報知信息(祥見故障代碼表)。(3)當熱敏電阻TH開路或短路時, 發出不啟動指令,并報知相關的信息(祥見故障代碼表)。
(4)關機時如IGBT溫度>50℃,CPU發出風扇繼續運轉指令,直至溫度<50℃(繼續運轉超過4分鐘如溫度仍>50℃, 風扇停轉;風扇延時運轉期間,按1次關機鍵,可關閉風扇)。
(5)電磁爐剛啟動時,當測得環境溫度<0℃,CPU調用低溫監測模式加熱1分鐘, 1分鐘后再轉用正常監測模式,防止電路零件因低溫偏離標準值造成電路參數改變而損壞電磁爐。見上圖 2.16 散熱系統
將IGBT及整流器DB緊貼于散熱片上,利用風扇運轉通過電磁爐進、出風口形成的氣流將散熱片上的熱及線盤L1等零件工作時產生的熱、加熱鍋具輻射進電磁爐內的熱排出電磁爐外。
CPU發出風扇運轉指令時,15腳輸出高電平,電壓通過R5送至Q5基極,Q5飽和導通,VCC電流流過風扇、Q5至地,風扇運轉;CPU發出風扇停轉指令時,15腳輸出低電平,Q5截止,風扇因沒有電流流過而停轉。見上圖 2.17 主電源
AC220V 50/60Hz電源經保險絲FUSE,再通過由CY1、CY2、C1、共模線圈L1組成的濾波電路(針對EMC傳導問題而設置,祥見注解),再通過電流互感器至橋式整流器DB,產生的脈動直流電壓通過扼流線圈提供給主回路使用;AC1、AC2兩端電壓除送至輔助電源使用外,另外還通過印于PCB板上的保險線P.F.送至D1、D2整流得到脈動直流電壓作檢測用途。
注解:由于中國大陸目前并未提出電磁爐須作強制性電磁兼容(EMC)認證,基于成本原因,內銷產品大部分沒有將CY1、CY2裝上,L1用跳線取代,但基本 上不影響電磁爐使用性能。
2.18輔助電源
AC220V 50/60Hz電壓接入變壓器初級線圈,次級兩繞組分別產生13.5V和23V交流電壓。
13.5V交流電壓由D3~D6組成的橋式整流電路整流、C37濾波,在C37上獲得的直流電壓VCC除供給散熱風扇使用外,還經由IC1三端穩壓IC穩壓、C38濾波,產生+5V電壓供控制電路使用。
23V交流電壓由D7~D10組成的橋式整流電路整流、C34濾波后, 再通過由Q4、R7、ZD1、C35、C36組成的串聯型穩壓濾波電路,產生+22V電壓供IC2和IGBT激勵電路使用。2.19 報警電路
電磁爐發出報知響聲時,CPU14腳輸出幅度為5V、頻率3.8KHz的脈沖信號電壓至蜂鳴器ZD,令ZD發出報知響聲。
三、故障維修
458系列須然機種較多,且功能復雜,但不同的機種其主控電路原理一樣,區別只是零件參數的差異及CPU程序不同而己。電路的各項測控主要由一塊8位4K內存的單片機組成,外圍線路簡單且零件極少,并設有故障報警功能,故電路可靠性高,維修容易,維修時根據故障報警指示,對應檢修相關單元電路,大部分均可輕易解決。3.2 主板檢測標準
由于電磁爐工作時,主回路工作在高壓、大電流狀態中,所以對電路檢查時必須將線盤(L1)斷開不接,否則極容易在測試時因儀器接入而改變了電路參數造成燒機。接上線盤試機前,應根據3.2.1<<主板檢測表>>對主板各點作測試后,一切符合才進行。3.2.1主板檢測表
3.2.2主板測試不合格對策
(1)上電不發出“B”一聲----如果按開/關鍵指示燈亮,則應為蜂鳴器BZ不良, 如果按開/關鍵仍沒任何反應,再測CUP第16腳+5V是否正常,如不正常,按下面第(4)項方法查之,如正常,則測晶振X1頻率應為4MHz左右(沒測試儀器可換入另一個晶振試),如頻率正常,則為IC3 CPU不良。
(2)CN3電壓低于305V----如果確認輸入電源電壓高于AC220V時,CN3測得電壓偏低,應為C2開路或容量下降,如果該點無電壓,則檢查整流橋DB交流輸入兩端有否AC220V,如有,則檢查L2、DB,如沒有,則檢查互感器CT初級是否開路、電源入端至整流橋入端連線是否有斷裂開路現象。
(3)+22V故障----沒有+22V時,應先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障, 如果變壓器次級有電壓輸出,再測C34有否電壓,如沒有,則檢查C34是否短路、D7~D10是否不良、Q4和ZD1這兩零件是否都擊穿, 如果C34有電壓,而Q4很熱,則為+22V負載短路,應查C36、IC2及IGBT推動電路,如果Q4不是很熱,則應為Q4或R7開路、ZD1或C35短路。+22V偏高時,應檢查Q4、ZD1。+22V偏低時,應檢查ZD1、C38、R7,另外, +22V負載過流也會令+22V偏低,但此時Q4會很熱。
(4)+5V故障----沒有+5V時,應先測變壓器次級有否電壓輸出,如沒有,測初級有否AC220V輸入,如有則為變壓器故障, 如果變壓器次級有電壓輸出,再測C37有否電壓,如沒有,則檢查C37、IC1是否短路、D3~D6是否不良, 如果C37有電壓,而IC4很熱,則為+5V負載短路, 應查C38及+5V負載電路。+5V偏高時,應為IC1不良。+5V偏低時,應為IC1或+5V負載過流,而負載過流IC1會很熱。(5)待機時V.G點電壓高于0.5V----待機時測V9電壓應高于2.9V(小于2.9V查R11、+22V),V8電壓應小于0.6V(CPU 19腳待機時輸出低電平將V8拉低),此時V10電壓應為Q8基極與發射極的順向壓降(約為0.6V),如果V10電壓為0V,則查R18、Q8、IC2D, 如果此時V10電壓正常,則查Q3、Q8、Q9、Q10、D19。
(6)V16電壓0V----測IC2C比較器輸入電壓是否正向(V14>V15為正向),如果是正向,斷開CPU第11腳再測V16,如果V16恢復為4.7V以上,則為CPU故障, 斷開CPU第11腳V16仍為0V,則檢查R19、IC2C。如果測IC2C比較器輸入電壓為反向,再測V14應為3V(低于3V查R60、C19),再測D28正極電壓高于負極時,應檢查D27、C4,如果D28正極電壓低于負極,應檢查R20、IC2C。(7)VAC電壓過高或過低----過高檢查R55,過低查C32、R79。
(8)V3電壓過高或過低----過高檢查R51、D16, 過低查R78、C13。(9)V4電壓過高或過低----過高檢查R52、D15, 過低查R74、R75。
(10)Q6基極電壓過高或過低----過高檢查R53、D25, 過低查R76、R77、C6。
(11)D24正極電壓過高或過低----過高檢查D24及接入的30K電阻, 過低查R59、C16。(12)D26正極電壓過高或過低----過高檢查D26及接入的30K電阻, 過低查R58、C18。
(13)動檢時Q1 G極沒有試探電壓----首先確認電路符合<<主板測試表>>中第1~12測試步驟標準要求,如果不符則對應上述方法檢查,如確認無誤,測V8點如有間隔試探信號電壓,則檢查IGBT推動電路,如V8點沒有間隔試探信號電壓出現,再測Q7發射極有否間隔試探信號電壓,如有,則檢查振蕩電路、同步電路,如果Q7發射極沒有間隔試探信號電壓,再測CPU第13腳有否間隔試探信號電壓, 如有, 則檢查C33、C20、Q7、R6,如果CPU第13腳沒有間隔試探信號電壓出現,則為CPU故障。
(14)動檢時Q1 G極試探電壓過高----檢查R56、R54、C5、D29。(15)動檢時Q1 G極試探電壓過低----檢查C33、C20、Q7。
(16)動檢時風扇不轉----測CN6兩端電壓高于11V應為風扇不良,如CN6兩端沒有電壓,測CPU第15腳如沒有電壓則為CPU不良,如有請檢查Q5、R5。(17)通過主板1~14步驟測試合格仍不啟動加熱----故障現象為每隔3秒發出“嘟”一聲短音(數顯型機種顯示E1),檢查互感器CT次級是否開路、C15、C31是否漏電、D20~D23有否不良,如這些零件沒問題,請再小心測試Q1 G極試探電壓是否低于1.5V。3.3 故障案例
3.3.1 故障現象1:放入鍋具電磁爐檢測不到鍋具而不啟動,指示燈閃亮,每隔3秒發出“嘟”一聲短音(數顯型機種顯示E1), 連續1分鐘后轉入待機。
分析:根椐報警信息,此為CPU判定為加熱鍋具過小(直經小于8cm)或無鍋放入或鍋具材質不符而不加熱,并作出相應報知。根據電路原理,電磁爐啟動時, CPU先從第13腳輸出試探PWM信號電壓,該信號經過PWM脈寬調控電路轉換為控制振蕩脈寬輸出的電壓加至G點,振蕩電路輸出的試探信號電壓再加至IGBT推動電路,通過該電路將試探信號電壓轉換為足己另IGBT工作的試探信號電壓,另主回路產生試探工作電流,當主回路有試探工作電流流過互感器CT初級時, CT次級隨即產生反影試探工作電流大小的電壓,該電壓通過整流濾波后送至CPU第6腳,CPU通過監測該電壓,再與VAC電壓、VCE電壓比較,判別是否己放入適合的鍋具。從上述過程來看,要產生足夠的反饋信號電壓另CPU判定己放入適合的鍋具而進入正常加熱狀態,關鍵條件有三個:一是加入Q1 G極的試探信號必須足夠,通過測試Q1 G極的試探電壓可判斷試探信號是否足夠(正常為間隔出現1~2.5V),而影響該信號電壓的電路有PWM脈寬調控電路、振蕩電路、IGBT推動電路。二是互感器CT須流過足夠的試探工作電流,一般可通測試Q1是否正常可簡單判定主回路是否正常,在主回路正常及加至Q1 G極的試探信號正常前提下,影響流過互感器CT試探工作電流的因素有工作電壓和鍋具。三是到達CPU第6腳的電壓必須足夠,影響該電壓的因素 是流過互感器CT的試探工作電流及電流檢測電路。以下是有關這種故障的案例：
(1)測+22V電壓高于24V,按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項方法檢查,結果發現Q4擊穿。結論 : 由于Q4擊穿,造成+22V電壓升高,另IC2D正輸入端V9電壓升高,導至加到IC2D負輸入端的試探電壓無法另IC2D比較器翻轉,結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(2)測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點也沒有試探電壓, 再測G點試探電壓正常,證明PWM脈寬調控電路正常, 再測D18正極電壓為0V(啟動時CPU應為高電平),結果發現CPU第19腳對地短路,更換CPU后恢復正常。結論 : 由于CPU第19腳對地短路,造成加至IC2C負輸入端的試探電壓通過D18被拉低, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(3)按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第6步驟時發現V16為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(6)項方法檢查,結果發現CPU第11腳擊穿, 更換CPU后恢復正常。結論 : 由于CPU第11腳擊穿, 造成振蕩電路輸出的試探信號電壓通過D17被拉低, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(4)測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點也沒有試探電壓, 再測G點也沒有試探電壓,再測Q7基極試探電壓正常, 再測Q7發射極沒有試探電壓,結果發現Q7開路。結論:由于Q7開路導至沒有試探電壓加至振蕩電路, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(5)測Q1 G極沒有試探電壓,再測V8點也沒有試探電壓, 再測G點也沒有試探電壓,再測Q7基極也沒有試探電壓, 再測CPU第13腳有試探電壓輸出,結果發現C33漏電。結論:由于C33漏電另通過R6向C33充電的PWM脈寬電壓被拉低,導至沒有試探電壓加至振蕩電路, 結果Q1 G極無試探信號電壓,CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
(6)測Q1 G極試探電壓偏低(推動電路正常時間隔輸出1~2.5V), 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(15)項方法檢查,結果發現C33漏電。結論 : 由于C33漏電,造成加至振蕩電路的控制電壓偏低,結果Q1 G極上的平均電壓偏低,CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發出正常加熱指令。
(7)按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常, 再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17)項方法檢查,結果發現互感器CT次級開路。結論 : 由于互感器CT次級開路,所以沒有反饋電壓加至電流檢測電路, CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發出正常加熱指令。
(8)按3.2.1<<主板檢測表>>測試一切正常, 再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(17)項方法檢查,結果發現C31漏電。結論 : 由于C31漏電,造成加至CPU第6腳的反饋電壓不足, CPU因檢測到的反饋電壓不足而不發出正常加熱指令。
(9)按3.2.1<<主板檢測表>>測試到第8步驟時發現V3為0V,再按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(8)項方法檢查,結果發現R78開路。結論 : 由于R78開路, 另IC2A比較器因輸入兩端電壓反向(V4>V3),輸出OFF,加至振蕩電路的試探電壓因IC2A比較器輸出OFF而為0,振蕩電路也就沒有輸出, CPU也就檢測不到反饋電壓而不發出正常加熱指令。
3.3.2 故障現象2 : 按啟動指示燈指示正常,但不加熱。
分析:一般情況下,CPU檢測不到反饋信號電壓會自動發出報知信號,但當反饋信號電壓處于足夠與不足夠之間的臨界狀態時,CPU發出的指令將會在試探→正常加熱→試探循環動作,產生啟動后指示燈指示正常, 但不加熱的故障。原因為電流反饋信號電壓不足(處于可啟動的臨界狀態)。處理方法:參考3.3.1 <<故障現象1>>第(7)、(9)案例檢查。
3.3.3 故障現象3:開機電磁爐發出兩長三短的“嘟”聲((數顯型機種顯示E2),響兩次后電磁爐轉入待機。分析:此現象為CPU檢測到電壓過低信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。處理方法:按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項方法檢查。3.3.4 故障現象4 : 插入電源電磁爐發出兩長四短的“嘟”聲(數顯型機種顯示E3)。
分析:此現象為CPU檢測到電壓過高信息,如果此時輸入電壓正常,則為VAC檢測電路故障。處理方法:按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(7)項方法檢查。
3.3.5 故障現象5:插入電源電磁爐連續發出響2秒停2秒的“嘟”聲,指示燈不亮。分析:此現象為CPU檢測到電源波形異常信息,故障在過零檢測電路。
處理方法:檢查零檢測電路R73、R14、R15、Q11、C9、D1、D2均正常,根據原理分析,提供給過零檢測電路的脈動電壓是由D1、D2和整流橋DB內部交流兩輸入端對地的兩個二極管組成橋式整流電路產生,如果DB內部的兩個二極管其中一個順向壓降過低,將會造成電源頻率一周期內產生的兩個過零電壓其中一個并未達到0V(電壓比正常稍高),Q11在該過零點時間因基極電壓未能消失而不能截止,集電極在此時仍為低電平,從而造成了電源每一頻率周期CPU檢測的過零信號缺少了一個。基于以上分析,先將R14換入3.3K電阻(目的將Q11基極分壓電壓降低,以抵消比正常稍高的過零點脈動電壓),結果電磁爐恢復正常。雖然將R14換成3.3K電阻電磁爐恢復正常,但維修時不能簡單將電阻改3.3K能徹底解決問題,因為產生本故障說明整流橋DB特性已變,快將損壞,所己必須將R14換回10K電阻并更換整流橋DB。
3.3.6 故障現象6 : 插入電源電磁爐每隔5秒發出三長五短報警聲(數顯型機種顯示E9)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負溫系數熱敏電阻)開路信息,其實CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開、短路的,而該點電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感應的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。
處理 方法:檢查D26是否擊穿、鍋傳感器有否插入及開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.7 故障現象7:插入電源電磁爐每隔5秒發出三長四短報警聲(數顯型機種顯示EE)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在微晶玻璃板底的鍋傳感器(負溫系數熱敏電阻)短路信息,其實CPU是根椐第8腳電壓情況判斷鍋溫度及熱敏電阻開/短路的,而該點電壓是由R58、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D26作電壓鉗位之用(防止由線盤感應的電壓損壞CPU)及一只C18電容作濾波。處理 方法:檢查C18是否漏電、R58是否開路、鍋傳感器是否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。
3.3.8 故障現象8:插入電源電磁爐每隔5秒發出四長五短報警聲(數顯型機種顯示E7)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負溫系數熱敏電阻)開路信息,其實CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU),及一只C16電容作濾波。處理方法:檢查D24是否擊穿、TH有否開路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.9 故障現象9:插入電源電磁爐每隔5秒發出四長四短報警聲(數顯型機種顯示E8)。
分析:此現象為CPU檢測到按裝在散熱器的TH傳感器(負溫系數熱敏電阻)短路信息,其實CPU是根椐第4腳電壓情況判斷散熱器溫度及TH開/短路的,而該點電壓是由R59、熱敏電阻分壓而成,另外還有一只D24作電壓鉗位之用(防止TH與散熱器短路時損壞CPU)及一只C16電容作濾波。處理方法:檢查C16是否漏電、R59是否開路、TH有否短路(判斷熱敏電阻的好壞在沒有專業儀器時簡單用室溫或體溫對比<<電阻值---溫度分度表>>阻值)。3.3.10 故障現象10 : 電磁爐工作一段時間后停止加熱, 間隔5秒發出四長三短報警聲, 響兩次轉入待機(數顯型機種顯示E0)。
分析:此現象為CPU檢測到IGBT超溫的信息,而造成IGBT超溫通常有兩種,一種是散熱系統,主要是風扇不轉或轉速低,另一種是送至IGBT G極的脈沖關斷速度慢(脈沖的下降沿時間過長),造成IGBT功耗過大而產生高溫。處理方法:先檢查風扇運轉是否正常,如果不正常則檢查Q5、R5、風扇, 如果風扇運轉正常,則檢查IGBT激勵電路,主要是檢查R18阻值是否變大、Q3、Q8放大倍數是否過低、D19漏電流是否過大。
3.3.11 故障現象11: 電磁爐低電壓以最高火力檔工作時,頻繁出現間歇暫停現象。
分析:在低電壓使用時,由于電流較高電壓使用時大,而且工作頻率也較低,如果供電線路容量不足,會產生浪涌電壓,假如輸入電源電路濾波不良,則吸收不了所產生的浪涌電壓,會另浪涌電壓監測電路動作,產生上述故障。
處理方法:檢查C1容量是否不足,如果1600W以上機種C1裝的是1uF,將該電容換上3.3uF/250VAC規格的電容器。3.3.12 故障現象12 : 燒保險管。
分析:電流容量為15A的保險管一般自然燒斷的概率極低,通常是通過了較大的電流才燒,所以發現燒保險管故障必須在換入新的保險管后對電源負載作檢查。通常大電流的零件損壞會另保險管作保護性溶斷，而大電流零件損壞除了零件老化原因外,大部分是因為控制電路不良所引至,特別是IGBT,所以換入新的大電流零件后除了按3.2.1<<主板檢測表>>對電路作常規檢查外,還需對其它可能損壞該零件的保護電路作徹底檢查,IGBT損壞主要有過流擊穿和過壓擊穿,而同步電路、振蕩電路、IGBT激勵電路、浪涌電壓監測電路、VCE檢測電路、主回路不良和單片機(CPU)死機等都可能是造成燒機的原因, 以下是有關這種故障的案例：
(1)換入新的保險管后首先對主回路作檢查,發現整流橋DB、IGBT擊穿，更換零件后按3.2.1<<主板檢測表>>測試發現+22V偏低, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項方法檢查,結果為Q3、Q10、Q9擊穿另+22V偏低, 換入新零件后再按<<主板檢測表>>測試至第9步驟時發現V4為0V, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(9)項方法檢查,結果原因為R74開路,換入新零件后測試一切正常。結論:由于R74開路,造成加到Q1 G極上的開關脈沖前沿與Q1上產生的VCE脈沖后沿相不同步而另IGBT瞬間過流而擊穿, IGBT上產生的高壓同時亦另Q3、Q10、Q9擊穿,由于IGBT擊穿電流大增,在保險管未溶斷前整流橋DB也因過流而損壞。
(2)換入新的保險管后首先對主回路作檢查,發現整流橋DB、IGBT擊穿，更換零件后按3.2.1<<主板檢測表>>測試發現+22V偏低, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(3)項方法檢查,結果為Q3、Q10、Q9擊穿另+22V偏低, 換入新零件后再按<<主板檢測表>>測試至第10步驟時發現Q6基極電壓偏低, 按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(10)項方法檢查,結果原因為R76阻值變大,換入新零件后測試一切正常。結論 : 由于R76阻值變大,造成加到Q6基極的VCE取樣電壓降低,發射極上的電壓也隨著降低,當VCE升高至設計規定的抑制電壓時, CPU實際監測到的VCE取樣電壓沒有達到起控值,CPU不作出抑制動作,結果VCE電壓繼續上升,最終出穿IGBT。IGBT上產生的高壓同時亦另Q3、Q10、Q9擊穿,由于IGBT擊穿電流大增,在保險管未溶斷前整流橋DB也因過流而損壞。
(3)換入新的保險管后首先對主回路作檢查,發現整流橋IGBT擊穿，更換零件后按3.2.1<<主板檢測表>>測試,上電時蜂鳴器沒有發出“B”一聲，按3.2.2<<主板測試不合格對策>>第(1)項方法檢查,結果為晶振X1不良,更換后一切正常。結論 : 由于晶振X1損壞,導至CPU內程序不能運轉,上電時CPU各端口的狀態是不確定的,假如CPU第13、19腳輸出為高,會另振蕩電路輸出一直流另IGBT過流而擊穿。本案例的主要原因為晶振X1不良導至CPU死機而損壞IGBT。
第三篇：工作分析方法及案例
工作分析方法介紹
1.1 觀察法
觀察法是工作人員在不影響被觀察人員正常工作的條件下，通過觀察將有關的工作內容、方法、程序、設備、工作環境等信息記錄下來，最后將取得的信息歸納整理為適合使用的結果的過程。
采用觀察法進行崗位分析時，應力求結構化，根據崗位分析的目的和組織現有的條件，事先確定觀察內容、觀察時間、觀察位置、觀察所需的記錄單，做到省時高效。
觀察法的優點是：取得的信息比較客觀和正確。但它要求觀察者有足夠的實際操作經驗；主要用于標準化的、周期短的以體力活動為主的工作，不適用于工作循環周期長的、以智力活動為主的工作；不能得到有關任職者資格要求的信息。觀察法常與訪談法同時使用。
1.2 訪談法
訪談法是訪談人員就某一崗位與訪談對象，按事先擬定好的訪談提綱進行交流和討論。訪談對象包括：該職位的任職者、對工作較為熟悉的直接主管人員、與該職位工作聯系比較密切的工作人員、任職者的下屬。為了保證訪談效果，一般要事先設計訪談提綱，事先交給訪談者準備。
訪談法通常用于工作分析人員不能實際參與觀察的工作，其優點是既可以得到標準化工作信息，又可以獲得非標準化工作的信息；既可以獲得體力工作的信息，又可以獲得腦力工作的信息；同時可以獲取其他方法無法獲取的信息，比如工作經驗、任職資格等，尤其適合對文字理解有困難的人。其不足之處是被訪談者對訪談的動機往往持懷疑態度，回答問題是有所保留，信息有可能會被扭曲。因此，訪談法一般不能單獨用于信息收集，需要與其他方法結合使用。
1.3 問卷調查法
問卷調查是根據工作分析的目的、內容等事先設計一套調查問卷，由被調查者填寫，再將問卷加以匯總，從中找出有代表性的回答，形成對工作分析的描述信息。問卷調查法是工作分析中最常用的一種方法。問卷調查法的關鍵是問卷設計，主要有開放式和封閉式兩種形式。開放式調查表由被調查人自由回答問卷所提問題；封閉式調查表則是調查人事先設計好答案，由被調查人選擇確定。
1.4 設計問卷的要求：
1.提問要準確 2.問卷表格設計要精練
3.語言通俗易懂，問題不能模凌兩可 4.問卷表前面要有導語
5.問題排列應有邏輯，能夠引起被調查人興趣的問題放在前面
問卷調查法的優點是費用低、速度快、調查范圍廣，尤其適合對大量工作人員進行工作分析；調查結果可以量化，進行計算機處理，開展多種形式、多種用途分析。但是，這種方法對問卷設計要求比較高，設計問卷需要花費較多的時間和精力，同時需要被調查者的積極配合。1.5 工作日志法
工作日志法是指任職者按照時間順序詳細記錄下來自己的工作內容和工作過程，然后經過工作分析人員的歸納、提煉，獲取所需工作信息的一種工作分析方法，又稱工作活動記錄表。根據不同的工作分析目的，需要設計不同的“工作日志”格式，這種格式常常以特定的表格體現。通過填寫表格，提供有關工作的內容、程序和方法，工作的職責和權限，工作關系以及所需時間等信息。工作分析方法比較
方法
優點
缺點
觀察法
能較多、較全面地了解工作要求
不適用于包含思維性較多的復雜活動極不確定性、變化較多的工作
訪談法
能控制訪談的內容，深入了解信息，效率較高
面談對象可能會夸大其詞，易失真；對提問要求高
問卷調查法
費用低；速度快，調查面廣；可在業余進行；易于量化；可對調查結果進行多方式、多用途的分析
對問卷設計要求高；問題固定，收集的信息有一定限制
工作日志法
經濟、方便?分析復雜工作經濟有效
適用任務周期短，工作狀態穩定的工作。獲得的記錄和信息比較凌亂，難以組織
1、資料分析法
這是中小型企業常用的一種方法。為了降低工作分析的成本，應當盡量利用現有的資料，以便對每個工作的任務、責任、權利、工作負荷、任職資格等有一個大致的了解，為進一步調查奠定基礎。
這些資料在那里尋找呢？國外工具書：在國外關于崗位的工具書都把每一個職位的職能工作的責任描述的很清晰，那些是放之天下皆準則的東西。專業網站：上面會有很多職位說明書的范本，或者是一些企業正在使用的職位說明書，尋找和自己企業情況類似的職位說明書可以用作參考。還有就是國有大型企業的職位說明也可以用作參考。使用這種方式進行工作分析，優點是方便快捷，缺點是不能直接進行運用，因為每個企業都有自己的一些特殊情況，如果直接運用，就會變成一種形式，不僅沒有什么效果，甚至會使情況變得更糟。在實際工作中，這種方法只是一個了解工作分析的過程，是基礎。
2、工作實踐法
對于中小型企業來說，這是一種行之有效的方法。進行工作分析的人員，在對一個職位進行工作分析的時候，先不要盲目的去下結論，而是在那個崗位上一天班，親身操作，這樣就可以掌握工作要求的第一手資料，并且把這些資料按照職責、權力、技能、工作流程所處環節、工作環境等等方面的分開記錄下來，再加上親身體會，就能夠做出比較好的工作分析了。
對于一般的中小型企業來說，這種方法是可行的，因為它們的工作崗位一般都不需要大量訓練，也沒有很多危險。這種方法便于做出對企業真正適用的工作分析。
3、功能性職務分析
一個職位是有很多功能和相關方面的。沒想功能描述一種廣泛的行動，概括出在與信息、人和事發生關系時的員工在做什么。每一類的員工的功能安排是有結構的，即從不很復雜的功能上升到比較復雜的功能。把這些東西一樣一樣的描述出來。
在中國，一般的工作分析的結構——職位說明書，都是從功能上進行描述的。但是，在中小型企業中由于職位交叉配合很多，無法完全從功能上進行區分。這種方式只能成為工作分析的一個階段性工具。
4、關鍵事件法
這種方法的主要原則是認定員工與職務有關的行為，并選擇其中最重要、最關鍵的部分來評定其結果。它首先從領導、員工或其他熟悉職務的人那里收集一系列職務行為的事件，然后，描述“特別好”或“特別壞”的職務績效。這種方法考慮了職務的動態特點和靜態特點。對每一事件的描述內容，包括：導致事件發生的原因和背景；員工的特別有效或多余的行為；關鍵行為的后果；員工自己能否支配或控制上述后果。
在大量收集這些關鍵以后，可以對他們做出分類，并總結出職務的關鍵特征和行為要求。關鍵事件法既能獲得有關職務的靜態信息，也可以了解職務的動態特點。關鍵事件法的主要優點是研究的焦點集中在職務行為上，因為行為是可觀察的、可測量的。同時，通過這種職務分析可以確定行為的任何可能的利益和作用。但這個方法也有兩個主要的缺點：一是費時，需要花大量的時間去搜集那些關鍵事件，并加以概括和分類；二是關鍵事件的定義是顯著的對工作績效有效或無效的事件，但是，這就遺漏了平均績效水平。而對工作來說，最重要的一點就是要描述“平均”的職務績效。利用關鍵事件法，對中等績效的員工就難以涉及，因而全面的職務分析工作就不能完成。
5、任務調查表
任務調查表是用來收集工作信息或職業信息的調查表。職務分析人員依據每一條檢查項目或評定項目，列出任務或工作活動一覽表，其內容包括所要完成的任務、判斷的難易程度、學習時間、與整體績效的關系等，所得到的數據可以用計算機進行分析。
這種方法對于相對復雜的職務是非常有用的，它能夠保證工作分析的科學性和正確性。對于高級管理人員和專業技術崗位的分析非常適用。
中小型企業中由于員工素質參差不齊，很多根本就無法回答問卷上的問題，或者是因為辦公室政治的原因不敢說實話，達不到預期效果。
6、秩序分析法
秩序分析法一般用于非管理工作的描述。它是一種以操作型工作為中心的工作分析方法，適用于工業工程和生產崗位。
秩序分析，即動作研究源于工業工程。它有如下基本原理： 兩手的運動必須平衡，兩手應同時開始或結束運動；除業余時間外，兩手是用于生產，而非處于限制狀態；兩手的運動因同時在相反和對稱的方向運動；工作應能在簡單、自然的節奏下操作；所有的工具與原料均有正確的存放位置，且必須置于最靠近員工的地方；箱子或其他儀器用于傳遞原料并使之達到使用點；工作地必須保證足夠的亮度、高度和空間以便操作者能改換坐、立姿勢；只要可能，夾具、固定物或其他儀器應用于減輕無需操作的手的疲勞；工具應事先置于能夠方便的拿到的位置上。
秩序分析的方法之一就是時間研究。時間研究的目的在于對工作中每項任務確定一個標準的完成時間，將工作中所有任務的完成時間相加得到工作完成所需的時間。這個時間可作為確定工資和獎金、新老產品成本的依據，可作為生產線和工作小組均衡生產的依據。但由于標準工作時間的確定受到員工個人及工作自身特性等多方面的影響，很難做到準確無誤，因此，往往需要測量員工“真實的努力程度”與“需要的努力程度”。
工作樣板是工作標準時間確定的有效方法。該方法首先將工作中的活動歸類，工作分析專家再借助于各種儀器設備觀察所有在職者的完成各類活動的時間，并對他們進行平均化，所得的完成各類活動的平均時間即可作為標準工作時間。
7、典型事例法 典型事例法是對實際工作中特別有效或無效的工作者行為進行描述的方法。當大量的這類小事例收集起來以后，按照它們所描述的情形進行歸納分類，才能對實際工作的要求，有一個非常清楚的了解。
優點：該方法直接描述人們在工作中的具體活動，因此可揭示工作的動態性。由于所研究的行為可以觀察和衡量，所以，用這種方法獲得的資料是用于大多數的工作分析。缺點：收集、歸納事例并加以分類要耗費大量時間。另外，根據定義，事例描述的是特別有效或特別無效的行為，所以很難對平均的工作行為形成總的概念。這樣可能會遺漏一些不顯著的工作行為，難以非常完整的把握。小結
筆者有一個觀點，就是適合的才是最好的。因而，我們在做工作分析的時候，一切以實際情況出發。使用資料法來取定大致分析范疇，用實踐法切身體會工作的現實情況，用問卷法了解員工自己的想法，用工作日志法進行員工實際工作分析，對于技術型或者生產型職位用實踐次序法分析技能要求和工作流程，然后用其他方法進行補充。這樣我們就能夠因地制宜做出一個能夠真正反映企業現狀的分析，才能對以后崗位和工作流程調整有指導意義。
第四篇：發電機的勵磁方法及工作原理
.發電機的勵磁方法及工作原理
同步發電機為了實現能量的轉換，需要有一個直流磁場而產生這個磁場的直流電流，稱為發電機的勵磁電流。根據勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機，稱為他勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發電機。
一、發電機獲得勵磁電流的幾種方式
1、直流發電機供電的勵磁方式：這種勵磁方式的發電機具有專用的直流發電機，這種專用的直流發電機稱為直流勵磁機，勵磁機一般與發電機同軸，發電機的勵磁繞組通過裝在大軸上的滑環及固定電刷從勵磁機獲得直流電流。這種勵磁方式具有勵磁電流獨立，工作比較可靠和減少自用電消耗量等優點，是過去幾十年間發電機主要勵磁方式，具有較成熟的運行經驗。缺點是勵磁調節速度較慢，維護工作量大，故在10MW以上的機組中很少采用。
2、交流勵磁機供電的勵磁方式
代大容量發電機有的采用交流勵磁機提供勵磁電流。交流勵磁機也裝在發電機大軸上，它輸出的交流電流經整流后供給發電機轉子勵磁，此時，發電機的勵磁方式屬他勵磁方式，又由于采用靜止的整流裝置，故又稱為他勵靜止勵磁，交流副勵磁機提供勵磁電流。交流副勵磁機可以是永磁機或是具有自勵恒壓裝置的交流發電機。為了提高勵磁調節速度，交流勵磁機通常采用100——200HZ的中頻發電機，而交流副勵磁機則采用400——500HZ的中頻發電機。這種發電機的直流勵磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內，轉子只有齒與槽而沒有繞組，像個齒輪，因此，它沒有電刷，滑環等轉動接觸部件，具有工作可靠，結構簡單，制造工藝方便等優點。缺點是噪音較大，交流電勢的諧波分量也較大。
3、無勵磁機的勵磁方式：
在勵磁方式中不設置專門的勵磁機，而從發電機本身取得勵磁電源，經整流后再供給發電機本身勵磁，稱自勵式靜止勵磁。自勵式靜止勵磁可分為自并勵和自復勵兩種方式。自并勵方式它通過接在發電機出口的整流變壓器取得勵磁電流，經整流后供給發電機勵磁，這種勵磁方式具有結簡單，設備少，投資省和維護工作量少等優點。自復勵磁方式除沒有整流變壓外，還設有串聯在發電機定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發生短路時，給發電機提供較大的勵磁電流，以彌補整流變壓器輸出的不足。這種勵磁方式具有兩種勵磁電源，通過整流變壓器獲得的電壓電源和通過串聯變壓器獲得的電流源。
二、發電機與勵磁電流的有關特性
1、電壓的調節
自動調節勵磁系統可以看成為一個以電壓為被調量的負反饋控制系統。無功負荷電流是造成發電機端電壓下降的主要原因，當勵磁電流不變時，發電機的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對電能質量的要求，發電機的端電壓應基本保持不變，實現這一要求的辦法是隨無功電流的變化調節發電機的勵磁電流。
2、無功功率的調節：
發電機與系統并聯運行時，可以認為是與無限大容量電源的母線運行，要改變發電機勵磁電流，感應電勢和定子電流也跟著變化，此時發電機的無功電流也跟著變化。當發電機與無限大容量系統并聯運行時，為了改變發電機的無功功率，必須調節發電機的勵磁電流。此時改變的發電機勵磁電流并不是通常所說的“調壓”，而是只是改變了送入系統的無功功率。
3、無功負荷的分配：
并聯運動的發電機根據各自的額定容量，按比例進行無功電流的分配。大容量發電機應負擔較多無功負荷，而容量較小的則負提供較少的無功負荷。為了實現無功負荷能自動分配，可以通過自動高壓調節的勵磁裝置，改變發電機勵磁電流維持其端電壓不變，還可對發電機電壓調節特性的傾斜度進行調整，以實現并聯運行發電機無功負荷的合理分配。
三、自動調節勵磁電流的方法
在改變發電機的勵磁電流中，一般不直接在其轉子回路中進行，因為該回路中電流很大，不便于進行直接調節，通常采用的方法是改變勵磁機的勵磁電流，以達到調節發電機轉子電流的目的。常用的方法有改變勵磁機勵磁回路的電阻，改變勵磁機的附加勵磁電流，改變可控硅的導通角等。這里主要講改變可控硅導通角的方法，它是根據發電機電壓、電流或功率因數的變化，相應地改變可控硅整流器的導通角，于是發電機的勵磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管，可控硅電子元件構成，具有靈敏、快速、無失靈區、輸出功率大、體積小和重量輕等優點。在事故情況下能有效地抑制發電機的過電壓和實現快速滅磁。自動調節勵磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調差單元、穩定單元、限制單元及一些輔助單元構成。被測量信號（如電壓、電流等），經測量單元變換后與給定值相比較，然后將比較結果（偏差）經前置放大單元和功率放大單元放大，并用于控制可控硅的導通角，以達到調節發電機勵磁電流的目的。同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發脈沖與可控硅整流器的交流勵磁電源同步，以保證控硅的正確觸發。調差單元的作用是為了使并聯運行的發電機能穩定和合理地分配無功負荷。穩定單元是為了改善電力系統的穩定而引進的單元
。勵磁系統穩定單元
用于改善勵磁系統的穩定性。限制單元是為了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件下運行而設置的。必須指出并不是每一種自動調節勵磁裝置都具有上述各種單元，一種調節器裝置所具有的單元與其擔負的具體任務有關。
四、自動調節勵磁的組成部件及輔助設備
自動調節勵磁的組成部件有機端電壓互感器、機端電流互感器、勵磁變壓器；勵磁裝置需要提供以下電流，廠用AC380v、廠用DC220v控制電源.廠用DC220v合閘電源；需要提供以下空接點，自動開機.自動停機.并網（一常開，一常閉）增，減；需要提供以下模擬信號，發電機機端電壓100V，發電機機端電流5A，母線電壓100V，勵磁裝置輸出以下繼電器接點信號；勵磁變過流，失磁，勵磁裝置異常等。
勵磁控制、保護及信號回路由滅磁開關，助磁電路、風機、滅磁開關偷跳、勵磁變過流、調節器故障、發電機工況異常、電量變送器等組成。在同步發電機發生內部故障時除了必須解列外，還必須滅磁，把轉子磁場盡快地減弱到最小程度，保證轉子不過的情況下，使滅磁時間盡可能縮短，是滅磁裝置的主要功能。根據額定勵磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁。
近十多年來，由于新技術，新工藝和新器件的涌現和使用，使得發電機的勵磁方式得到了不斷的發展和完善。在自動調節勵磁裝置方面，也不斷研制和推廣使用了許多新型的調節裝置。由于采用微機計算機用軟件實現的自動調節勵磁裝置有顯著優點，目前很多國家都在研制和試驗用微型機計算機配以相應的外部設備構成的數字自動調節勵磁裝置，這種調節裝置將能實現自適應最佳調節。
獲得勵磁電流的方法稱為勵磁方式。目前采用的勵磁方式分為兩大類：一類是用直流發電機作為勵磁電源的直流勵磁機勵磁系統；另一類是用硅整流裝置將交流轉化成直流后供給勵磁的整流器勵磁系統。現說明如下：
.直流勵磁機勵磁
直流勵磁機通常與同步發電機同軸，采用并勵或者他勵接法。采用他勵接法時，勵磁機的勵磁電流由另一臺被稱為副勵磁機的同軸的直流發電機供給。
.靜止整流器勵磁
同一軸上有三臺交流發電機，即主發電機、交流主勵磁機和交流副勵磁機。副勵磁機的勵磁電流開始時由外部直流電源提供，待電壓建立起來后再轉為自勵(有時采用永磁發電機)。副勵磁機的輸出電流經過靜止晶閘管整流器整流后供給主勵磁機，而主勵磁機的交流輸出電流經過靜止的三相橋式硅整流器整流后供給主發電機的勵磁繞組。
.旋轉整流器勵磁
靜止整流器的直流輸出必須經過電刷和集電環才能輸送到旋轉的勵磁繞組，對于大容量的同步發電機，其勵磁電流達到數千安培，使得集電環嚴重過熱。因此，在大容量的同步發電機中，常采用不需要電刷和集電環的旋轉整流器勵磁系統。主勵磁機是旋轉電樞式三相同步發電機，旋轉電樞的交流電流經與主軸一起旋轉的硅整流器整流后，直接送到主發電機的轉子勵磁繞組。交流主勵磁機的勵磁電流由同軸的交流副勵磁機經靜止的晶閘管整流器整流后供給。由于這種勵磁系統取消了集電環和電刷裝置，故又稱為無刷勵磁系統。
第五篇：關于混凝土冬季施工的原理分析及施工方法
關于混凝土冬季施工的原理分析及施工方法
我國北方地區冬季持續時間較長,由于受工期制約,許多工程的施工工序冬季施工是不可避免的,這就給工程建設帶來許多困難,特別是對于混凝土來說,若施工時處理不當,即會產生凍害,造成質量事故。因此,對于混凝土冬季施工理論和方法的探索研究就顯得格外重要。
一、混凝土冬季施工的概念
冬季施工起始日期應根據當地多年氣溫資料,在室外日平均氣溫連續5天穩定低于5℃時,或最低氣溫降到0℃和0℃以下時,混凝土結構工程的施工,用常溫方法施工,難以達到預期的目的,必須采用特殊的技術措施進行施工方能滿足要求,稱混凝土的冬季施工開始。
二、混凝土冬季施工受凍情況分析
1.原因分析。混凝土強度增長的速度和其最終強度取決于很多因素,其中硬化時的“溫度”是諸多因素中主要因素之一,在一定范圍內溫度越高,其硬化的速度越快,溫度低則硬化慢,當溫度降低到0℃以下時,混凝土中的水即結成冰,水泥的水化作用也停止了,混凝土的強度不會再增長了。也就是說混凝土的強度來源于其本身的水化作用。而水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵因素。
新澆混凝土中的水,存在形式有三種,一部分是游離水(也稱自由水),它充滿在混凝土各種材料的顆粒孔隙之間;第二部分是物理結合水,這部分水是吸附在各種顆粒的表面和毛細管中的薄膜水;第三部分是與水泥顆粒起水化作用的水化水。而在負溫下混凝土中能結冰的水,主要是游離水和物理結合水。
當溫度接近0℃時, 混凝土硬化的很慢,當溫度達到0℃時,由于水泥在水化時,產生了一定的水化熱,混凝土中的水還不會立即結冰,當溫度降低至-1至-1.5℃時,游離水開始結冰了,當溫度接近-4℃時,混凝土中的物理結合水,也開始結冰了,當溫度低于-4℃時,大量的水結成冰,使混凝土嚴重“脫水”,混凝土中水泥的水化作用完全停止,混凝土的強度停止增長。
混凝土在初凝和硬化初期遭受冰凍,不僅是水化作用停止,同時水變成冰時,其體積增大約9%,使混凝土內部產生了凍脹應力,破壞了尚未充分凝結好的水泥絮狀結構。同時在骨料及鋼筋表面,以及在與膜板接觸的表面,都會形成顆料較大的冰凌,這些冰凌一方面會大大削弱了水泥與骨料及鋼筋的黏結力,從而降低了混凝土密實度減小和耐久性降低。這些都會造成混凝土最終強度的損失,所以混凝土一經受凍,則不論其受凍時間的長短,它的損害程度都幾乎是相同的。
2.混凝土受凍可有的三種情況:第一種是混凝土在初凝前后即遭受凍結。在這種情況下,混凝土本身尚無強度,水泥水化作用剛剛開始不久,混凝土中的水分大部分處于游離水狀態,如此時混凝土遭受凍結,大量的游離水因結冰而體積膨脹較大,混凝土會變得很松散。這種受凍的混凝土雖再經正溫下養護28天,其最終強度會降低50%以上,其抗凍性、不透水性及耐久性也會大大的降低,降低的程度主要取決于混凝土內部組織的破壞程度。第二種是混凝土在終凝后即遭受凍結,此時混凝土本身強度還很小,小于水結冰體積膨脹的松散應力,此種受凍結的混凝土解凍后,雖經正溫澆水養護,但仍要部分損失其最終強度。由于此時混凝土中的水化水多了,游離水少了,所以其凍脹力也相應減小了。第三種是混凝土經過一定時間的養護,并已具有“一定的強度”以后再遭受凍結。此時,混凝土內部強度已足以抵抗由于混凝土內部剩余的水結冰而產生的松散力。因此,此種受凍的混凝土經正溫澆水養護后,其最終強度并無損失。這“一定強度”即為混凝土可以受凍的“臨界強度”。
由以上三種情況分析可見,混凝土受凍的“臨界強度”是個非常重要的概念,它是指新澆的混凝土,在受凍前達到某一初期強度值,然后遭受凍結,但當恢復正溫養護后,混凝土強度還能增長,并再經28天標養后,其后期強度可達到混凝土設計等級的95%以上。其受凍前的初期強度,我們稱之謂混凝土允許受凍的“臨界強度”。
三、混凝土冬季施工方法的選擇
經研究認為,當環境溫度降到4℃時,只要采用適當的施工方法和措施,設法使其在凍結前達到臨界強度,避免新澆混凝土早期受凍,也會取得像在天暖施工時的效果。
從上述分析可以知道,在冬季混凝土施工中,主要解決三個問題:一是如何確定混凝土最短的養護齡期,二是如何防止混凝土早期凍害,三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。
在實際施工中,要根據環境變化、現場條件、工程結構類型、水泥品種、外加劑、保溫材料性能、供熱來源等實際情況,來選擇合理的施工方法。一般來說,對于同一個工程,可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案,應當用最短的工期、最低的施工費用,來獲得最優良的工程質量,也就是工期、費用、質量最佳化。目前,基本上采用以下4種方法。
1.調整配合比方法。主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法:①盡量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達到齡期強度的時間。②選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結果表明,應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,且在早期放出強度最高,一般3天抗壓強度大約相當于普通硅水泥7天的強度,效果較明顯。③摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結時間,提高早期強度。應用較普遍的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2%)和MS―F復合早強試水劑(摻水泥用量的5%)。④選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料,使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。⑤摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應增加了水泥漿的體積,提高拌和物的流動性,改善其黏聚性及保水性,緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。
2.蓄熱法。主要用于氣溫-10℃左右,結構比較厚大的工程。做法是:對原材料(水、砂、石)進行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后,還儲備有相當的熱量,以使水泥水化放熱較快,并加強對混凝土的保溫,以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單,施工費用不多,但要注意內部保溫,避免角部與外露表面受凍,且要延長養護齡期。
3.外部加熱法。主要用于氣溫-10℃以上而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。①火爐加熱。一般在較小的工地使用,方法簡單,但室內溫度不高,比較干燥,且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化,影響質量。②蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制,加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備,費用較高,且熱損失較大,勞動條件亦不理想。③電加熱。將鋼筋作為電極,或將電熱器貼在混凝土表面,使電能變為熱能,以提高混凝土的溫度。此法簡單方便,熱損失較少,易控制,不足之處是電能消耗量大。④紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發生器,對混凝土進行密封幅射加熱。
4.抗凍外加劑。在-10℃以上的氣溫中,對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點的化學劑,使混凝土在負溫下仍處于液相狀態,水化作用能繼續進行,從而使混凝土強度繼續增長。目前常用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。
上述4種冬季施工方法都有利有弊,其適用范圍都受一定條件的制約。應根據施工的實際條件,采用一種或兩種以上施工方法結合作用。□(編輯/穆楊)
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