電力拖動(dòng)控制線路的故障分析

【摘要】近年來(lái)，隨著電子技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，相續(xù)出現(xiàn)了順序控制，可編程無(wú)觸點(diǎn)斷續(xù)控制，采樣控制等多種控制方式。由于電力在生產(chǎn)，傳輸，分配，使用和控制方面的優(yōu)越性，使得電力拖動(dòng)具有方便，經(jīng)濟(jì)，效率高，調(diào)節(jié)性能好，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，所以電力拖動(dòng)控制線路系統(tǒng)獲得了廣泛的應(yīng)用。電力拖動(dòng)控制線路常發(fā)生的故障主要分為硬故障、軟故障和間歇性故障。本文首先介紹了現(xiàn)階段電力拖動(dòng)控制線路的發(fā)展情況，從應(yīng)用重點(diǎn)、方式方法和具體分類等方面進(jìn)行了具體介紹，論文的重點(diǎn)以電力拖動(dòng)設(shè)備的控制線路為主要研究對(duì)象，針對(duì)上述三種故障原理進(jìn)行具體的故障測(cè)量分析方法，并重點(diǎn)就電阻測(cè)量分析法進(jìn)行了具體分析，給出了在進(jìn)行故障分析時(shí)所需要注意的事項(xiàng)，為電力拖動(dòng)控制線路的實(shí)際控制提供了理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】電機(jī)設(shè)備；電力拖動(dòng)控制線路；故障測(cè)試；電阻測(cè)量分析法

【中圖分類號(hào)】S126 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2012）09-0308-01

近年來(lái)，隨著電子技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，相續(xù)出現(xiàn)了順序控制，可編程無(wú)觸點(diǎn)斷續(xù)控制，采樣控制等多種控制方式。由于電力在生產(chǎn)，傳輸，分配，使用和控制方面的優(yōu)越性，使得電力拖動(dòng)具有方便，經(jīng)濟(jì)，效率高，調(diào)節(jié)性能好，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，所以電力拖動(dòng)控制線路系統(tǒng)獲得了廣泛的應(yīng)用。

電力拖動(dòng)控制線路是用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，其由各種控制電動(dòng)機(jī)，電器，自動(dòng)化元件及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成，電動(dòng)機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是在電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間傳送動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，如速箱，聯(lián)軸器，傳動(dòng)器等。按電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的組合數(shù)量分，電力拖動(dòng)的發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了成組拖動(dòng)，單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)三個(gè)階段。從電力拖動(dòng)的控制方式來(lái)分，可分為斷續(xù)控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)兩種，在電力拖動(dòng)發(fā)展的不同階段兩種拖動(dòng)方式占有不同的地位，且呈現(xiàn)交替發(fā)展的趨勢(shì)。

隨著電力拖動(dòng)的出現(xiàn)，最早產(chǎn)生的是手動(dòng)控制電器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的手動(dòng)斷續(xù)控制方式，隨后逐步發(fā)展為有繼電器，由接觸器等組成的繼電接觸式有觸點(diǎn)斷續(xù)控制方式。這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定成本低且維護(hù)方便，不僅可以方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，而且可實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，所以目前生產(chǎn)機(jī)械仍廣泛使用。但這種控制僅有通和斷，這兩種狀態(tài)，其控制是斷續(xù)的，即只能控制信號(hào)的有無(wú)，而不能連續(xù)控制信號(hào)的變化。為了適應(yīng)控制信號(hào)連續(xù)變化的場(chǎng)合，又出現(xiàn)了直流電動(dòng)機(jī)連續(xù)控制。這種控制方式可充分利用直流電動(dòng)機(jī)調(diào)逮性能好的優(yōu)點(diǎn)，得到高精度，寬度范圍的平滑調(diào)速系統(tǒng)。

本文首先介紹了現(xiàn)階段電力拖動(dòng)控制線路的發(fā)展情況，從應(yīng)用重點(diǎn)、方式方法和具體分類等方面進(jìn)行了具體介紹，論文的重點(diǎn)以電力拖動(dòng)設(shè)備的控制線路為主要研究對(duì)象，針對(duì)上述三種故障原理進(jìn)行具體的故障測(cè)量分析方法，并重點(diǎn)就電阻測(cè)量分析法進(jìn)行了具體分析，給出了在進(jìn)行故障分析時(shí)所需要注意的事項(xiàng)，為電力拖動(dòng)控制線路的實(shí)際控制提供了理論依據(jù)。

電力拖動(dòng)控制線路常發(fā)生的故障主要分為硬故障、軟故障和間歇性故障。其中硬故障又稱突變故障，包括電動(dòng)機(jī)、電器元件或?qū)Ь€顯著的發(fā)熱、冒煙、散發(fā)焦臭味、有火花等故障，多是過(guò)載、短路、接地、從而擊穿絕緣層燒壞繞組或?qū)Ь€等原因造成的。而軟故障又稱漸變故障，除部分由于電源、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器等出現(xiàn)問(wèn)題外，多數(shù)是控制電器問(wèn)題，如電器元件調(diào)整不當(dāng)、機(jī)械動(dòng)作失靈、觸頭及壓接線頭接觸不良或脫落等。間歇性故障是由于元件的老化，容差不足、接觸不良因素造成，僅在某些情況下才表現(xiàn)出來(lái)的故障。

判斷故障范圍的方法主要有排除法和邏輯分析法，但是這些方法的應(yīng)用在高速發(fā)展的電機(jī)設(shè)備中已經(jīng)不能完全滿足。本文以電力拖動(dòng)設(shè)備的控制線路為主要對(duì)象，針對(duì)不同的故障原理進(jìn)行具體的故障分析，并重點(diǎn)就電阻測(cè)量分析法進(jìn)行了具體分析。

在電動(dòng)機(jī)控制線路工作中，同一個(gè)故障現(xiàn)象的出現(xiàn)可能是由不同的原因造成的，故障點(diǎn)的最終確定需要借助一定的工具，在熟悉原理圖的基礎(chǔ)上，采用合理法如下：

（1）用試驗(yàn)法觀察故障現(xiàn)象，結(jié)合原理圖初步判定故障范圍

試驗(yàn)法是在不擴(kuò)大故障范圍，不損壞電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的前提下，對(duì)線路進(jìn)行通電試驗(yàn)，通過(guò)觀察電氣設(shè)備和電器元件的動(dòng)作，檢查各控制環(huán)節(jié)的動(dòng)作程序是否符合要求，并結(jié)合故障現(xiàn)象作具體的分析，迅速地縮小故障范圍，從而判斷出故障所在。這種方法是一種以準(zhǔn)為前提，以快為目的的檢查方法，特別適用于對(duì)復(fù)雜線路的故障檢查。

（2）用測(cè)量法確定故障點(diǎn)

測(cè)量法是利用電工工具和儀表（如測(cè)電筆、萬(wàn)用表、鉗形電流表、兆歐表等）對(duì)線路進(jìn)行斷電或帶電測(cè)量，是查找故障點(diǎn)的有效方法。下面介紹最常用的電阻分階測(cè)量法和電壓分階測(cè)量法。

電阻分階測(cè)量法如圖1所示線路，若故障現(xiàn)象為按下啟動(dòng)按鈕SBl時(shí)，接觸器KM不吸合，說(shuō)明控制電路有故障。

電阻分階測(cè)量法是在看清故障現(xiàn)象后，斷開電源的情況下，用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)量線路的直流電阻參數(shù)并最終找到故障點(diǎn)的方法。由于此方法是在斷電的情況下操作，相對(duì)比較安全，是初學(xué)者最常用的檢測(cè)方法。

測(cè)量檢查時(shí)，在確保熔斷器FU2良好后切斷控制電路電源，把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)位置于適當(dāng)倍率的電阻擋，然后按圖1所示方法進(jìn)行測(cè)量。

一人按下SBl不放，另一人用萬(wàn)用表依次測(cè)量O-1、0-2、0-3、0-4各兩點(diǎn)之間的電阻值，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可找出故障點(diǎn)，見表1。

這種測(cè)量方法如同下（或上）臺(tái)階一樣依次測(cè)量電阻，所以叫電阻分階測(cè)量法。

電壓分階測(cè)量法是在控制回路不斷電的情況下，采用分階測(cè)量電壓的方式檢修。若故障現(xiàn)象仍如電阻分階測(cè)量法中一樣。測(cè)量檢查時(shí)，首先把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓500V的擋位上，斷開主電路，接通控制電路的電源（這點(diǎn)與電阻分階測(cè)量法不同），然后按圖2所示方法進(jìn)行測(cè)量。

檢測(cè)時(shí)需要兩人配合進(jìn)行。一人先用萬(wàn)用表測(cè)量O和l兩點(diǎn)之間的電壓，若電壓為380V，則說(shuō)明控制電路的電源電壓正常。然后由另一人按下SBl不放，一人把黑表棒接到O點(diǎn)上，紅表棒依次接到2、3、4各點(diǎn)上，分別測(cè)量出0-2、0-3、0-4兩點(diǎn)間的電壓。根據(jù)其測(cè)量結(jié)果即可找出故障點(diǎn)，見表2。采用分階測(cè)量電壓的方式檢修設(shè)備時(shí)，由于是帶電檢修，必須要有人監(jiān)護(hù)，且操作時(shí)要格外小心，避免發(fā)生觸電及短路事故。

在實(shí)際維修工作中，由于電動(dòng)機(jī)控制線路種類很多，故障也不是千篇一律的，就是同一種故障現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位也不一定相同。因此，采用以上故障檢修方法時(shí)，不要生搬硬套，而應(yīng)按不同的故障情況靈活運(yùn)用，力求快速、準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)，查明原因，及時(shí)正確地排除故障。

在進(jìn)行上述方法進(jìn)行故障檢修時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)包括以下幾點(diǎn)：

（a）在排除故障的過(guò)程中，故障分析、排除故障的思路和方法要正確。

（b）用測(cè)電筆檢測(cè)故障時(shí)，必須檢查測(cè)電筆是否符合使用要求。

（c）不能隨意更改線路和帶電觸摸電器元件。

（d）儀表使用要正確，以防止引起錯(cuò)誤判斷。

（e）帶電檢修故障時(shí)，必須有另一名電工在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，并要確保用電安全。

（f）排除故障應(yīng)盡可能在較短時(shí)間內(nèi)完成，以免給正常生產(chǎn)帶來(lái)較大影響。