轻轻松松学电工——应用篇
第1节 电气控制线路的检修程序和方法
更新于2008-11-30 22:24:23

通过本章学习,要求达到以下目标。

知识目标

 ① 掌握电气控制线路的检修程序。

② 掌握检修电气控制线路故障的常用方法。

③ 了解机床电气控制系统的特点。

④ 了解使用数控设备时的注意事项。

⑤ 了解电力变压器运行中的检查项目。

⑥ 了解电力变压器常见故障的产生原因。

⑦ 掌握变频器的调试方法。

能力目标

 ① 综合运用试电笔检查法、电压表法、欧姆表法、短接法等方法,检修电气控制线路断路、短路、接地、接线错误和电源损坏等常见故障。

② 掌握数控机床的维护与保养方法。

③ 能够对普通车床、平面磨床、摇臂钻床和万能铣床等机床的常见电气故障进行检修。

④ 能够对电力变压器组件进行维护,对常见故障进行诊断。

⑤ 根据需要设置变频器的功能。

⑥ 掌握变频器的日常检查与维护、定期检查方法。

⑦ 了解变频器的常见故障与处理方法。

 5.1电气控制线路的检修程序和方法—顺藤摸瓜思路清

 电气控制线路的形式很多,复杂程度不一,其故障又常常和机械、液压等系统的故障交错在一起,难以分辨。每一个电气控制线路往往由若干电气基本控制环节组成,每个基本控制环节是由若干电气元件组成的,而每个电气元件又由若干零件组成。但故障常常只是由于某个或某几个电气元件、部件或接线有问题而造成的。因此,只要善于学习,善于总结经验,找出规律,掌握正确的维修方法,就一定能迅速、准确地排除故障。

5.1.1 电气控制线路的检修程序—调查分析先断电,划定范围步步看

1.故障调查

电路出现故障后切忌盲目乱动,在检修前首先要对故障发生的情况进行尽可能详细的调查。通常采用的故障调查法有:问、听、看、摸、闻。
(1)问 询问操作人员故障发生前后电路和设备的运行状况以及发生故障时的迹象,如有无异响、冒烟、火花及异常震动;询问故障发生前有无频繁启动、制动、正反转、过载等现象。
(2)听在电路和设备还能勉强运转而又不致扩大故障的前提下,可通电启动运行,倾听有无异响,如果有异响,应尽快判断出发出异响的部位,然后迅速停车。

 

图5-1 直观检查线路

 (3)看

如图5-1所示,看触头是否烧蚀、熔毁,线头是否松动、脱落,线圈是否发热、烧焦,熔体是否熔断,脱扣器是否脱扣,其他电气元件有无烧坏、发热、断线现
象,导线连接螺钉是否松动,电动机的转速是否正常。

(4)摸

刚切断电源后,尽快触摸线圈、触头等容易发热的部分,看温升是否正常。

(5)闻

用嗅觉器官检查有无电气元件过热和烧焦的异味。

2.初步分析诊断

通过故障调查,结合电气设备图初步判断发生故障的部位,分析故障原因。分析时,先从主电路入手,再依次分析各个控制电路,然后分析信号电路及其余辅助电路。通过分析可初步诊断是机械故障还是电气故障,是主电路故障还是控制电路故障。例如用手旋转电动机皮带轮时,若感觉不正常,说明电动机的机械部分有故障,而电路部分有故障的可能性很小,这时应主要检查机械部分。 检查机械部分的故障,必要时应与机修人员共同进行。

3.断电检查分析

确定了故障范围或故障部位后,为了人身和设备的安全,应先在断开电源的情况下,按照一定的顺序检查。检查时,不要盲目拆卸元器件,否则往往欲速则不达,甚至故障没有找到,慌乱中又导致新的故障发生。
 
(1)检查顺序
① 先检查容易检查的部位,后检查较难检查的部位;先用简单易行的方法检查直观、简单、常见的故障,后用复杂、精确的方法检查难度较高、没有见过和听说过的疑难故障。
② 先查重点怀疑的部位和元器件,后查一般部位和一般元器件。
③ 先检查电源,后检查负载。因电源侧故障会影响到负载,而负载侧故障未必影响到电源。
④ 先检查控制回路,后检查主回路;先检查交流回路,后检查直流回路;先检查启停电路,后检查可逆运行、调速、制动电路。
⑤ 先检查电气设备的活动部分,再检查静止部分,因活动部分比静止部分发生故障的概率要高得多。
 
(2)故障分析
如果测得绕组的电阻值不正常,肯定是绕组有短路或断路现象。可对测得的电阻值进行分析:若电阻值为无限大,则可能是定子绕组断路或绕组连接线断开;若绕组的电阻值比正常值大,则一般是多支路并联绕组(中等容量以上的电动机)的某支路断路或绕组回路接触不良;若绕组的电阻值比额定值小,则说明绕组有短路现象;若绕组的电阻值接近于零,则一般为相绕组头尾相连或严重短路。

电气控制线路断电检查的内容
① 检查熔断器的熔体是否熔断、是否合适以及接触是否良好。
② 检查开关、刀闸、触点、接头是否接触良好。
③ 用万用表欧姆挡测量有关部位的电阻,用兆欧表测量电气元件和线路对地的绝缘电阻以及相间绝缘电阻(低压电器的绝缘电阻不得小于0.5M.),以判断电路是否有开路、短路和接地现象。
④ 检查改过的线路或修理过的元器件是否正确。
⑤ 检查热继电器是否动作,中间继电器、交流接触器是否卡阻或烧坏。
⑥ 检查转动部分是否灵活。

4.通电检查分析

通过直接观察无法找到故障点,断电检查仍未找到故障时,可对电气设备进行通电检查。将整个电路划分为几部分,配上合适的熔断器,选用万用表的交流电压挡、校验灯等工具,对各部分分别通电。通电时动作要迅速,尽量减少通电测量和观察的时间。
① 通电检查前要先切断主电路,让电动机停转,尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开,将控制器和转换开关置于零位,行程开关还原到正常位置。
② 观察有关继电器和接触器是否按照控制顺序动作。
③ 检查各部分的工作情况,看是否有拒动、接触不良、元器件冒烟、熔断器熔体熔断等现象。
④ 测量电源电压、接触器和继电器线圈的电压以及各控制回路的电流等数据,从而将故障范围进一步缩小或查出故障。

结合通电检查进行故障分析。如果检查时发现某一接触器不吸合,则说明该接触器所在回路或相关回路有故障,再对该回路作进一步检查,便可发现故障原因和故障点。

 

图5-2 调整行程开关的位置

 5.机械故障的检查

在电气控制线路中,有些动作是由电信号发出指令,由机械机构执行驱动的。如果机械部分的连锁机构、传动装置及其他动作部分发生故障,即使电路完全正常,设备也不能正常运行。在检修中,要注意机械故障的特征和表现,探索故障发生的规律,找出故障点,并排除故障。图5-2所示为正在调整行程开关
的位置。 检修机械故障一般由机械维修工操作,但需要电工配合。

6.综合分析检查

对于较复杂的故障,若经过通电检查仍没能查到故障点,则可结合故障调查、断电检查、通电检查的结果进行综合分析。在分析故障时,考虑电气装置中各组成部分的内在联系,应将各故障现象联系在一起,广开思路,找出故障现象中更隐蔽的方面,最终找到较隐蔽的故障。
用电工仪表检查电气故障
① 用万用表相应的电阻挡检查线路的通断、电动机绕组和电磁线圈的直流电阻以及触头(点)的接触电阻等是否正常。
② 用钳形电流表或其他电流表检查电动机的三相空载电流、负载电流是否平衡,大小是否正常。
③ 用万用表检查三相电源电压是否正常、是否一致,以及检查电器的有关工作电压、线路部分的电压等。
④ 用兆欧表检查线路、绕组的有关绝缘电阻。

检查电气控制线路故障的程序是什么?

 5.1.2 电气控制线路的检修方法—工具仪表齐调动,多种方法综合用

电气控制线路的常见故障有断路、短路、接地、接线错误和电源故障5种。针对不同的故障特点,可灵活运用多种方法予以检修。

1.断路故障的检查方法

(1)试电笔检查法
① 用试电笔检查交流电路断路故障的方法如图5-3所示。例如在检查图5-4所示电路时,按下控制按钮SB2,用试电笔依次测试1、2、3、4、5、6各个点,测到哪点时试电笔不亮,即表示该点为断路处。

 
图5-3 用试电笔检查交流电路的断路故障                                     图5-4 用试电笔检查断路故障

② 用试电笔检查直流电路断路故障的方法如图5-5所示。检查时先用试电笔检测直流电源的正、负极,氖管后端(手持端)明亮时为正极,氖管前端明亮时为负极。也可根据亮度判断,正极比负极亮一些。

 

图5-5 用试电笔检查直流电路的断路故障

 确定了正、负极后,根据直流电路中正、负电压的分界点在耗能元件两端的道理,按下按钮SB,用试电笔先测量耗能元件直流接触器KM线圈的两端。若在正极一侧(或负极一侧)测到负电压(或正电压),则说明故障点在正极一侧(或负极一侧)。再逐一对故障段上的元件两端进行测试,若在非耗能元件两端分别测得正、负电压,则说明断路点就在该元件内。例如测量QF1的左端为正电压(较亮),而右端为负电压(较暗),则表明QF1的辅助触点断路。
在用试电笔测直流接触器KM的正、负两端时,如果测出两端分别是正、负电压,而KM不吸合,则一般为KM线圈断路。

③ 用试电笔检查主电路断路故障的方法如图5-6所示。用试电笔测量QF的上接线柱有无电压,若无电压,则应检查供电线路;若有电压,则可把QF合上,测下接线柱。若某相无电压,则要断开电源,检查该相触点的接触情况。 用电子式感应试电笔查找控制线路的断路故障非常方便。手触感应断点检测按钮,用笔头沿着线路在绝缘层上移动,若在某一点显示窗上显示的符号消失,则该点就是断点位置。

(2)电压法
在图5-7所示的电路中,按下启动按钮SB2,将万用表置于500V交流电压挡,把黑表笔作固定笔固定在相线的L2端,以醒目的红表笔作移动笔,并触及控制电路中间位置任一触点的任意一端进行测量。有电压表明该点正常,无电压则说明该点处已经断路。


图5-6 用试电笔检查主电路的断路故障                                             图5-7 用电压法查找断路故障


(3)电阻法
如图5-8所示,可用万用表的电阻挡测量线路的通断情况。在图5-9所示的电路中,按下启动按钮SB2,接触器KM1不吸合,说明该电气回路有断路故障。在查找故障点前,首先把控制电路两端从控制电源上断开,然后将万用表置于R*1挡去测量。


图5-8 用万用表测量线路的通断


图5-9 用电阻法查找断路故障



在测量时注意以下事项。
① 用电阻测量法检查故障时,应先断开电源。
② 如果被测电路与其他电路并联,必须将该电路与其他电路断开,否则所测得的电阻值是不准确的。
③ 测量高电阻值的电气元件时,要选择合适的电阻挡。
 
(4)短接法
短接法就是用一根绝缘良好的导线,把所怀疑断路的部位短接,如果在短接过程中电路被接通,就说明该处断路。
如图5-10所示,电路中的SB是装在绝缘盒里的试验按钮,按钮型号为LA18-22,电压为交流550V、直流440V,电流为5A。它有两根引线,引线端头分别用黑色与红色鱼夹引出。



图5-10 用短接法查找触点故障示意图


用短接法检查故障时应注意以下3点。
① 短接法是用手拿绝缘导线带电操作的,因此一定要注意安全,避免发生触电事故。
② 短接法只适用于检查压降极小的导线和触点之间的断路故障;对于压降较大的电器,如电阻、线圈、绕组等断路故障,不能采用短接法,否则会出现短路故障。
③ 对于机床的某些要害部位,必须在保障电气设备或机械部位不会出现事故的情况下才能采用短接法。

断路故障产生的原因
① 电接触材料的改变、接触压力的减小。比如:新的开关触点上一般镀有一层银,经过长时间的磨损,镀层会消失,有的还会在接触面上积有灰尘、油污、氧化物,使接触电阻增大,同时弹簧变形、压力降低都会造成接触不良。
② 接触形式的改变。如果长期使用或修理工艺不正确,则会使接触面不平整或发生位移。比如从面接触变为了点接触,也会使电接触性能变差。
③ 腐蚀。铜、铝导体直接连接引起电化腐蚀;环境潮湿,有腐蚀性气体,又会导致或加剧电接触材料的化学腐蚀和电化学腐蚀,使接触电阻增大,有的还会破坏电接触材料的正常导电,产生断路故障。
④ 安装工艺不合格。对不同的电接触类型有不同的安装工艺要求,如导线绞接、压接、螺栓连接时不按工艺要求操作,压接不紧,也会产生接触不良。 导线受力点(如导线转弯、导线穿管、导线变截面等部位)在外力的作用下也容易发生断路故障。

2.短路故障的检查

(1)电源间短路
电源间短路故障一般是通过电器的触点或连接导线将电源短路而造成的,如图5-11所示。行程开关SQ中的3点与0点因某种原因形成连接将电源短路时,其故障现象为电源合上,熔断器FU就熔断。


图5-11 电源间短路


(2)电器触点之间短路
图5-12中接触器KM1的两个辅助触点KM1(3-4)和KM1(7-8)因某种原因短路,其故障现象为当合上电源时,接触器KM2立即吸合。
(3)触点本身短路
通常,回路只有接通和断开两种状态。只有当回路中所有的触点都正常时,电路才能正常工作。所以对于较简单的电路,通过分析回路故障时的状态即可查出故障点。图5-13所示的为两个按钮同时按下才能使接触器吸合、释放的控制电路,下面以此电路为例介绍触点本身短路故障的检查方法。


图5-12 电器触点之间短路                                                        图5-13 触点本身短路


在该电路中,若按钮SB3(或SB4)的触点短路,则只要按下启动按钮SB4(或SB3),接触器KM就吸合。若SB3、SB4触点同时短路,则接通电源后,接触器KM就吸合。若停止按钮SB1(或SB2)的触点短路,则同时按下停止按钮SB1和SB2,接触器KM也不能释放。

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