機械電氣系統設計和常見故障分析的方法淺析

李雷兵 李涌濤 秦浩

摘要：隨著工程建設的不斷推進，機械電氣系統在工程建設中扮演著重要的角色，與此同時人們對電氣系統的要求也越來越高，但是在電氣系統運行的過程中經常出現故障。本文主要從機械電氣系統的組成部分、設計方法出發，淺析電氣系統故障分析的方法，為識別電氣系統故障提供新的思路進而提高電氣系統的運行效率。

關鍵詞：機械電氣系統;常見故障;分析方法

隨著我國科技的進步，電氣系統的使用范圍越來越廣，但是在電氣系統運行過程中往往因為電氣系統出現故障而延誤機械工程建設，機械電氣系統作為機械工程的重要環節對其必須要給予一定的重視。本文以工作中的經驗為基礎，淺析電氣系統的常見故障以及其解決方法。

1.有關電氣系統及電氣自動化技術的概念闡述

1.1電氣系統的涵義

電氣系統不同的電氣零部件和設備構成的整體的系統，它在電路運行中充當著十分重要的角色電氣系統常與自動化技術相聯系。

1.2電氣控制系統的功能用途

在整個電氣系統中，不同設備、不同環節都有著截然不同的控制步驟。為了保證系統的正常高效運作，需要不同功能的電氣設備進行輔助，這樣通過電器的組合，電力系統的運行才會暢通無阻。這些電器設備的功能多種多樣，分為以下幾個方面：（1）控制電路運行過程的功能：在電力系統中，一些較為重要或者在系統中處于中心位置的控制設備體積較大，不便于人工操作，所以一旦這些電器運行過程中出現了問題，需要自動化的現代技術對設備進行自動的控制，這時，現代化機械電氣技術便能夠發揮作用，既保障了電路安全，又提高了工作效率。（2）保護電氣設備的功能。由于長時間高強度的運作，有些電氣設備與線路在運行過程中會出現超負荷的情況，這種情況一般是指通過這些設備的電流量超過了設備所能承受的最大量，這時控制系統就會發揮作用，通過對故障信號進行詳細的檢查，會對故障造成的原因進行自動地挑選和分析，從而進行設備運行暫時中斷或者切斷電源，以此來保護整個電力系統免遭巨大的損失。（3）監視功能。電流是眼睛看不見的，一臺設備是否處于正常穩定的工作狀態，有無故障的產生，無法從肉眼的觀察中得出結論，這時，各種微型設備如信號檢測燈、或溫度顯示器等就可以發揮重要作用，對電氣設備進行有效及時的監測。

2.電氣系統的組成

從功能上劃分電氣系統主要由以下四個部分組成。第一，電源線路。在機械工程制造中最常見的就是單線制直流電氣系統，其以電壓為基礎進行劃分，可以分為12V和24V兩種。其中電源總開關、發動機、起動機、蓄電池是直流電源的重要組成部分。第二，儀表。電壓表、變矩器油溫表、電壓表以及冷卻液溫度表是在機械工程中常用的儀表，不同的儀表具有不同的用處，因此在使用過程中主要是根據不同的機械設備使用不同的儀表。其中，在機械工程中儀表的種類有很多，除了以上常見的儀表，還有車速表、轉速表等應用到高端機械設備的儀表。第三，照明系統。照明系統在機械工程中主要有兩個作用，一方面是照明作用，主要機械設備在夜間工作時照明系統進行照明;另一方面是警報作用。當機械設備出現故障時，照明系統會通過信號等進行警示。照明系統主要是由前組合燈、后組合燈、工作燈以及報警燈等部分組成，在電氣系統中起著重要作用。第四，指示器。指示器主要起到提醒警示的作用，當工作人員操作成功或者操作失敗時，指示器都會發出信號，指示器一般是與電壓表等儀表組合在一起，保障工作人員的人身安全。

3.有關機械電氣系統方案設計

能否正確合理地設計電氣系統，會對全部電氣設備是否能正常高效穩定的工作以及相關工作人員和設備的安全程度產生重要影響，因此安全問題是電氣系統設計時首要考慮的問題。電氣系統的設計要從花費成本、產品性能和電器的類型等多各方面考慮。

（1）了解掌握電氣系統設計的技術要求和整個工程機械部分的電氣裝備情況，進行原理圖構思;通過對整個系統和各個零部件之間的關系和組合狀況的分析，進行電氣系統原理圖的初步設計和繪制。在進行原理設計時，要著重考慮最重要的電器裝備的性能參數以及相關的功能和用途。

（2）成本分析：為整個工程機械電氣系統的初步設計、安裝和后期工程進行全面的成本預算分析。在整體預算的范圍內，不僅要考慮電氣系統所占的比例和成本控制策略，對于相關機械的更新、維修、檢查都要做出合理預算數額。無論是電器零件的選擇，還是施工隊伍的施工效率和可靠程度，都應當作出有效的規劃和設定。

（3）電器件選型：在成本預算范圍內，選擇滿足性能參數的電器件廠家和型號。在選擇電器出產廠家時，要對該生產商的產品質量、功能、用途進行全面的調查。另外，對于所選擇的電器件，不僅要符合國家相關標準和法律條例，還要滿足市場的需求和使用規范。在涉及到出口產品時，還應關注出口國家相關特殊法律法規和標準要求，以免在交易和運輸過程中出現難以解決的問題。

（4）功能的合理配置：作為現代機械自動化和電氣系統結合的產物，機械電氣系統必須要達到高效推動電力系統運行，及時有效的對故障設備進行自動報警、切斷的目的。因此，在設計電氣系統時，應當確保電氣自動化系統中的各個環節、各個設備都處于實時的監控和監測當中，無論是電氣系統的自動運行還是關閉，自動化技術的功能必須立刻實現，以此達到提高效率、節省時間的目的。

（5）確保機械電氣系統各個環節的兼容性：在設計系統運行方案和電器選購時，一定考慮系統是否能夠順暢運行以及各個電氣設備能否互相兼容在設計過程中，對于功能拓展性、優化性、以及功能兼容性等優勢要給予高度的重視，要激發數字、邏輯控制的功能優勢。

4.機械電氣系統常見故障分析的方法

機械電氣系統是個比較復雜的系統，因此在對機械電氣系統進行組裝時會出現差錯，進而導致電氣系統在運行過程中出現故障，其常見的故障及解決方法主要有以下幾個方面：

（1）傳感器受損。傳感器的主要作用就是將外界的信號轉變成電信號，當傳感器出現異常時就會信號無法識別，無法轉化，進而導致整個電氣系統停止運行。短路、斷路以及電阻失準都是傳感器出現故障的表現，因此在日常工作中要及時對傳感器進行檢查，及時維修和更換。

（2）報警燈異常。在電氣系統運行過程中報警燈出現異常主要表現在發電機不能自行發電，當發電機不能進行正常工作時首先要啟動發動機讓其保持在中速運轉，同時檢測報警燈，使其電壓保持在30V左右，最后對其輸出電壓進行檢測，正常情況下，電壓應為15V，如果低于15V，說明發電機存在隱患，此時工作人員要先對電路進行檢測，查看是否出現短路或者斷路等問題，然后再對報警器的異常情況進行分析。當報警燈出現異常時也有可能是保險絲出現問題，解決方法是讓工作人員直接檢查保險絲，看保險絲是否有熔斷的現象。

（3）機油壓力燈異常。當電氣系統中機油壓力過低或者機油壓力開關受損時都會引起機油壓力燈異常，在這種情況下工作人員要先對機油壓力進行測量，如果其存在異常就要請專業人員進行及時的維修。同時當線束短路時也會使機油壓力燈出現異常，其解決方式是先檢測電阻表記錄電阻值，如果電阻值為零說明電路存在問題，需要進行維修，如果不為零則電路正常，是其他原因導致機油壓力燈異常。

5.結束語

通過對機械電氣系統的設計以及故障進行簡單分析，發現電氣系統的構成比較復雜其出現的故障的原因有很多。但是機械電氣系統在機械工程中發揮著重要的作用，因此工作人員必須要對電氣系統的安全問題給予重視，在實際工作中工作人員要根據實際情況及時對電氣系統的關鍵部分進行檢查與維修，找出故障出現的原因，及時解決問題，同時也要對電氣系統的故障問題進行分析總結，保證電氣系統的正常運行，提高工作效率。