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虽然不清楚电子结构电器元件的构造,也不知道一个电器元件与其他元件构成的性能值,但是相同产品自身的结构及性能数值是可以确定的,只要是相同的产品电器元件,它们就会有相同、确定的电阻值,这个电阻值就可以成为检测中的一个标准对照值。如果某个电器元件出现了问题,那么只用检测其两端的电阻值,得出的电阻值与标准对照值进行对比。如果检测出来的电阻值与标准对照值一致,那么可以确定这个电器元件是没有问题的,如果检测出来的电阻值与标准对照值不同,那么这个电器元件出现了故障。
例如:检测发动机电子控制单元,选取一辆奥迪A4轿车,装备1.8T的发动机,行驶约5.1万km,采用ME7.5电控燃油喷射系统。在行驶的半路中熄火,无法再起动。经过简单的检测和查看,熄火后没有起动起来,证明没有火花的点燃现象,所以油泵和火花塞都不再继续工作;用解码器再对执行工作元件开始检测后可以发现,一切的工作又恢复正常,迹象表明油泵、油泵继电器等点火系统是好的,连接路线之间都没有问题。接着查看各类温度、气缸压力数据,这些也都处于正常。只要购买一块新的换上即可。
2“电子性”检测法与旧方法的对比及分析
排除法不仅需要很多的时间,同时没有办法准确的判断出是哪个电器元件出现了故障,甚至电子控制系统中的电器元件完全无法诊断出本身是否存在故障,这种完全的不确定性,大大影响了汽车电器元件的检测质量[3]。
换件法是三种旧方法中最浪费时间的一种方法,并且由于判断中存在的不确定性,要花费大量的金钱做基础,出故障的电器元件有很多种,所以用这种方法就需要每种电器元件都有备用的,如果正巧判断出是某个电器元件,那么买的新电器元件能用到,而没有用到的新电器元件便完全浪费了,如果没有检测出结果,那么买的所有新的电器元件都会浪费,成为一笔很大的损失,并且每块新的电子控制单元(ECU)在工作前都需要输入密码,而且都是一次性的,只要密码输入过后,换别的车上就无法使用,这也造成了严重的损失和浪费。
1、表测原理法
利用仪器仪表对某些电气设备进行检测,根据所测电气参数
大小,与正常电气的数据相比较后,来确定故障原因和部位。仪表测量常分为电阻法、电压法、电流法等。
①电阻法。电阻法的原理,电阻法是利用万用表的欧姆档测量电器元件、各类开关、接触器、继电器、热保护等电气参数通断和阻值,对晶体管、集成电路、电阻电容质量好坏的测量,及元件自身的电阻值来判断故障的一种检修方法。
电阻法的应用。电阻法是检修故障的最基本的方法之一。它是在断电的情况下进行的。电阻法有“在线”电阻测量和“脱焊”或“脱线”的电阻测量两种方法。“脱焊”和“脱线”电阻测量,在整个电路中将被测电器线路、电器元件从线路上拆下或从电路板上脱焊下来,再用万用表测量电阻的一种方法,这种方法操作起来比较麻烦,但测量的结果准确、可靠。“在线”电阻测量,由于被测器件接在整个电路中,由于受有些并联和串联支路的影响,可能影响到测量的准确性,应给予考虑。
②电气元件质量的检测,电阻法可以判断电器线圈、电阻、电容、电感线圈及晶体管的质量好坏,当测试有故障时,拆下进一步检测。
③各类开关、电气线路检测,对各类电气的开合检测,断开和闭合的接触电阻大小判断组件的好坏,断开电阻应大于几千欧,闭合电阻应小于0.5Q,否则为接触不良。特别是直电流24V电压降太大,使继电器PLC无法工作。
④接插件的通断检测。电器内部和各种电器之间的链接,如:配电柜和配电柜之间的链接,测量时可摆动或晃动插件来测量其电阻若阻值大小不定,则说明有接触不良的故障。几点说明:电阻法对检修开路或短路故障十分有效。检测中,往往先采用在线测方式,在发现问题后,可将元器件拆下后再检测。在线测试一定要在断电情况下进行,否则测得结果不准确,还会损坏万用表,有触电的危险。在检测低压(DC24V)开关接触电阻应小于0.5欧,防止高阻通路影响PCL正常工作,在测试低压电压(5V、3V)供电的集成电路的晶体管时,不要用万用表的R×10K档,以免损坏晶体管和集成电路。
2、代替实验法
①代替实验法的原理。代替实验法是用规格在相同、性能良好的电器元件或某一电路(整个电路板)代替某个电器元件或某个环节,从而确定故障点和原因。
②代替实验法应用,代替实验法是确定固定原因是准确性为百分之百,但操作时有时比较麻烦、有时很困难,所以在代替元件和电路板时一定要连接正确可靠不要损坏周围元件,避免造成人为新的故障,对容易拆装的零部件,如插件、嵌入式继电器等要做详细的检查往往比较麻烦,要代替法则简单易行,对某些电子零件,如晶体管、晶闸管用普通检查手段往往很难判断其性能(如热稳定、高频特性、大电流福安特性等)好坏,用代替法同样简单易行。在修理电器设备内部的印刷电路板元器件等时也采用替代法可大大缩短修理时间。若替代有怀疑的电器元件和零部件后设备即恢复正常,则故障就出在该电气元件或零部件上,如仍不正常则可能是其他原因,它是在感官诊断,综合表测之后才应用的替代法。几点说明:一是严禁大面积地采用代换试验法,胡乱取代。这不仅不能达到了修好电器的目的,甚至会进一步扩大故障的范围。二是代换试验法一般是在其他检测方法之后,对某个电器或电路有怀疑时才采用。三是替代电器或电路一定要规格相同,性能良好,连接正确牢固以免人为发生新的政策。
3、直观观察法
①直观观察的原理。直观法是凭人的感官,通过问、视、嗅、听、触觉对设备故障进行查找,从而找出故障原因和故障所在部位的一种检修方法。
②直观观察的应用。直观法是最基本的检查故障的方法之一,实施过程应坚持先简单后复杂、先外面后里面的原则。通过人的感官对电气设备故障进行有效的诊断,准确识别电气元件、各类开关、电子元件的形状、名称、电器符号都能一一对上号,能掌握电气设备中各类常用电器元件的结构、性能、用途、使元件可能有的故障以及故障现象和故障原因。
③打开机配电柜后,看各种控制开关、接触器、继电器、小型继电器、热保护有无卡住、跳闸、烧伤、短路、断路、变形等现象,观察电路板及电阻、电容等电子元件是否烧伤、变色有无漏液、裂胀及变形,印刷电路板上的铜箔和焊点是否良好,可用手拔下元气元件有无松脱,所有线路应接触良好。
对确认接通电源不会引起事故的电气设备可以通电检查,查看配电箱内电器元件有无打火冒烟现象。听电气设备内部有无异常声音,闻电器元件有无烧焦等异闻,手要摸一些有关的电器元件、小开关、接触器、热保护、晶体管、电容电阻、集成块等电路是否烫手,如有异常发热现象,应立即关掉电源。
4、电流法
①电流法的原理。电流法是通过检测电气设备的负载电流、各局部负载电流、控制回路的工作电流及晶体管、集成电路的工作电流、与正常值比较来确定电气故障的原因和部位。
②电流法的应用。电流法检测可分为钳型电流表和万用表测试。钳型电流表用于交流电路中,它不需要断开线路不需要停电,直接把需测的负载导线放入钳型表的虎口中即可测得,与正常值比较来确定故障的原因和部位。万能表测试电子线路时可以迅速找到晶体管发热,电源变压器发热的原因,也可检测晶体管集成电路工作状态的常用手段。但它必须断开电路把万用表串联在电路中。
5、电压法
①电压法原理。电压法是通过测量电器元件及电子线路的工作电压与正常值进行比较来判断故障的原因和部位的一种检测方法。
②电压法的应用。电压法可分为交流电压和直流电压两种测试方法。
【关键词】机床;电气故障;诊断与维修
1 机床设备的电气故障
1.1 电气故障产生的必然性
故障是指设备或系统因自身原因而丧失规定功能的现象。尽管我们对机床电气设备采取了日常维护、保养及定期检验、检修等有效措施,但仍不能保证机床电气设备长期正常运行,而永远不出现电气故障,因此必须及时查找并迅速排除故障。
1.2 故障的分类
机床电气设备常见的故障按性质产生原因,可以分为自然故障和人为故障两大类。
自然故障:机床在运行过程中,其电气设备常受到许多不利因素的影响,如电器动作过程中的机械振动和过电流的热效应将加速电器元件的绝缘老化变质、电弧的烧损、长期动作的自然磨损、周围环境的温度和湿度的影响、有害介质的侵蚀、元件自身的质量问题以及自然寿命等因素。
人为故障:机床在工作过程中,由于操作人员的操作不当,安装不合理或者其它外力破坏而造成的故障,也会造成机故。当故障有明显的外表特征时容易被发现,如电动机、电器的显著发热、冒烟、散发出焦臭味或火花等。这类故障是由于发动机、电器的绕组过载、绝缘击穿、短路或接地所引起的。
1.3 故障诊断及其处理的基本原则
当机床在运行过程中发生故障后,应立即切断电源进行检修。为了尽快找到故障点和故障原因,判断与处理原则如下:
(1)机床故障发生后,维修人员首先向机床操作人员了解机床在什么情况下出现的故障,故障现象如何,操作者采取了什么措施。
(2)分析可能造成故障的因素。机床电气设备出现的同一故障现象,原因是多种多样的,有可能是由于机械、电气控制系统等造成的。要准确地判断故障出现的环节和造成故障的原因,必须罗列所有的相关因素。
(3)确定故障产生的原因。由于造成故障的原因很多,因此维修人员必须利用该机床的资料、现场经验和判断能力,以及维修人员的机、电和液等综合技术知识及必需的测试手段、最后确定可能因素,然后通过必要的实验逐一查找,确定故障点。
(4)排除故障。找出故障点后,要针对不同故障情况和部位相应采取正确的排除方法,不要轻易采用更换元件和补线等方法,更不要轻易改动线路或更换规格不同的电器元件,以防产生人为故障。
2 常见的故障分析方法
(1)检修前的故障调查:故障调查主要有问、看、听、摸几个步骤。
问 机床故障发生后,维修人员首先向机床操作人员了解机床在什么情况下出现的故障,故障是首次突然发生还是经常发生,是否有烟雾、跳火、异常声音和气味出现,有何失常和误动作等。
看 观察一下熔断器内的熔丝是否熔断,电器元件及导线连接处有无烧焦。
听 电动机、控制变压器、接触器、继电器运行中的声音是否正常。
摸 在机床电气设备运行一段时间后,切断电源用手触摸有关电器的外壳或电磁线圈,试其温度是否显著上升,是否有局部过热现象。
(2)对机床电气原理图进行分析,确定产生故障的可能范围。
机床电气线路有的很简单,但有的也很复杂。对于比较简单的电气线路,若发生了故障,仅有的几个电器元件和几根导线一目了然,即使采用逐一电器、逐根导线依次检查,也容易寻找故障部位。
但是对于线路复杂的电器设备则不能采用上述方法来检查电气故障。电气维修人员必须熟悉和理解机床的电气线路图,这样才能正确判断和迅速排除故障。
(3)试验法:操作某一个开关或者按钮,线路中有关的接触器、继电器将按规定的动作顺序进行工作。若依次动作到某一个电器元件发现动作不符,即说明此电器元件或其相关电路有问题。再在此线路中逐项分析、检查,查找故障。
(4)测量法:利用万用表、电笔、检验灯对故障范围内的有关电器元件进行检查,常常能发现故障的确切的位置。
一、机床电气设备的日常维护保养的对象大体有:电动机,电池,电器元件和连接导线。
1、电动机的日常维护保养
我们知道,电动机是机床设备的主要动力源,是一台机床电气的重要组成部分,而且电动机的修复工作经常都是是既费力又费时,所以我们必须要给予电动机的日常维护保养工作充分重视。
避免水滴、油污落入电机内部。保持电动机的表面清洁干净。灰尘过多会导致散热不能正常,导致绕组过热。电动机时刻保持通风,且风扇一定要完好无损。
在环境较差的情况下,要检查绝缘电阻。高压电动机定子绕组绝缘电阻应大于或等于1兆欧/千伏,转子绝缘电阻大于或等于0.5兆欧方可使用。三相380伏的及各种低压电动机,其绝缘电阻太于或等于0.5兆欧。只有绝缘电阻达到标准规定的数值后才能使用。
检查电动机的温度是否正常。出现局部温度过高的,根据铭牌上所示的电动机绝缘等级检测。还要经常查看电动机是否有超负荷运行的情况,查看三相电流是否正常。
要时刻关注换向器的工作。换向器长期负荷运行下,其表面将产生一层深褐色的氧化膜,这层薄膜很坚硬,但此时还是认为是正常状态。因为这层膜既可增强换向器的耐磨能力,又不影响其导电能力。只有当换向器表面出现凹凸不平的现象时,才需要对其表面进行细心的研磨或车光,才能重新装配使用。
观察电动机在运动中是否有摩擦声或者其它杂声,启动是否困难。观察电刷与滑环间的接触是否良好。发现有不正常火花时,应进一步检查电刷,并校正电刷弹簧压力。检查轴承是否漏油或者发热,轴承脂应定期补充或更换(一般~年左右)。直流电动机电刷如果过渡磨损,就会影响电动机的性能,甚至造成电动机损坏。为此,应对电动机电刷进行定期检查和更换。对于数控车床、数控铣床、加工中心等,应每年检查一次。
二、电器元件的维护保养
1、机床各部件之间都是导线连接的,这些导线一定不要被油污等腐蚀,管接头处不可脱落。如发现类似情况应及时修复以免造成短路事故。
2、电气柜周边的耐油密封垫均应良好。门、盖应关闭严密,防止水油或者金属屑的落入,损坏电器。
3、不要在有腐蚀的环境下,放置元件,因为腐蚀气体会使电子元件受到腐蚀变质,造成接触不良或元件间短路,影响设备正常运行。
4、 主传动链的维护,要定期调整主轴驱动带的松紧程度,避免因带打滑造成丢转现象;也要检查主轴的恒温油箱、调节温度范围,及时补充油量;主轴中刀具夹紧装置在长时间使用后,不可避免的会产生间隙,这会影响刀具的夹紧,这时需及时调整液压缸活塞的位移量。
5、刀库及换刀机械手的维护,开机时,要使刀库和机械手空运行,检查各部分工作是否正常,各行程开关和电磁阀能否正常动作;绝对不要把超重、超长的刀具装入刀库,会造成机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞;经常检查刀库的回零位置是否正确,检查机床主轴回换刀点位置是否到位;检查刀具在机械手上锁紧是否可靠,如果发现不正常应及时处理。
6、 滚珠丝杠螺纹副的维护,要定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙,保证反向传动精度和轴向刚度;定期检查丝杠与床身的连接是否有松动;丝杠防护装置有损坏要及时更换,以防灰尘或切屑进入。
二、电器设备使用中应注意
1、使用环境
为提高设备的使用寿命,设备在使用时要避免阳光的直接照射和其他热辐射,不要太潮湿,避免粉尘过多或有腐蚀气体的场所。对于精密数控设备要远离振动大的设备,如冲床。
2、电源方面
为了避免电源波动幅度太大(例如:大于±10%)和瞬间干扰信号的影响,设备一般采用专线供电或增设稳压装置等,这样就可以减少供电质量的影响和电气干扰了。
3、操作程序
操作程序能保证机床安全运行,操作者一定要按操作规程操作。当机床发生故障时,操作者要注意保留现场,并向维修人员如实说明出现故障前后的情况,以利于故障的及时排除。 另外,为每台数控机床分配一个专门的操作人员和维修人员,每个人都不断提高自己的业务技术水平。同时,对每台机床都建立工作记录与维修档案,在记录的过程中,不断总结。数控机床如果较长时间闲置不用,最好较低速度下空运行机床,至少要经常给数控系统通电,甚至每天都应通电。最好是每周通电1-2次,每次空运行1小时左右,利用机床本身的发热量来降低机内的湿度,使电子元件不致受潮。数控机床不宜长期封存不用,购买数控机床以后要尽力尽量得充分利用,尤其是投入使用的第一年,这样设备的薄弱环节就会尽早暴露,得以排除。
三、电器设备的维护保养周期
电气柜内的电器元件,主要靠定期维护保养,一般不经常进行开门监护。设备的维护保养周期应根据机床电气设备的结构、使用环境条件来确定。一般可采用配合机床的一、二级保养同时进行电气设备的维护保养工作。
1、一级保养
一级保养一般在一季度进行一次。时间随在6―12小时不等。可对电气柜内的电器元件进行如下维护保养:
清扫电气柜内的积灰异物。通电试车,使电器元件的动作程序可靠。紧固熔断器的可动部分,使之接触良好。整理内部接线,使之整齐而且美观。在平时应急修理采取的临时措施,应尽量复原成正规状态。及时修复或更换即将损坏的电器元件。紧固接线端子和电器元件上的压线螺钉,使所有压接线头牢固可靠,以减小接触电阻。
2、二级保养
二级保养一般在一年左右进行一次。作业时间常在3―6天不等。可对机床电气柜内的电器元件进行一下维护保养:
上周做了一周的电工技术实习,虽然刚开始有些盲目,但最终还是顺利完成了任务,也收获了一些课本上学不到的东西。但感觉时间有些短暂,要是学校能多安排一些这样的课程,而不是一味的光讲理论,我觉得我会学到更多实用的知识。
一、实习目的
通过一个星期的电工实习,使我对电器元件及电路的连接与调试有一定的感性和理性认识,打好了日后学习电工技术课的基础。同时实习使我获得了自动控制电路的设计与实际连接技能,培养了我理论联系实际的能力,提高了我分析问题和解决问题的能力,增强了独立工作的能力。最主要的是培养了我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。
二、实习内容
1.拆解自动控制电路、收拾桌面、地面,打扫卫生。
2.观看关于实习的录像,从总体把握实习,明确实习的目的和意义;讲解电器元件的类别、型号、使用范围和方法以及如何正确选择元器件。
3.组装、连接、调试自动控制电路;试车、答辩及评分。
4.讲解控制电路的设计要求、方法和设计原理。
5.分发与清点工具;讲解如何使用工具测试元器件;讲解线路连接的操作方法和注意事项。
6.书写实习报告。
三、具体如下
1.能够正确识别和选用常用的电器元件,并且能够熟练使用数字万用表。
2.熟悉手工常用工具的使用及其维护与修理。
3.了解电器元件的连接、调试与维修方法。
4.基本掌握电路的连接方法,能够独立的完成简单电路的连接。
5.熟悉控制电路板设计的步骤和方法及工艺流程,能够根据电路原理图、电器元器件实物,设计并制作控制电路板。
6.熟悉常用电器元件的类别、型号、规格、性能及其使用范围。
四、实习心得与体会
1、对连接自动控制电路实习的感受。在一周的实习过程中,最挑战我动手能力的一项训练就是连接电路。对我来说,这无疑是一门新的学问,既是一种挑战,也使我学到了很多有使用价值的知识。这个实习是我最感兴趣的实习,因为从小我就喜欢组装和拆卸。总结这个实习,我感觉自己有时候十分的粗心。刚开始检测电器元件的时候,由于粗心,竟然将已损坏的元件误检测成为正常元件,结果导致我又重新连接线路,浪费了大量的时间。在连接元件过程中,由于事先没有计划好元件之间的连接,导致接线在电路板上长距离绕行,既浪费了材料,又使电路板面显得凌乱。但值得欣慰的是,我连接的线路的接线头达到了老师讲解时提出的似露非露的标准。在这个实习环节中,我明白了细心的重要性。同时也明白了自己的动手能力还十分的不足,缺乏锻炼,在这种情形下无法胜任以后的工作,所以在日后的学习过程中,我应该努力的将理论与实际联合起来,着重锻炼自己的动手能力,使自己面对以后的工作时有一定的底气与信心。
2、对交流接触器的认识。交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路,用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点,而辅助接点具有两对常开和常闭功能的接点,小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。交流接触器的接点,由银钨合金制成,具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。它的动作动力来源于交流电磁铁,电磁铁由两个山字形的幼硅钢片叠成,其中一个固定,在上面套上线圈,工作电压有多种供选择。为了使磁力稳定,铁芯的吸合面,加上短路环。交流接触器在失电后,依靠弹簧复位。另一半是活动铁芯,构造和固定铁芯一样,用以带动主接点和辅助接点的开断。
3、对中间继电器的认识。中间继电器是一种特殊的接触器(即开关)。它上面是常闭触点,下面是常开触点,当线圈通电后,利用电磁力使上面常闭触点分开,下面常开触点闭合。它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同,与接触器的主要区别在于:接触器的主触头可以通过大电流,而中间继电器的触头只能通过小电流。所以,它只能用于控制电路中。
五、实践总结
1、对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知,纵观古今,所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力,就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中,我锻炼了自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力。比如做控制电路组装与调试时,好几个元件的间距特别小,稍不留神,就把连接好的接线又弄断了,但是我还是完成了任务。最后,特别感谢在实习过程中所有帮助过我的老师和同学。
2、我从小就对这种小制作很感兴趣,那时不懂连接和组装,却喜欢把东西给拆来装去,但这样一来,这东西就给废了。现在的电工实习课,正是学习如何把东西装回去。每次完成一个步骤,我都像孩子那样高兴,并且很有成就感。
3、电工电子实习,是以学生自己动手,掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练,基本工艺知识和创新启蒙有机结合,培养我们的实践能力和创新精神。作为信息时代的大学生,作为国家重点培育的高技能人才,仅会操作鼠标是不够的,基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。
4、对电工技术的理论有了初步的、系统的了解。我了解到了控制电路板图的设计制作与工艺流程、连接电器元件的技巧等。这些知识不仅在课堂上有效,对以后的电工技术课的学习有很大的指导意义,而且在日常生活中更是有着现实意义。
六、实践建议
1.本次实习中,一些工具数量太少(比如万用表),经常出现几个小组共用一件工具的情况,建议以后能增加工具的数量;
关键词:项目教学 电气控制 1+1
项目教学法萌芽于欧洲的劳动教育思想,最早的雏形是18 世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育,经过发展到20世纪中后期逐渐趋于完善,并成为一种重要的理论思潮。2001年4月,查德博士曾来北京讲授“项目教学法”受到普遍关注。根据我校学生特点,学校进行了大量教研工作认为这种教学方法十分适合我校的教学改革,故大力在学校内组织学习研究。我们实践教学科在项目教学中有着得天独厚的优势,所以这方面走的更深一步也有了一些感悟。下面我就《电气控制实训》项目教学中的1+1方式进行一下简要的阐述。
项目教学法是学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程,在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为,解决在处理项目中遇到的困难,提高了学生的兴趣,自然能调动学习的积极性。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法,其核心是不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已经不是教学中的主导地位,而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者,学生具有90%的积极性。
一、学习和工作1+1
传统的教学方法在教学形式上老师讲,学生听。在教学内容上理论知识重于实践操作,在教学目标上重知识轻能力,在交流方式上教师学生交流单一且缺少师生间互动及相互合作,在参与程度上学生不够积极。
传统教学主要是针对知识目标的强化训练,教学内容也只是局限于课本知识,与生产实践严重脱节。《电气控制实训》课程进行项目化教学改革后首先确立了两个直接面向的工作岗位“低压电气装配工”及“低压电气销售”。根据其岗位需求有的放矢的安排教学内容组织教学活动,进行实际工作的演练。将学习与实际工作有机的联系在一起,在工作中学习,有效的调动了学习的积极性提高了教学效果。项目化教学后,教学更加贴近实际、更贴近学生也更加符合职业教育的本意。
二、理论与实践1+1
《电气控制实训》这门课的先导课程主要有《电工学》和《电拖动控制电路》。这两门课程相比,《电工学》缺少低压电器结构及工作原理这一部分内容,基础比较差的同学在学习和讨论线路时,大部分都会感觉比较抽象,比较吃力,若以最简单,最直接的方式演绎出来,那么理解起来就容易多了,因此这就要求教师把握好理性和感性的结合。
我的做法是在进行理论课教学之前,准备大量的实物及其部件,利用学生的求新、求奇、求特的心理,先吸引学生注意。在实际内容之前先发放“北京铁路电气化学校第二食堂杂货梯”电气控制线路装调任务单,以一个实际的工作项目为引导,提出任务要求及验收规范标准,让学生查阅资料并讨论分析提出解决方案及所需设备和材料。理论上以提供参考资料、规范标准、典型案例为主,实践上以实际完成整个电气控制线路安装及调试为主,通过这种方法用实际项目贯穿将理论与实践联系起来达到1+1大于2的效果。
三、电器元件知识及应用1+1
在电气控制这门课程中,电器元件是最基础的组成部分,对于电器元件的学习传统上主要是学习电器元件的外形结构、符号用途、安装和使用。若采用项目教学法,在传统的教学内容中要补充这些常用电气元件的检测和选用。尤其是电气元件的选用,在整个项目教学中非常重要,同时电器元件的选用也能将理论与实践很好的结合,并能训练学生综合素质和能力。
在传统的实验课和实习课上我们经常直接给学生准备好各种设备和元件并告诉学生这些元件是什么、干什么用以及怎么用。而在项目教学法中,关于电器元件的选用学生首先要根据项目要求选择所需元件,这样就学习和巩固了电器元件的用途,然后要通过计算得出所需电器元件的参数锻炼了学生的计算能力,最后选择合适的电器元件训练了学生查阅产品资料识读设备铭牌的能力。
四、电器原理图的1+1教学法
“北京铁路电气化学校第二食堂杂货梯”电气控制线路装调项目的电气原理图基于电气控制课程中比较简单的“接触器连锁正反转电路”。而在这个电路的教学中传统的是先讲授点动控制和单相连续运行控制然后再介绍正反转控制,相互间没有明确的联系,如果照本宣科的进行解说授课,学生会感到枯燥和烦冗。
我在教学过程中则是不采用挂图或者投影,而是采用“1+1”的教学法,即在最简单、最基础的点动控制线路上进行添加相应若干元件、电器,边教边画,由简到繁,将一种控制线路与另一种控制线路之间的联系进一步的显现出来,如下图1是最简单的点动控制线路的控制部分,这一电路相对比较简单,在学生弄懂该电路之后,提出问题让学生思考,电动机工作后如果我们操作工人放手从事其他工作,要求电动机必须持续工作时,这时该怎么办?利用电器自身的条件,是否能完成上述的要求?如何完成?这时在启发和引导学生下,我补充画上适当的元件,就得到了图2电路,即单相连续运行控制线路,它是在点动控制电路的基础上添画了操作按钮SB2、交流接触器的常开辅助触点和热继电器。
交流接触器启动按钮SB1并联接触器常开辅助触点,当按下启动按钮SB1时接触器KM线圈得电,KM常开辅助触点闭合,电流通过KM常开辅助触点形成回路这个结构成为自锁,电动机启动后实现连续运转。这时教师可向学生提出问题:需要长期的连续运转及频繁的启动的电动机,如何防止因过载电流过大而引起的电动机的过热和电动机的烧毁呢?这个问题是加入热继电器解决的。如前一问,我们如果加入了交流接触器的常开辅助触点和热继电器但电路缺少一个控制环节,即电动机会永转不停,想要停止电动机的运转,必须切断电路的总电源,如何实现呢?通过教师的启发及各种引导,学生最终会在电路上添加上SB2停止按钮,使电路达到完美,完善。
图1 点动控制电路 图2 连续运行控制电路
我们的教学任务是杂货梯的电气控制,若想控制电梯的上下运行,就要控制曳引电动机的正转和反转。那么电机的正转和反转则是怎么实现的呢?先利用电机课的基础知识,对调电机任意两相电源线的位置便可实现电机的反转,如图3所示。
图3 电机的反转
图4(a)主电路,当接触器KM1主触点闭合时,电机向一个方向转动,当接触器KM2主触点闭合时,L1与L2两相互换了位置,电动机向另一方向转动。由此将控制电机正反转的问题转变为控制两个接触器主触点闭合和断开的问题。
怎么控制接触器主触点的通断并使其保持这个状态?这要用到前面所讲的连续运行控制电路,但我们要控制两接触器的主触点所以要用到两个连续运行控制电路如图4(b)所示。
我们再把两个连续运行控制电路的重复元件及线路简化便成了图4(c)的电路,这样便可以控制电机的正反转了。
但图4(c)的电路并不安全。当接触器KM1主触点闭合电机运行转动时,如果没有先按停止按钮SB3而直接按下了反转按钮SB2,这时KM1与 KM2两个接触器主触点同时闭合,电源L1与L2两相直接接在一起,便发生了相间短路故障,这样是非常危险的,所以绝对不允许发生。
为了避免两接触器同时得电而造成电源相间短路,在控制电路中,分别将两个接触器 KM1与 KM2的辅助常闭触点串接在对方的线圈回路里,如右图4(d)所示。
这种利用两个接触器(或继电器)的动断触点互相制约的控制方法叫做互锁(也称联锁),而这两对起互锁作用的触点称为互锁触点。
五、电气安装软件与硬件1+1
在电气控制电路安装中,以前的教学方法是用已经安装好的配电盘作为实例,教师讲解和演示。这种方法有一定优点,但在实际授课中也存在一些问题。比如:单调的电器配电盘不能引起学生兴趣,复杂电路学生看不到细节处理,场地所限不能够照顾到所有学生。
为此在《电气控制实训》课程项目化教学改革后,我们用Unigraphics NX软件对配电线路进行1:1建模如图5所示,在教学中用模拟软件进行演示讲解,这样不仅提高了学生的兴趣而且以前很难做到的局部细节讲解和配线步骤讲解得以轻松的实现。
项目化教学改革在我校已经实行一年有余,总体效果令人满意。以上所述的《电气控制实训》项目教学中的1+1,只是我在教学实践过程中自己的一些心得体会,也有不完善的地方。今后我在进一步掌握教学方法及规律的同时,也要尝试多种多样的教学手法,提高学生的学习兴趣,开发学生的思维,培养他们的动手能力和创造力。注意理论联系实践,通过教与学有机结合,有效的提高教学质量,培养出更优秀的技能人才。
图4 接触器联锁正反转控制电路的变化过程
图5 Unigraphics NX软件在《电控实训》课程的应用
参考文献
[1]陈红玲.合作教学法在机床电气控制线路调试与维修教学中的应用[J].职业,2012(23)
【关键词】电气;故障;检修方法
一、检修前的故障调查
当工业机械发生电气故障后,切忌盲目随便动手检修。在检修前,通过问、看、听、摸来了解故障前后的操作情况和故障发生后出现的异常现象,以便根据故障现象判断出故障发生的部位,进而准确地排除故障。问:询问操作者故障前后电路和设备的运行状况及故障发生后的症状,故障是经常发生还是偶尔发生;是否有响声、冒烟、火花、异常振动等征兆;故障发生前有无切削力过大和频繁启动、停止、制动等情况;有无经过保养检修或改动线路等。看:察看故障发生前是否有明显的外观征兆,如各种信号;有指示装置的熔断器的情况;保护电器脱扣动作;接线脱落;触头烧毛或熔焊;线圈过热烧毁等。听:在线路还能运行和不损坏设备的前提下,可通电试车,细听电动机接触器和继电器等电器的声音是否正常。摸:在刚切断电源后,尽快触摸检查电动机、变压器、电磁线圈及熔断器等,看是否有过热现象。
二、用逻辑分析法确定并缩小故障范围
检修简单的电气控制线路时,对每个电器元件每根导线逐一进行检查,一般能很快找到故障点.但对复杂的线路而言,往往有上百个元件,成千条连线,若采取逐一检查`的方法,不仅需耗费大量的时间,而且也容易漏查。在这种情况下,若根据电路图,采用逻辑分析法,对故障现象作具体分析,划出可疑范围,提高维修的针对性,就可以收到准而快的效果。分析电路时先从主电路入手,了解工业机械各运动部件和机构采用了几台电动机拖动,与每台电动机相关的电器元件有哪些,采用了何种控制,然后根据电动机主电路所用电路元件的文字符号、图区号及控制要求,找到相应的控制控制电路。在此基础上,结合故障现象和线路工作原理,进行认真的分析排查,既可迅速判定故障发生的可能范围。当故障的可疑范围较大时,不必按部就班地逐级进行检查,这时可在故障范围的中间环节进行检查,来判断故障究竟是发生在哪一部分,从而缩小故障范围,提高检修速度。
三、对故障范围进行外观检查
在确定了故障发生的可能范围后,可对范围内的电器元件及连接导线进行外观检查,例如:熔断器的熔体熔断;导线接头松动或脱落;接触器和继电器的触头脱落或接触不良,线圈烧坏使表层绝缘纸烧焦变色,烧化的绝缘清漆流出;弹簧脱落或断裂;电气开关的动作机构受阻失灵等,都能明显地表明故障点所在。
四、用试验法进一步缩小故障范围
经外观检查未发现故障点时,可根据故障现象,结合电路图分析故障原因,在不扩大故障范围、不损伤电气和机械设备的前提下,进行直接通电实验,或除去负载(从控制箱接线端子板上卸下)通电试验,以分清故障可能是在电气部分还是在机械等其他部分;是在电动机上还是在控制设备上;是在主电路上还是在控制电路上如接触器吸合电动机不动作,则故障在主电路中;如接触器不吸合,则故障在控制电路中。一般情况下先检查控制电路,具体做法是:操作某一只按钮或开关时,线路中有关的接触器、继电器将按规定的动作顺序进行工作。若依次动作至某一电器元件时,发现动作不符合要求,既说明该电器元件或其相关电路有问题.再在此电路中进行逐项分析和检查,一般便可发现故障.待控制电路的故障排除恢复正常后再接通主电路,检查对主电路的控制效果,观察主电路的工作情况有无异常等。
在通电试验时,必须注意人身和设备的安全.要遵守安全操作规程,不得随意触动带电部分,要尽可能切断电动机主电路电源,只在控制电路带电的情况下进行检查;如需电动机运转,则应使电动机在空载下运行,以避免工业机械的运动部分发生误动作和碰撞;要暂时隔断有故障的主电路,以免故障扩大,并预先充分估计到局部线路动作后可能发生的不良后果。
五、用测量法确定故障点
测量法是维修电工工作中用来准确确定故障点的一种行之有效的检查方法。常用的测试工具和仪表有校验灯、测电笔、万用表、钳形电流表、兆欧表等,主要通过对电路进行带电或断电时的有关参数如电压、电阻、电流等的测量,来判断电器元件的好坏、设备的绝缘情况以及线路的通断情况。在用测量法检查故障点时,一定要保证各种测量工具和仪表完好,使用方法正确,还要注意防止感应电、回路电及其他并联支路的影响,以免产生误判断。常用的测量方法有:(1)电压分阶段测量法;(2)电阻分阶段测量法;(3)短接法。
六、检查是否存在机械、液压故障
在许多电气设备中,电器元件的动作是由机械、液压来推动的或与它们有着密切的联动关系,所以在检修电气故障的同时,应检查、调整和排除机械、液压部分的故障,或与机械维修工配合完成。以上所述检查分析电气设备故障的一般顺序和方法,应根据故障的性质和具体情况灵活选用,断电检查多采用电阻法,通电检查多采用电压法或电流法。各种方法可交叉使用,以便迅速有效地找出故障点。
关键词:工程机械 电气故障 应急处理 措施
中图分类号: F407 文献标识码: A
前言:科技的发展,施工技术的进步,在一定程度上取决于工程机械电气设备的应用,这是建筑工程事业发展的必然趋势,是施工企业实现作业机械化的重要标志,更是提高施工作业效率,提高工程质量的重要保障。但由于频繁使用,故障在所难免,在工程建设过程中应急修理就显得非常重要,这对于确保工程施工进度起到了重要的推动作用。
一、工程机械电气故障应急处理常用办法
1、外接电源法
当由于控制电路或辅助电路断路、电器元件(如直流电源)损坏,造成直流电源中断时,可采用外接电源方法进行应急修理。
2、临时隔离法
当电路中某一电器元件损坏时,可将该损坏电器元件从电路中临时隔离(断)开,直接将两侧电路连上。
3、临时接线法
如果某一线路或某一电器元件损坏导致电路不通,可采用临时接线法。
4、短接法
工程机械电气系统出现断路故障包括导线发生断路与虚连、触点发生接触不良与虚焊、熔断器熔断等。当断定电路中出现断路,且现场不具备修复条件时,可用1根绝缘良好的导线,将断路部位短接起来,从而将故障排除。
5、应急替代法
工程机械上的继电器、普通开关和接近开关等电器元件发生故障,可充分利用身边现有的电器元件,采取应急替代法予以修复。
6、强制手动法
当工程机械电气系统自动方式失灵时,可采取强制手动法,将带有手动控制的部件强制切换到某个工作状态并锁死或定位,以保证其他部件或系统能够正常工作。对一些无手动操作杆的电磁阀,只要在液压原理方面能行得通,都可以采用螺丝刀等工具将阀芯顶到工作状态位置,从而使工程机械继续工作。
7、拼凑修补法
当工程机械的开关、按钮、继电器等电器元件发生损坏且无备件时,为了减少停机时间,可采用粘合修补、拼补等办法予以修复,使工程机械继续工作。待备件到货后,再彻底修复。
8、拆东补西法
同类型工程机械的电气系统中,一些电器元件可通用。当电气系统中某个元件发生故障时,可拆卸本机或其他同型号机械上暂时不用的电器元件,代替发生故障的元件,以达到应急修理的目的。
9、改装修复法
当工程机械上的电器元件损坏,库存无配件或原装进口价格昂贵时,可采用改装修复法。
二、工程机械电气常见故障应急修理措施
1、进相机双投刀开关中间一相动触头烧损
(1)故障点
运行中的生料磨主电机(10kV380kW)突然跳停,岗位操作工反映停机前主电机电流增大到约30A(正常值约22A),检查发现用于无功补偿的进相机控制柜 HSl3-630/31双向触头刀开关中间一相动触头严重烧损,造成l0kV高压电机转子回路一相开路故障运行,电机过电流保护跳闸。
(2)原因分析
该刀开关的中间一相动触头有缺陷及螺栓连接紧固处有松动,运行后较大电流的通过引起虚接发热。
(3)应急处理
采取将连接该烧坏动触头上的电缆导线与对应两个静触头上的连接电缆导线直接连接的应急处理方法。这样处理不仅缩短了磨机主电机的停机时间,而且也不影响为磨机主电机补偿提高功率因数的进相机的正常投切,还能充分发挥已损坏HSl3-630/31双投刀开关的再利用价值。
2、高压绕线式电机转子回路电缆三相短路
(1)故障点
高压电机启动电流较以往增加幅度过大,且磨机启动时转速亦较以往启动时明显加快,随即采取紧急停机措施。检查仪表测试发现10kV主电机转子引线3×150mm2铜芯电缆有三相短路故障,打开电缆沟盖板后查到故障点:一处电缆的护套及绝缘层均因过热碳化变色严重,电缆三相导电导体烧灼短路痕迹明显,故障长度有1.5m。
(2)原因分析
主电机转子引线3×150mm2铜芯电缆可能有质量缺陷或施工安装时被机械外力损伤,电缆沟内淤积水泥粉尘较多,电缆散热条件恶劣,造成电缆导电导体三相之间绝缘层的过早老化击穿损坏,引起电缆通电导体的三相短路及每相导体烧灼断路故障。
(3)应急处理
在发生这种短路故障后,按照正常的故障排除方法,是要将所有的电缆都用3×150mm2的铜芯电缆替换掉。但是当时公司储备物资中并没有相同或类似的电缆,必须要临时采购。但这样以来所需要的时间就非常多,机械设备需要长期停机,这对有紧急生产任务的情况下是会对公司造成巨大经济损失的。
为了保证生产进度,技术人员在对设备进行仔细检验后,做出了一套应急预案,即使用人工气焊的方法将电缆通电导体结合起来,并利用电机绝缘材料对电缆导体进行了绝缘处理,以此来增大电缆的绝缘耐热性能。然后又制作了两个高压绝缘板电缆支架,将其安置在电缆沟里面,以利于将三相导体分别平行的安置在电缆支架上。这样就可以极大的改善了电缆的运行散热条件,保证了设备的正常运行。
实践证明,这种应急处理方法是一种非常有效的可行办法,其不仅很好的处理了设备故障问题,且所用排除故障时间很短,为公司节省了维修成本,也保证了生产进度的顺利进行,提高了生产效益。
3、高压鼠笼式电机起动电抗器烧损
(1)故障点
旋窑车间值班电工在例行电气设备巡检时,发现启动完毕运行中的高温风机高压电机10kV630kW高压启动柜内冒烟并伴有强烈绝缘材料烧焦气味,当即采取紧急停机处理等措施,检查后确认l0kV高压启动电抗器起火烧损。
(2)原因分析
该启动电抗器存在质量缺陷,本次出现烧毁,一种可能是电抗器本体绝缘不好及绝缘老化引起泄露电流大发热所致;还有可能是用于短接电抗器的高压真空接触器触头接触不良,电抗器线圈分流过大引起发热冒烟烧毁。
(3)应急处理
在进行应急处理过程中,要考虑没有高压启动的电抗器在进行启动周期较长这个因素。故障一旦发生就要第一时间做出处理,这样可以避免产生较大的损失。在应急处理方面我们可以采用将继电保护器的保护定值进行调高,这样可以对高压电机的分路进行有效保护。如果遇到高压状况可以启动高温风机对整个电机进行降温处理。
三、常见故障的判断方法
对于目前工程机械电气中的常见故障,机械设备的维修人员应具备一定的快速判断能力,结合机械设备故障情况进行现场处理,这对于保障工程的正常施工进度是极为重要的。
1、直观法
在设备故障发生时,首先要做的就是采用直观法进行故障判断。这就需要技术人员根据自己的丰富经验来通过询问、查看、聆听、触摸、嗅觉等多种感官来判断故障发生的大概原因和方位,以缩小故障排除范围。
2、分析法
对于直观法无法解决的故障问题,应当采取分析法,从主电路入手,了解接触器的主触头的连接方式,大致可以看出电机是否有正反转控制,是否采用降压起动,是否有制动等。再找出相对应的控制电路,逐步分析判断故障所在。
3、试验法
如果通过直观法和分析法不能找出故障,可在不损伤电气和机械设备的条件下采用通电试验,通过控制电路动作顺序来进一步查找故障点。
4、测电阻击
可分为分阶测量法和分段测量法。这两种方法适用于开关、电器分布距离较大的电气设备。
结语:综上所述,针对于工程建设施工过程中的机械电气故障而言,能够做出常见故障的及时判断,并进行应急修理是确保工程进度的关键所在,这就要求机械修理人员能够具备丰富的故障判断能力以及应急修理的有效措施,以保证在施工状态下能够对于故障设备及时作出检查与修理,且在修理过程中一定要根据相关修理要求进行,且不可自以为是,这不但对于应急修理无益,可能还将导致更大的故障隐患,从而影响到工程的施工进度。工程机械电气设备是工程建设施工的重要工具,建设企业一定要给予高度重视,做好对于机械设备的日常保养和维护更是保障机械设备正常运转的关键。
参考文献:
[1] 陈登云.绳端固定装置的计算[J].起重运输机械,1980,(01).
[2] 彭曼如.尼龙套在工程机械上的应用[J].工程机械,1980,(04).
[3] 徐众.用等离子喷涂修工程机械易损零件[J].工程机械,1980,(06).