1. 电路排故的方法
综观近年全国各地的中考物理试卷,我们不难发现判断电路故障题出现的频率还是很高的。许多同学平时这种题型没少做,但测验时正确率仍较低,有的反映不知从何处下手,笔者帮同学们总结几条解决这类问题的常用的主要判断方法:
“症状”1:用电器不工作。诊断:
(1)若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路了。
(2)若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。
“症状”2:电压表示数为零。诊断:
(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;
(2)电压表的两接线柱间被短路。
“症状”3:电流表示数为零。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
“症状”4:电流表被烧坏。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。(2)电流表选用的量程不当。
初中物理电学故障只有几类:短路(包括电源短路和局部用电器短路);断路;电流、电压表正负接反;电压表串接等等。
首先,看它给出的电路图或者实物图,用电流的流向法(电流从电源正极出发,通过用电器,流回负极)判断,各个用电器的工作情况。具体问题具体分析吧。
常用到的一些重要方法有: 电流表看成导线,电压表看成断路。
例如:灯不亮,用电器不工作,可能的原因有:
1)断路。
电路中有个地方断开了,包括开关、用电器自身,接触不良等等;
2)短路。
用电器被某条导线或者电流表短路了。
涉及到电压表的一些问题:
1)电压表有读数。但电流表无读数(或很弱),灯不亮,用电器不工作,原因:与电压表并联的部分(电压表是并联使用的)断路。这样,电压表相当于串联在电路中。
2)电压表无读数。a电流表无读数,灯不亮,用电器不工作,则,与电压表并联的电路**以外**的地方断路。
b电流表有读数,与电压表并联部分不工作,则,与电压表并联部分被短路,这时,电压表相当与与导线并联,导线两端的电压为0.
等效电路图的意思:比如,我说当开关闭合,灯泡1和灯泡2串联,则,我们就可以在草稿纸上面就可以直接画灯泡1和灯泡2串联,闭合的开关当作导线,这样就可以简化电路。方便我们计算和分析。
2. 机械手常见故障和修理方法
1.先动口再动手
对于有故障的电气设备,不应急于动手,应先询问产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备,还应先熟悉电路原理和结构特点,遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系,在没有组装图的情况下,应一边拆卸,一边画草图,并记上标记。
2.先外后内
应先检查设备有无明显裂痕、缺损,了解其维修史、使用年限等,然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素,确定为机内故障后才能拆卸,否则,盲目拆卸,可能将设备越修越坏。
3.先机械后电气
只有在确定机械零件无故障后,再进行电气方面的检查。检查电路故障时,应利用检测仪器寻找故障部位,确认无接触不良故障后,再有针对性地查看线路与机械的运作关系,以免误判。
4.先静态后动态
在设备未通电时,判断电气设备按钮、接触器、热继电器以及保险丝的好坏,从而判定故障的所在。通电试验,听其声、测参数、判断故障,最后进行维修。如在电动机缺相时,若测量三相电压值无法判别时,就应该听其声,单独测每相对地电压,方可判断哪一相缺损。
5.先清洁后维修
对污染较重的电气设备,先对其按钮、接线点、接触点进行清洁,检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的,一经清洁故障往往会排除。
6.先电源后设备
电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高,所以先检修电源往往可以事半功倍。
7.先普遍后特殊
因装配配件质量或其他设备故障而引起的故障,一般占常见故障的50%左右。电气设备的特殊故障多为软故障,要靠经验和仪表来侧量和维修。例如,有一个0.5kW的电动机由于带不动负载,有人以为是负载故障。根据经验,带上加厚手套,顺着电动机旋转方向抓,结果抓住了,这就是电动机本身的问题。
8.先外围后内部
先不要急于更换损坏的电气部件,在确认外围设备电路正常时,再考虑更换损坏的电气部件。
9.先直流后交流
检修时,必须先检查直流回路静态工作点,再检查交流回路动态工作点。
10.先故障后调试
对于调试和故障并存的电气设备,应先排除故障,再进行调试,调试必须在电气线路正常的前提下进行。
二、检查方法和操作实践
1.直观法
直观法是根据电器故障的外部表现,通过看、闻、听等手段,检查、判断故障的方法。
(1)检查步骤
①调查情况:向操作者和故障在场人员询问情况,包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况。如有无异常气体、明火、热源是否靠近电器、有无腐蚀性气体侵入、有无漏水,是否有人修理过,修理的内容等。
②初步检查:根据调查的情况,看有关电器外部有无损坏,连线有无断路、松动,绝缘有无烧焦,螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出,电器有无进水、油垢,开关位置是否正确等。
③试车:通过初步检查,确认不会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后,可进一步试车检查,试车中要注意有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象,一经发现应立即停车,切断电源。注意检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求,从而发现故障部位。
(2)检查方法
①观察火花:电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花,因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。例如,正常固紧的导线与螺钉间发现有火花时,说明线头松动或接触不良。电器的触点在闭合、分断电路时跳火说明电路通,不跳火说明电路不通。控制电动机的接触器主触点两相有火花、一相无火花时,表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断路;三相中两相的火花比正常大,另一相比正常小,可初步判断为电动机相间短路或接地;三相火花都比正常大,可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中,接触器线圈电路通电后,衔铁不吸合,要分清是电路断路,还是接触器机械部分卡住造成的。可按一下启动按钮,如按钮常开触点闭合位置断开时有轻微的火花,说明电路通路,故障在接触器的机械部分;如触点间无火花,说明电路是断路。
②动作程序:电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求。如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作,说明该电路或电器有故障。
另外,还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判断故障。运用直观法,不但可以确定简单的故障,还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。
2.测量电压法
测量电压法是根据电器的供电方式,测量各点的电压值与电流值并与正常值比较。
①分阶测量法(图1所示):当电路中的行程开关SQ和中间继电器的常开触点KA闭合时,按启动按钮SB1,接触器KMl不吸合,说明电路有故障。首先测量A, B两点电压,正常值为380V。然后按启动按钮不放,同时将黑色测试棒接到B点上,红色测试棒接标号依次向前移动,分别测量标号2、11、9、7、5、3、1各点的电压。
图1
维修实践中,根据故障的情况也可不必逐点测量,而多跨几个标号测试点,如B与11、B与3等。
②分段测量法:触点闭合时各电器之间的导线,通电时其电压降接近于零。而用电器、各类电阻、线圈通电时,其电压降等于或接近于外加电压。根据这一特点,采用分段测量法检查电路故障更为方便,如图2所示,按下按钮SBl时如接触器KM1不吸合,按住按钮SB1不放,先侧A、B两点的电压,电压在380V,而接触器不吸合说明电路有断路之处。
③点测法:电气的辅助电路电压为220V且零线接地的电路,可采用点测法来检查电路故障〔如图3所示)。
3.测电阻法
①分阶测量法:确定电路中的行程开关SQ(图4)、中间继电器触点KA闭合时,按启动按钮SBl,接触器KM1不吸合,说明该电路有故障。检查时先将电源断开,测量A、B两点电阻(注意,测量时要一直按下按钮SB1),如电阻为无穷大,说明电路断路。
②分段测量法:先切断电源,按下启动按钮SB1(图5),两测试棒逐段或重点测试相邻两标号(除2-11两点外)的电阻,如两点间电阻很大,说明该触点接触不良或导线断路。例如,当测得1-3两点间电阻很大时,说明行程开关触点接触不良。
这两种方法适用于开关、电器分布距离较大的电气设备。
4.对比、置换元件、逐步开路(或接入)法
①对比法:把检测数据与图纸资料及平时记录的正常参数相比较来判断故障。对无资料又无平时记录的电器,可与同型号的完好电器相比较。
电路中的电器元件属于同样控制性质或多个元件共同控制同一设备时,可以利用其他相似的或同一电源的元件动作情况来判断故障。例如,异步电动机正反转控制电路,若正转接触器KM1不吸合,可操纵反转,看接触器KM2是否吸合,如吸合,则证明KM1电路本身有故障。
②置转换元件法:某些电路的故障原因不易确定或检查时间过长时,但是为了保证电气设备的利用率,可置换同一相性能良好的元器件实验,以证实故障是否由此电器引起。
运用置换元件法检查时应注意,当把原电器拆下后,要认真检查是否已经损坏,只有肯定是由于该电器本身因素造成损坏时,才能换上新电器,以免新换元件再次损坏。
③逐步开路(或接入)法:多支路并联且控制较复杂的电路短路或接地时,一般有明显的外部表现,如冒烟、有火花等。电动机内部或带有护罩的电路短路、接地时,除熔断器熔断外,不易发现其他外部现象。这种情况可采用逐步开路(或接入)法检查。
a、逐步开路法:遇到难以检查的短路或接地故障,可重新更换熔体,把多支路并联电路,一路一路逐步或重点地从电路中断开,然后通电试验,若熔断器不再熔断,故障就在刚刚断开的这条电路上。然后再将这条支路分成几段,逐段地接入电路。当接入某段电路时熔断器又熔断,故障就在这段电路及某电器元件上。这种方法简单,但容易把损坏不严重的电器元件彻底烧毁。
b、逐步接入法:电路出现短路或接地故障时,换上新熔断器逐步或重点地将各支路一条一条的接入电源,重新试验。当接到某段时熔断器又熔断,故障就在刚刚接入的这条电路及其所包含的电器元件上。
5.强迫闭合法
在排除电器故障时,经过直观检查后没有找到故障点而手下也没有适当的仪表进行测量,可用一绝缘棒将有关继电器、接触器、电磁铁等用外力强行按下,使其常开触点闭合,然后观察电器部分或机械部分出现的各种现象,如电动机从不转到转动,设备相应的部分从不动到正常运行等。
①检查一条回路的故障:在异步电动机控制电路(图3)中,若按下起动按钮SB1,接触器KM1不吸合,可用一细绝缘棒或绝缘良好的螺丝刀(注意手不能碰金属部分),从接触器灭弧罩的中间孔(小型接触器用两绝缘棒对准两侧的触点支架)快速按下然后迅速松开,可能有如下情况出现:
a、电动机启动,接触器不再释放,说明启动按钮SB1接触不良。
b、强迫闭合时,电动机不转但有嗡嗡的声音,松开时看到三个触点都有火花,且亮度均匀。其原因是电动机过载或辅助电路中的热继电器FR常闭触点跳开。
C、强迫闭合时,电动机运转正常,松开后电动机停转,同时接触器也随之跳开,一般是辅助电路中的熔断器FU熔断或停止、启动按钮接触不良。
d、强迫闭合时电动机不转,有嗡嗡声,松开时接触器的主触点只有两触点有火花。说明电动机主电路一相断路。接触器一主触点接触不良。
②检查多支路自动控制电路的故障:在多支路自动控制降压启动电路(图6),启动时,定子绕组上串联电阻R,限制了启动电流。在电动机上升到一定数值时,时间继电器KT动作,常开触点闭合,接通KM2电路,启动电阻R自动短接,电动机正常运行。如果按下启动按钮SB1,接触器不吸合,可将KM1强迫闭合,松开后看KM1是否保持在吸合位置,电动机在强迫闭合瞬间是否启动。如果KM1随绝缘棒松开而释放,但电动机转动了,则故障在停止按钮SB2热继电器FR触点或KM1本身。如电动机不转,故障在主电路熔断器、电源无电压等。如KMI不再释放,电动机正常运转,故障在启动按钮SBl和KM1的自锁触点。
图6
当按下启动按钮SB1,KM1吸合,时间继电器KT不吸合。故障在时间继电器线圈电路或其机械部分。如时间继电器吸合,但KM2不吸合,可用小螺丝刀按压KT上的微动开关触杆,注意听是否有开关动作的声音,如有声音且电动机正常运行,说明微动开关装配不正确。
6.短接法
设备电路或电器的故障大致归纳为短路、过载、断路、接地、接线错误、电器的电磁及机械部分故障等六类。诸类故障中出现较多的为断路故障。它包括导线断路、虚连、松动、触点接触不良、虚焊、假焊、熔断器熔断等。对这类故障除用电阻法、电压法检查外还有一种更为简单可靠的方法,就是短接法。方法是用一根良好绝缘的导线,将所怀疑的断路部位短路接起来,如短接到某处,电路工作恢复正常,说明该处断路。
①局部短接法(图7):当确定电路中的行程开关SQ和中间继电器常开触点KA闭合时,按下启动按钮SB1,接触器KM1不吸合,说明该电路有故障。检查时,可首先测量A、B两点电压,若电压正常,可将按钮SB1按住不放,分别短接1-3、3-5、7-9、9-11和B-2。当短接到某点,接触器吸合,说明故障就在这两点之间。
②长短接法:长短接法是指一次短接两个或多个触点或线段,用来检查故障的方法。这样做既节约时间,又可弥补局部短接法的某些缺陷。例如,两触点SQ和KA同时接触不良或导线断路(图8),短接法检查电路故障的结果可能出现错误的判断。而用长短接法一次可将1-11短接,如短接后接触器KM1吸合,说明1-11这段电路上一定有断路的地方,然后再用局部短接的方法来检查,就不会出现错误判断的现象。
图7 图8
以上几种检查方法,要活学活用,遵守安全操作规章。
对于连续烧坏的元器件应查明原因后再行更换;电压测量时应考虑到导线的压降;不违反设备电器控制的原则,试车时手不得离开电源开关,并且保险应使用等量或略小于额定电流;测量时,注意测量仪器的挡位的选择。
3. 工程机械电气故障应急修理方法有哪些
工程机械作业环境恶劣,作业中产生的振动和冲击容易引发电气系统故障。工程机械电气系统发生故障后若不及时修复,将影响施工生产进度。笔者根据多年维修经验,总结出工程机械发生电气故障时的9种应急修理方法。
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。
例如1台正在作业的HBT30型混凝土输送泵突然停止工作,检查发现其DC24V变压器已烧毁。由于施工现场地处偏远郊区,且无备用件,为不影响作业,决定借用混凝土搅拌运输车的蓄电池作为电源。具体做法是:先准备1根长20m、截面积2、5mm2以上的2芯电缆,再将混凝土输送泵上的DC24V电源输出端断开,然后将准备好的2芯电缆的一端接在该输出端上,另一端安装鳄鱼夹。将2芯电缆通过鳄鱼夹连接到附近混凝土搅拌运输车的蓄电池上,即可启动混凝土输送泵继续工作。
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。
例如1台正在作业的阿特拉斯352E型液压凿岩台车突然停机,故障显示其电路缺相。用万用电表测量上一级配电箱电路不缺相,而电缆集电卷盘缺相,由此断定问题出在电缆集电卷盘内。经拆解,发现集电卷盘内导电铜环接触面烧蚀。经查询,配件国内无现货,国外订货需要3个月。为尽快修复机器,决定将转换连接器上电缆进、出接线端拆下,再将出线端直接与上一级配电箱电路进行连接。这样虽然每次作业时都需人工进行收放电缆,但并不影响正常生产。
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。
例如1台AL500型干湿两用混凝土喷射机突然出现不能行驶故障。经初步检查控制机器行走的电磁阀正常,只是电磁阀供电出现问题。若逐步查找故障部位,需要较长时间。为了让混凝土喷射机快速投入使用,不影响后续作业,决定采用临时接线法。具体如下:先将原电路断开不用,再从蓄电池处临时引线直接连接到该电磁阀上,然后在该引线中间连接1个开关,以控制电路通断。
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。
例如1台麦斯特MEYCO-Potenza型干湿两用湿喷机作业时,发生摆臂无动作故障。经检测,判定故障原因是遥控电缆线内与摆臂有关的线路断路。此时若电缆线内无备用线,可按如下方法应急修理:将断路线拆除,将1根长20m、横截面积1、5mm2以上的电缆线,沿遥控电缆的方向,一端连接在摆臂手柄上,另一端连接在电缆插接头上。
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。
例如,1台正在作业的川崎85ZIV型装载机点火开关出现损坏。采购该点火开关需3个月,为不影响生产,可应急用1个类似的国产点火开关替代。
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。
例如,正在进行作业的1台混凝土泵车突然停止工作,检查发现该车调压电磁阀线圈已烧毁,且现场无替换配件。此时可用适宜的螺丝刀将调压电磁阀阀芯顶到工作位置,使液压系统恢复正常,保证泵车继续进行作业。
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。
比如,1台LWL-80型电动液压扒渣机出现电动机不能运转故障。经仔细检查,发现电动机交流接触器触点严重烧蚀,且工地无备件。此时应急处理方法如下:将烧蚀的触点拆卸掉,用细砂纸进行打磨,待接触面磨平后安装即可。
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。
例如,1台正在作业的方圆HBT60A型混凝土泵突然不能正常工作。经检测,发现该机PLC输入端子处有电讯号,而输出端子处无电讯号,由此说明故障出在PLC上。为了不影响作业,将另1台闲置的同型号混凝土泵上的PLC换上,该混凝土泵即恢复工作。
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。
例如,1台AL500型干湿两用混凝土喷射机遥控器,出现电器元件损坏、反应失灵、线路老化故障。经鉴定该遥控器已无修复价值。若更换原装进口遥控器价格高达6万余元,且发货周期长。我们根据电控原理,对遥控器电路进行了改装。改装遥控器仅用2000余元,其使用性能和使用寿命却与进口件相当。
灵活运用各种应急修理方法,能有效减小突发故障给生产带来的不利影响,缩短故障停机时间,提高机械的利用率。但是故障应急修理毕竟是临时性修复,不可能达到最佳效果,因此不能把临时性修复当作永久性修复。尤其是抢修时拆用其他机械零部件时,一定要做好维修登记,并尽快申报并采购相关配件,以便尽快恢复其原机技术性能。