機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷

摘要：電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行是保證機(jī)械設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，在電氣化機(jī)械設(shè)備普遍應(yīng)用的今天，必須重視對(duì)電氣系統(tǒng)的故障檢測(cè)和診斷。本文對(duì)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)進(jìn)行概述，分析了電氣系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷的常用方法，為保障機(jī)械設(shè)備的正常使用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；電器系統(tǒng)；故障檢測(cè)；診斷

前言：

由于機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)大多數(shù)都在比較惡劣的環(huán)境中工作，如受潮受熱或者是震動(dòng)等，因此經(jīng)常出現(xiàn)各類(lèi)故障。隨著機(jī)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的電氣化程度越來(lái)越高，電氣系統(tǒng)在整個(gè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中占據(jù)更加重要的位置，如何采用科學(xué)手段對(duì)電氣系統(tǒng)的故障進(jìn)行檢測(cè)與診斷是我們必須要思考的問(wèn)題。

1. 機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)概述

機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)主要由兩部分組成，其一是電氣設(shè)備，主要包括啟動(dòng)系統(tǒng)、蓄電池、發(fā)電機(jī)以及用電設(shè)備等?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)電氣設(shè)備具有以下特征：電器設(shè)備上的電路都是模擬電路，因此診斷起來(lái)具有多樣性的特征。故障診斷過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響，包括信號(hào)的傳播和接收能力、噪聲以及容差等，因此診斷過(guò)程中容易出現(xiàn)失誤，一方面是重要故障不容易被診斷出來(lái)，另一方面是即使診斷出來(lái)，結(jié)果的精度也比較低，不能明確故障原因。因此，目前對(duì)模擬電路的診斷并沒(méi)有形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的體系，仍舊需要將技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)作為重要依據(jù)。

其二是電子系統(tǒng)，包括電子檢測(cè)系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、功率控制系統(tǒng)以及傳感系統(tǒng)等。電子系統(tǒng)最大的特征就是使用低壓直流單線(xiàn)制，采用數(shù)字電路對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行控制。數(shù)字電路的狀態(tài)有兩個(gè)，分別是0和1，只要將真值表列出來(lái)，就能夠?qū)⒃蚺c結(jié)果一一對(duì)應(yīng)。因此，數(shù)字電路的診斷具有較強(qiáng)的規(guī)范性，且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，人們對(duì)診斷原理的研究也越來(lái)越深入，診斷技術(shù)之間成熟，一些診斷程序以及先進(jìn)的診斷設(shè)備已經(jīng)投入使用，并取得了不錯(cuò)的效果[1]。

2. 機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷

2.1依靠技術(shù)人員的感官進(jìn)行診斷

電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)資冒煙、震動(dòng)以及火花等易于觀察的現(xiàn)象，因此感官診斷是一種重要的故障診斷方法。首先是眼觀，主要是“煙”的顏色進(jìn)行判斷，如果看到設(shè)備中冒出白煙，可以判斷出電氣設(shè)備過(guò)渡受熱，是水分蒸發(fā)產(chǎn)生大量水蒸氣導(dǎo)致的，可以說(shuō)其并不屬于真正的“煙”，只要對(duì)其進(jìn)行烘干處理就可以解決。如果看到設(shè)備中冒出黃煙，可以判斷出電源過(guò)電流導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱，設(shè)備上的膠布以及油漆在高溫的烘烤下冒出黃煙，需要進(jìn)一步檢測(cè)過(guò)電流產(chǎn)生的原因并及時(shí)處理，防止設(shè)備被燒壞。如果看到設(shè)備中冒出黑煙，可以判斷出系統(tǒng)中的某個(gè)電氣設(shè)備已經(jīng)被損壞，絕緣系統(tǒng)失去作用，需要馬上斷開(kāi)設(shè)備，對(duì)受損設(shè)備以及損壞原因進(jìn)行檢查，并及時(shí)更換。

其次是耳聽(tīng)，如果設(shè)備鐵芯中含有線(xiàn)圈，通電后就會(huì)發(fā)出聲音。如果發(fā)出嗡嗡聲，聲音比較柔和均勻，就可以判斷出設(shè)備處于正常工作狀態(tài)下；聲音比較急躁，大小不均勻，可以判斷出設(shè)備通電電流發(fā)生急劇變化，有可能是機(jī)械故障，也有可能是電氣故障。如果發(fā)出滋滋聲，可以判斷出設(shè)備出現(xiàn)不正常放電問(wèn)題，有可能是設(shè)備發(fā)生短路，也有可能是導(dǎo)體連接處發(fā)生電弧。如果發(fā)出“啪啪”聲，聲音比較響亮，類(lèi)似放槍?zhuān)梢耘袛喑鲈O(shè)備中的元件可能已經(jīng)被燒熔。如果聲音比較沉悶，可以判斷出故障點(diǎn)不在外側(cè)，而是在深處。

最后是觸摸，技術(shù)人員將手放在設(shè)備外殼上，如果感覺(jué)非常燙，說(shuō)明表明溫度達(dá)到了50度，而電器設(shè)備的內(nèi)部溫度一般比外殼要高出10度到20度，說(shuō)明設(shè)備內(nèi)部溫度很有可能已經(jīng)超過(guò)了電動(dòng)機(jī)的工作的極限溫度。如果不采取降溫措施，電動(dòng)機(jī)就會(huì)加速老化，降低使用壽命。

2.2短路與斷路檢測(cè)法

首先是試燈檢測(cè)法，就是將發(fā)動(dòng)機(jī)用夾子夾住，接通開(kāi)關(guān)以后，用測(cè)試棒逐段檢測(cè)，如果試燈亮了，說(shuō)明電路正常接通。如果試燈不亮，說(shuō)明發(fā)生斷路故障，故障點(diǎn)就處于亮燈和不亮燈之間。

其次是利用電壓表對(duì)斷路情況進(jìn)行檢測(cè)，需要在發(fā)動(dòng)機(jī)上連接直流電壓表的一個(gè)接線(xiàn)柱，將測(cè)試棒從另一個(gè)接線(xiàn)柱上引出，之后接通開(kāi)關(guān)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行逐段檢查。如果電壓表存在指示電壓，說(shuō)明電路正常接通。如果電壓表中沒(méi)有指示電壓，說(shuō)明發(fā)生斷路故障，故障點(diǎn)位置就處于有無(wú)指示電壓的兩點(diǎn)之間。

最后是電源短接檢測(cè)法，這種方法主要用來(lái)判斷設(shè)備是否發(fā)生短路故障。按照檢測(cè)要求連接好電路后通電，如果保險(xiǎn)絲熔斷，說(shuō)明存在短路故障，檢測(cè)短路具體部位時(shí)，可以采用電源短接法。將火線(xiàn)從蓄電池上引出，從用電設(shè)備向著開(kāi)關(guān)方向逐段接觸檢測(cè)，根據(jù)設(shè)備反應(yīng)判斷出故障位置。

2.3綜合診斷法

電氣系統(tǒng)的檢測(cè)有很多種方法，這些方法雖然在維護(hù)機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮重要作用，但是仍舊不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。首先，檢測(cè)功能比較單一，每次檢測(cè)大多數(shù)都是針對(duì)一種或者是幾種電氣設(shè)備，綜合性不強(qiáng)；其次，檢測(cè)過(guò)程中的自動(dòng)化程度不高，檢測(cè)效率還有待提升；最后，故障診斷結(jié)束以后，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)或者是漏報(bào)問(wèn)題，為后續(xù)維修工作帶來(lái)麻煩。為了解決上述問(wèn)題，人們提出了綜合診斷方法，就是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，將各種診斷方式綜合起來(lái)使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短。該種診斷方式的應(yīng)用范圍較廣，自動(dòng)化程度高，可以對(duì)輸出電壓以及激磁電流等重要設(shè)備信息進(jìn)行時(shí)時(shí)采集，系統(tǒng)自動(dòng)將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果判斷出故障位置，并在系統(tǒng)中直接顯示出來(lái)。技術(shù)人員可以根據(jù)系統(tǒng)顯示的故障位置以及故障類(lèi)型直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，針對(duì)性較強(qiáng)，用最短的時(shí)間修復(fù)故障，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.4紅外線(xiàn)診斷法

在機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)故障檢測(cè)中，紅外線(xiàn)診斷法是一種較為先進(jìn)且技術(shù)含量較高的診斷方法，其主要通過(guò)紅外熱像儀進(jìn)行具體的機(jī)械化設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障檢測(cè)。具體來(lái)說(shuō)，紅外線(xiàn)診斷法在具體應(yīng)用中通過(guò)紅外熱像儀對(duì)出故障的機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的表面溫度、熱譜圖、相對(duì)溫差進(jìn)行相關(guān)比較與分析，通過(guò)對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)不同部位進(jìn)行紅外線(xiàn)診斷的比較分析，得出相關(guān)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)是否存在故障這一結(jié)果。這種機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)故障檢測(cè)是根據(jù)相關(guān)故障會(huì)造成機(jī)械設(shè)備短路、繞組、磁路、介損增大等現(xiàn)象，因此紅外線(xiàn)診斷法通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)是否存在相關(guān)檢測(cè)圖像不穩(wěn)定、不規(guī)律進(jìn)行具體故障的判斷。

總結(jié)：在機(jī)械設(shè)備中，電氣系統(tǒng)是非常重要的組成部分，系統(tǒng)性能對(duì)設(shè)備能否正常運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。因此，需要采用科學(xué)、有效的方法檢測(cè)和判斷系統(tǒng)故障，所以我們說(shuō)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷是一門(mén)集多種學(xué)科為一體的綜合學(xué)科，而對(duì)其的相關(guān)研究也必將推動(dòng)我國(guó)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，所以我國(guó)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)必須通過(guò)不斷地深入研究，在不斷解決各類(lèi)新型機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷問(wèn)題的同時(shí)，采用世界中多領(lǐng)域的研究成果加深自身的技術(shù)含量，以此更好的進(jìn)行機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷工作。本文介紹了幾種常用的故障檢測(cè)方法，希望能為我國(guó)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷提供一些啟發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂灝.工程機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)故障分析及檢查排除[J].無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技，2015，01：114.

作者簡(jiǎn)介：

賈明越，男，山東省青州市，武漢紡織大學(xué)