機械電氣系統設計和常見故障分析的方法

劉園園

（山東清華康利城市照明研究設計院有限公司，山東 濟南 250000）

1 電氣系統的組成部分

1.1 儀表

在工程機械設計當中，主要應用的儀表有電壓表、冷卻液溫度表、變矩器油溫表、傳感器等幾類組成，在定位高端的工程機械設備，還包括一些傳感器、轉速表、車速表等，可以依據不同的機械設備類型進行合理的選擇。

1.2 電源線路

針對工程機械當中非常常見的單線制直流電氣系統為例，根據工作當中的電壓標準，主要將其分為12V 和24V 兩種類型，直流電流是以幾個部件所組成，主要有發電機、電源總開關、起動機、蓄電池等部件。

1.3 指示器

指示器在工程機機械設備當中是最為常用的指示燈，經常是和儀表相結合，主要是用于為機械設備的操作人員提醒和指示信息，以保證工作人員的安全作業和機械設備的正常運轉。

2 工程機械電氣系統的具體設計方法與步驟

2.1 原理圖設計

電氣系統是保證工程機械順利生產的重要環節，同時也是維系工作人員人身安全的基礎，因此，在設計時要嚴格按照國家相關行業設計規范進行。設計原理圖時要從兩方面入手，一是采用國家標準通用的標志和符號對系統內所用的各個電器件進行標注。二是對電路圖進行設計時，要結合電氣系統內部各功能單元的工作特點及工程機械的使用需求對電路進行優化，并對線束中的插件和插件孔進行明確標識。

2.2 總體成本分析

由于電氣系統的組成較為復雜，在設計時要出于經濟方面的考慮，實現對線路圖、各元器件的科學配置，最大限度降低系統總體投入，減少不必要的浪費。在設計階段，工作人員在深入分析工程機械的原理圖基礎上，對整個電氣系統設計做出工程預算，盡可能地將設計投入控制在預算范圍內。

2.3 電器件類型的科學選擇

進行電器件選擇時，要綜合考慮電氣系統的技術要求及電氣設備工作環境，按照國家相關規范要求進行選擇。常用的電器件主要有壓力表、蓄電池、燈具等，在進行選擇時，除對電器件的基本性能和物理特性進行評價外，同時要考慮電器件的整體通用性能和兼容度。在電器件質量和性能同等條件的情況下，優先選用成本較低的供應廠家。

2.4 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。

3 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：

3.1 傳感器受損

感應器在整個工程機械電氣系統中是極為重要的組成件。每一個電氣的控制系統都是通過電力系統發出信號的方式來實現的，但是電力信號并不能準確自動發出指令，而是借助感應器將非電力信號轉化成電力信號，以此實現對整個控制系統上的信號傳輸。因此，感應器發生損壞，就會直接影響到整個工程機械電氣系統正常使用。在工程機械電氣系統中，經常會使用溫度感應器，其主要的功能就是通過溫度的變化來判斷電氣系統的狀況，進而發出指令。假若溫度感應器出現故障，就不會對某些溫度進行監控，這樣就會使得電力控制系統出現不同程度上的問題，最終使得整個發動機出現故障。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。

3.2 異常

這種異常情況的出現通常是指電氣設備上具有警報功能的相關設備的提醒。一些感應設備的接觸異常或者是溫度警報器對于設備溫度的監測，都會導致這些異常狀況的出現。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。

3.3 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。

4 結語

工程機械電氣系統設計，相關的工程人員要有著高水平的知識涵養，進行精細化的加工，實現更好的運行效果。除此之外，工作人員還要做好機械的維護保養工作，制定有關的應急預案，必要時采取合理有效的應急預案實現工程機械電氣系統穩定運轉。