机械电气系统设计和常见故障分析的方法浅析

侯振华

摘要：随着自动化技术在各行业的应用及普及，使得电气系统的应用领域在逐步拓展。但是由于电气系统内部构造的复杂性，以及组成元器件的多样性，常常受到外界影响或系统自身问题而发生运行故障，给机械工程生产建设带来不利影响。机械电气系统作为维护工程机械正常运行的“神经网络”，可实现对工程机械工作模式、传动、制动等的有效调控，是提高工程机械运行效率、保障其安全生产的重要条件。

关键词：机械电气;系统设计;常见故障分析;方法浅析

1导言

随着我国科技的进步，电气系统的使用范围越来越广，但是在电气系统运行过程中往往因为电气系统出现故障而延误机械工程建设，机械电气系统作为机械工程的重要环节对其必须要给予一定的重视。本文以工作中的经验为基础，浅析电气系统的常见故障以及其解决方法。

2电气系统的组成

电气系统组成依据不同的功能进行分类可分为4部分：（1）电源线路。工程机械制造中应用较多的电气系统为单线制直流电气系统，按供应电压的不同分为12V和24V两种。其中电源总开关、发动机、起动机、蓄电池是共同组成电气系统的直流电源。（2）仪表。电压表、变矩器油温表、电压表以及冷却液温度表是在机械工程中常用的仪表。电气系统中所用仪表的种类和数量都非常多，不同的仪表具有不同的功能，他们共同作用，帮助电气系统完成对各个系统的监测和测量。（3）照明系统。照明系统除具备基本的照明功能外，还能根据信号灯的指示实现对电气系统设备故障的报警和警示功能，帮助工作人员及时发现系统故障。照明系统主要由前组合灯、后组合灯、工作灯及报警灯等部分组成。（4）指示器。工程机械中常用的指示器为指示灯，利用指示灯发出的信号提醒工作人员操作出现问题。指示器与电压表等仪表结合使用，可帮助工作人员及时发现异常并做出有效处理，确保工作安全。

3有关电气系统及电气自动化技术的概念阐述

3.1电气系统的涵义

电气系统不同的电气零部件和设备构成的整体的系统，它在电路运行中充当着十分重要的角色电气系统常与自动化技术相联系。

3.2电气控制系统的功能用途

在整个电气系统中，不同设备、不同环节都有着截然不同的控制步骤。为了保证系统的正常高效运作，需要不同功能的电气设备进行辅助，这样通过电器的组合，电力系统的运行才会畅通无阻。这些电器设备的功能多种多样，分为以下几个方面：（1）控制电路运行过程的功能：在电力系统中，一些较为重要或者在系统中处于中心位置的控制设备体积较大，不便于人工操作，所以一旦这些电器运行过程中出现了问题，需要自动化的现代技术对设备进行自动的控制，这时，现代化机械电气技术便能够发挥作用，既保障了电路安全，又提高了工作效率。（2）保护电气设备的功能。由于长时间高强度的运作，有些电气设备与线路在运行过程中会出现超负荷的情况，这种情况一般是指通过这些设备的电流量超过了设备所能承受的最大量，这时控制系统就会发挥作用，通过对故障信号进行详细的检查，会对故障造成的原因进行自动地挑选和分析，从而进行设备运行暂时中断或者切断电源，以此来保护整个电力系统免遭巨大的损失。（3）监视功能。电流是眼睛看不见的，一台设备是否处于正常稳定的工作状态，有无故障的产生，无法从肉眼的观察中得出结论，这时，各种微型设备如信号检测灯、或温度显示器等就可以发挥重要作用，对电气设备进行有效及时的监测。

3.3电气系统自动化的涵义

作为电力生产行业和现代自动化技术结合的典范，电气系统自动化就是通过自动化的现代技术对电力及其相关设备进行合理高效的自动管理。将自动化技术同电气系统相结合的目的主要有以下几点：（1）有效的提升电力行业的管理控制效率，节省劳动力;（2）推动提高电气系统的安全保障性能;（3）以现代技术促进电力行业整体发展。

3.4自动化的电气系统的发展历程

20世纪50年代以前，电力系统尚处于初始的发展阶段，它的电力容量在几百万千瓦左右，单机容量也较低，电力系统自动化的发展刚刚开始起步，只有较为简单的装备可以进行初级自动化控制，而且这些自动技术的运用仅限于以安全保护和过程自动调节等方面。到了50年代中期，50～60年代，电力系统的发展规模有了跨越性的发展，电力的总容量不断提高，单机容量的大小也达到了20万瓦，在电力系统较完善的地区形成区域联网。各种新型的装置开始研发，并逐步地运用到实践中。70～80年代，随着计算机的出现，网络管理设备开始运用到了电力系统当中。

4工程机械设备中电气系统常见故障

4.1工程机械电气系统常见故障

（1）传感器故障。传感器是电气系统重要的组成部分，它的作用是实现非电信号与点信号之间的相互转换。一旦传感器发生故障导致信号转化失败，其对应的电气控制系统就无法正常工作。电气系统的正常运行需要借助电压传感器、电流传感器以及温度传感器共同运作来为系统的安全运行创造条件。（2）警报指示异常。警报灯指示异常是工程机械电气系统常见故障类型之一。电气系统中警报灯无法正常工作是由于发电机发电能力不足或不能自行发电，以及保险丝发生问题，导致警报指示发生异常。（3）机油压力灯异常。当电气系统中机油压力无法满足其正常工作的需要，或机油压力开关受损时都会导致机油压力灯失常，此时工作人员要先对机油压力进行测量，若发现压力不在正常范围内要请专业人员进行维修。导致机油压力灯异常的另一个原因是线束发生短路，可通过检测电阻表电阻值的方式来判断其是否发生异常，然后根据检查结果及时进行处理。

4.2故障分析

（1）现场观察分析。针对电气系统故障类型及不同的表现形式，检修人员要及时针对故障现象展开分析，并加强与机床操作人员的沟通和交流，准确了解电气系统出现故障前后的变化及表现形式。同时要运用观察分析法对设备进行检查，采用看、摸、听等外观检查法找出系统故障范围，从而准确判定故障发生位置。另外，要做好整个检修过程的详细记录，必要时可采取视频影像的方式进行资料留存。（2）合理分析电气设备的运行理论。电力系统由不同的功能单元组成，包含的元器件种类和数量非常多，其中任何一个细小的环节发生问题，都会影响到整个系统的正常运行。为确保电气系统持续稳定的运行，必须要综合分析每个单元的工作原理及运行工况，同时要结合不同设备功能和布局的差异，对其相关的控制线路也要区别分析，维修人员要熟练掌握不同线路的原理和理论知识，只有这样才能提高故障处理效率，降低停机检修时间。（3）维修方案。依据故障表现形式对其产生原因进行深入分析并准确确定故障发生位置后，要邀请专家和专业技术人员就电气系统运行故障商讨维修方案，在制定维修方案的过程中，要积极听取一线工作人员的意见和建议，立足电气系统运行现状，从专业技术层面制定出切实可行的维修方案，確保维修方案满足电气系统实际操作程序，具有较强的针对性和实用性。

5结语

基于机械电气系统常用设计方法分析可知，导致电气系统常见故障发生的原因是多方面的，结合电气系统工作原理及工作特点，维修人员可根据故障表现形式采用现场观察分析的方法，对设备关键部位进行针对性的排查，由此可不断提升故障检修效率。同时工作人员要加强对电气系统运行情况的监管，注重日常维护与检修，从而有效降低设备故障发生概率，确保电气系统安全稳定的运行，为提高工程机械生产效率发挥作用。

参考文献

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