機械電氣系統設計和常見故障分析的方法淺析

侯振華

摘要：隨著自動化技術在各行業的應用及普及，使得電氣系統的應用領域在逐步拓展。但是由于電氣系統內部構造的復雜性，以及組成元器件的多樣性，常常受到外界影響或系統自身問題而發生運行故障，給機械工程生產建設帶來不利影響。機械電氣系統作為維護工程機械正常運行的“神經網絡”，可實現對工程機械工作模式、傳動、制動等的有效調控，是提高工程機械運行效率、保障其安全生產的重要條件。

關鍵詞：機械電氣;系統設計;常見故障分析;方法淺析

1導言

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。

2電氣系統的組成

電氣系統組成依據不同的功能進行分類可分為4部分：（1）電源線路。工程機械制造中應用較多的電氣系統為單線制直流電氣系統，按供應電壓的不同分為12V和24V兩種。其中電源總開關、發動機、起動機、蓄電池是共同組成電氣系統的直流電源。（2）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。電氣系統中所用儀表的種類和數量都非常多，不同的儀表具有不同的功能，他們共同作用，幫助電氣系統完成對各個系統的監測和測量。（3）照明系統。照明系統除具備基本的照明功能外，還能根據信號燈的指示實現對電氣系統設備故障的報警和警示功能，幫助工作人員及時發現系統故障。照明系統主要由前組合燈、后組合燈、工作燈及報警燈等部分組成。（4）指示器。工程機械中常用的指示器為指示燈，利用指示燈發出的信號提醒工作人員操作出現問題。指示器與電壓表等儀表結合使用，可幫助工作人員及時發現異常并做出有效處理，確保工作安全。

3有關電氣系統及電氣自動化技術的概念闡述

3.1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。

3.2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。

3.3電氣系統自動化的涵義

作為電力生產行業和現代自動化技術結合的典范，電氣系統自動化就是通過自動化的現代技術對電力及其相關設備進行合理高效的自動管理。將自動化技術同電氣系統相結合的目的主要有以下幾點：（1）有效的提升電力行業的管理控制效率，節省勞動力;（2）推動提高電氣系統的安全保障性能;（3）以現代技術促進電力行業整體發展。

3.4自動化的電氣系統的發展歷程

20世紀50年代以前，電力系統尚處于初始的發展階段，它的電力容量在幾百萬千瓦左右，單機容量也較低，電力系統自動化的發展剛剛開始起步，只有較為簡單的裝備可以進行初級自動化控制，而且這些自動技術的運用僅限于以安全保護和過程自動調節等方面。到了50年代中期，50～60年代，電力系統的發展規模有了跨越性的發展，電力的總容量不斷提高，單機容量的大小也達到了20萬瓦，在電力系統較完善的地區形成區域聯網。各種新型的裝置開始研發，并逐步地運用到實踐中。70～80年代，隨著計算機的出現，網絡管理設備開始運用到了電力系統當中。

4工程機械設備中電氣系統常見故障

4.1工程機械電氣系統常見故障

（1）傳感器故障。傳感器是電氣系統重要的組成部分，它的作用是實現非電信號與點信號之間的相互轉換。一旦傳感器發生故障導致信號轉化失敗，其對應的電氣控制系統就無法正常工作。電氣系統的正常運行需要借助電壓傳感器、電流傳感器以及溫度傳感器共同運作來為系統的安全運行創造條件。（2）警報指示異常。警報燈指示異常是工程機械電氣系統常見故障類型之一。電氣系統中警報燈無法正常工作是由于發電機發電能力不足或不能自行發電，以及保險絲發生問題，導致警報指示發生異常。（3）機油壓力燈異常。當電氣系統中機油壓力無法滿足其正常工作的需要，或機油壓力開關受損時都會導致機油壓力燈失常，此時工作人員要先對機油壓力進行測量，若發現壓力不在正常范圍內要請專業人員進行維修。導致機油壓力燈異常的另一個原因是線束發生短路，可通過檢測電阻表電阻值的方式來判斷其是否發生異常，然后根據檢查結果及時進行處理。

4.2故障分析

（1）現場觀察分析。針對電氣系統故障類型及不同的表現形式，檢修人員要及時針對故障現象展開分析，并加強與機床操作人員的溝通和交流，準確了解電氣系統出現故障前后的變化及表現形式。同時要運用觀察分析法對設備進行檢查，采用看、摸、聽等外觀檢查法找出系統故障范圍，從而準確判定故障發生位置。另外，要做好整個檢修過程的詳細記錄，必要時可采取視頻影像的方式進行資料留存。（2）合理分析電氣設備的運行理論。電力系統由不同的功能單元組成，包含的元器件種類和數量非常多，其中任何一個細小的環節發生問題，都會影響到整個系統的正常運行。為確保電氣系統持續穩定的運行，必須要綜合分析每個單元的工作原理及運行工況，同時要結合不同設備功能和布局的差異，對其相關的控制線路也要區別分析，維修人員要熟練掌握不同線路的原理和理論知識，只有這樣才能提高故障處理效率，降低停機檢修時間。（3）維修方案。依據故障表現形式對其產生原因進行深入分析并準確確定故障發生位置后，要邀請專家和專業技術人員就電氣系統運行故障商討維修方案，在制定維修方案的過程中，要積極聽取一線工作人員的意見和建議，立足電氣系統運行現狀，從專業技術層面制定出切實可行的維修方案，確保維修方案滿足電氣系統實際操作程序，具有較強的針對性和實用性。

5結語

基于機械電氣系統常用設計方法分析可知，導致電氣系統常見故障發生的原因是多方面的，結合電氣系統工作原理及工作特點，維修人員可根據故障表現形式采用現場觀察分析的方法，對設備關鍵部位進行針對性的排查，由此可不斷提升故障檢修效率。同時工作人員要加強對電氣系統運行情況的監管，注重日常維護與檢修，從而有效降低設備故障發生概率，確保電氣系統安全穩定的運行，為提高工程機械生產效率發揮作用。

參考文獻

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