《机电设备故障诊断与维修 教学课件 ppt 作者 周宗明 吴东平 第 5 章 机床电气设备维修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电设备故障诊断与维修 教学课件 ppt 作者 周宗明 吴东平 第 5 章 机床电气设备维修（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机电设备故障诊断与维修,第 5 章 机床电气设备维修,制作：周宗明,第 5 章 机床电气设备维修,导学：本章详细介绍了机床电气设备故障的诊断维修方法。学生在进行本章学习时应注意以下几方面的知识掌握和能力培养。 1了解电气故障的主要类型，熟悉电气故障维修准备工作的内容。 2掌握利用仪表和诊断技术确定电气故障的方法，特别是利用万用表测量相关参数确定故障部位的方法。 3了解绝缘试验、温度试验、老化试验的应用场合，熟悉实验的操作方法。 4了解各类常用电气设备常见故障的种类，掌握排除故障的方法，初步具备利用设备电气原理图和故障现象确定故障原因、部位的能力,现代制造装备自动化程度的不断提高，使设备电气控制
2、系统的重要性越来越突现出来，在这些高自动化、高集成化的设备上电器控制系统的技术性能对机电设备的正常运行起着决定性作用。在多数情况下，电器控制系统的故障都会造成设备故障停机。若电气系统工作可靠性高，频繁发生故障，且得不到快速排除，将造成较大的损失。因此，做好机床电器设备的维作，提高电气控制系统的工作可靠性是机电设备维修的一项重要任务 。,51 电气系统故障检查方法 52 电气设备故障诊断常用的试验技术 53 常用 电气故障诊断维修实例,51 电气系统故障检查方法 电气系统的故障一般是指电气控制线路的故障。,511 电气系统故障检查的准备工作 一、电气控制电路的主要故障类型 (一)电源故障 (二)
3、 线路故障 (三) 元器件故障 1元器件损坏； 2元器件性能,二、电气系统故障查找的准备工作 (一)根据故障现象对故障进行充分的分析和判断，确定切实可行的检修方案。 (二)研读设备电气控制原理图，掌握电气系统的结构组成，熟悉电路的动作要求和顺序，明确各控制环节的电气过程，为迅速排除故障做好技术准备。 实际工作中为了电气控制原理图的阅读和检修中使用，通常对图纸要进行分区处理。即将整图样的图面按电路功能划分为若干(一般为偶数)个区域，图区编号用阿拉伯数字写在图的下； 用途栏放在图的上部，用文字说明；图面垂直分区用英文字母标注。 (三)准备好电气故障维修用的各种仪表工具 1试电笔 如图51、2所示；
4、 2校火灯； 3万用表 ； 4电池灯； 5电路板测试仪 。,512 现场调查和外观检查， 对于设备电气故障来讲，维修并不困难，但是故障查找却十分困难，因此为了能够迅速地查出故障原因和部位，准确无误地获得第一手资料就显得十分重要。现场调查和外观检查就是获得第一手资料的主要手段和途径，其工作方法可形象地概括为：望、问、听、切4个步骤。,一、“望”故障发生后,往往会留下一些故障痕迹,查看时可以从下面几个方面入手。 1检查外观变化 2观察颜色变化 二、“问”向操作者询问故障发生前后的情况。 三、“听”电气设备在正常运行和发生故障时所发出的声音有所区别，通过听声音可以判断故障的性质。 四、“切”所谓“切
5、”就是通过下面的方法对电气系统进行检查。 1用手触摸被检查的部位感知故障。 2对电路进行通、断电检查。 3对多故障并存的电路应分清主次，按步检修 。,513 利用仪表和诊断技术确定故障 一、利用仪表确定故障 (一)线路故障的确定 1电阻测量法 (1)分阶测量法 例1 电路故障现象：如图5.3所示,按下起动按钮SB2,接触器KMl不吸合。 表5.1 列出了常用元器件及导线阻值范围供使用中参考 (2)分段测量法 上例故障的电阻分段测量法 如图5.4所示。 电阻测量法具有安全性好的优点 。,2电压测量法 (1)分阶测量法 电压的分阶测量法 如图5.5所示，测量时，把万用表转至交流电压500 V挡位上
6、。 例2 电路故障现象：按下起动按钮SB2接触器KMl不吸合。 根据各阶电压值检查故障可参照表5.2进行。 (2)分段测量法 上例故障的电压分段测量法 如图5.6所示。 例2 电路故障现象：按下起动按钮SB2接触器KMl不吸合。 其详细测量方法如表5.3所示。其详细测量方法如表5.3所示。,3利用短接法确定故障 (1)局部短接法 用局部短接法检查上例故障的方法 如图5.7所示 具体短接部位及故障原因，如表5.4所示。 (2)长短接法(如图5.8所示),(二)元件故障的查找确定 1电阻元件故障的查找 测量电阻元件的热态电阻采用伏安法,即在电阻元件回路中串接一只电流表,并联一只电压表,在正常工作状
7、态下,分别读出二者数值,然后按欧姆定律求出电阻值。,测量电阻元件的热态电阻采用伏安法，即在电阻元件回路中串接一只电流表，并联一只电压表，在正常工作状态下，分别读出二者数值，然后按欧姆定律求出电阻值。,考虑电流表和电压表内阻的影响，对高阻元件和低阻元件应采用不同的接法。如图5.9所示。 对于阻值较小且需要精确测量的电阻阻值，应采用电桥法进行测量。 10以上可使用单臂电桥，10以下应使用双臂电桥。所测电阻为 R=kr (5.1) 式中 R被测电阻； k电桥倍率； r电桥可调电阻值。,2电容元件的故障查找(如表5.5所示) 电容元件的参数有容量、耐压、漏电阻、损耗角等，一般只需测量容量和漏电阻(或漏
8、电流)两个参数，如满足要求，则可认为元件正常。测电容的容量可用电阻表简单测算。根据刚加电瞬间指针的偏摆幅度，大致估计出电容的大小；等指针稳定后，指针的读数即为漏电阻。但要精确测量，需使用专门的测电容仪表。 3电感元件的故障查找 电感元件的基本参数有电感、电阻、功率和电压等。在实际测量时，一般可只核对直流电阻和交流电抗，如无异常，则可认为电感元件没有故障。 电感元件的测量方法有以下两种。,(1)欧姆表的测量法 (2)为了实现对电感元件的准确测量，除可采用专门的仪器外，还可使用伏安法。,伏安法的接线与测电阻时的伏安法接线基本相同，计算公式为： Z=U/I (5.2) 式中 Z测量频率下的阻抗，单位
9、为； U交流电压，单位为V； I交流电流，单位为A。,电感元件的阻抗与直流电阻和交流电抗之间的关系为： 式中 XL测量频率下的电抗，单位为； R直流电阻，单位为。,而电感元件的电感量与电抗之间的关系为： 式中，L电感元件的电感量，单位为H； 测量频率对应的角速度，单位为rads 测量频率，单位为Hz。,二、根据经验确定故障 1弹性活动部件法 主要用于活动部件，如接触器的衔铁、行程开关的滑轮臂、按钮等的故障检查。 2电路敲击法 电路敲击法是在电路带电状态下进行故障确定的。 3黑暗观察法 电路存在接触不良故障时,在电源电压作用下,常产生火花并伴随着一定的声响。 4非接触测温法 温度异常时，元件性能
10、常发生改变，同时元件温度的异常也反映了元件本身存在过载、内部短路等现象。 5元件替换法 对被怀疑有故障的元件，可采用替换的方法进行验证。 6对比法 如果电路有两个或两个以上的相同部分时,可以对两部分的工作情况进行对比。 7交换法 当有两个及以上相同的电气控制系统时，可把系统分成几个部分，将不同系统的部件进行交换。,按照以上公式，可以根据测得的直流电阻和交流电抗，求出电感元件的电感量，判断出电感元件的好坏。电感元件故障与参数变化 见表5.6。,三、电气故障的快速查找法 1检查线路状况 2检查电源情况 3对易查件进行检查,514 故障的排除与修理 一、绝缘不良 1由污物渗入到导线接头内部引发的绝缘
11、不良故障 2由老化引起的绝缘不良 3外力造成的绝缘损坏 二、导线连接故障,8加热法 当电气故障与开机时间呈一定的对应关系时，可采用加热法促使故障更加明显。 9分割法 首先将电路分成几个相互独立的部分，弄清其间的联系方式，再对各部分电路进行检测，确定故障的大致范围。,返 回,52 电气设备故障诊断常用的试验技术 电气设备种类繁多，故障也不尽相同，但是由绝缘、温升和老化引起的故障在电气设备中占有相当的比例。 521 电气设备的绝缘预防性试验 电气设备的绝缘预防性试验包括以下内容： 一、绝缘电阻和吸收比测量,试验步骤如下： 1放电 2清洁试品表面 3校验兆欧表 4正确接线 5测量 6实验测得的绝缘电
12、阻值大于电气设备的绝缘电阻允许值时，说明绝缘状况符合要求,二、介质损失的测量 电介质损耗的大小是衡量绝缘性能的一项重要指标。电场中电介质内单位时间消耗的电能称为介质损失。 介质损失的大小可以用功率因数角反映，为使用方便工程上常用的余角的正切tan来反映电介质的品质。,式中，C电容值； R电阻值。,测量的方法一般采用平衡电桥法、不平衡电桥法、低功率功率表法。,下面介绍平衡电桥法。 平衡电桥法又称西林电桥法，所用设备为高压西林电桥，它是一种平衡交流电桥，具有灵敏、准确等优点，应用较为普遍。其接线原理 如图5.10所示。 Z4 Z。=ZN Z3 (56),代入式(5.6)得 tan=RxCx=R4C
13、4 (57),对于50 Hz的电源，=100，在仪表制造时，取R4=106则有 tan=106 C4 (58) 式中 C4的单位为F。,判断设备的绝缘情况，必须将各项试验结果结合起来，进行系统地、全面地分析比较，并结合设备的历史情况，对被试设备的绝缘状态和缺陷性质作出科学结论。,三、直流耐压和泄漏电流的测量 直流耐压试验是耐压试验的一种，其试验电压往往高于设备正常工作电压的几倍，这种试验既能考验绝缘的耐压能力，又能揭露危险性较大的集中性缺陷。,泄漏电流试验同绝缘电阻测量相比具有以下特点： （1）试验电压比兆欧表的额定电压高很多，容易使绝缘本身的弱点暴露出来； (2)用微安表监视泄漏电流的大小，
14、方法灵活、灵敏，测量重复性较好。测量泄漏电流的接线多采用半波整流电路，其接线见图5.1l。,图 5.11 泄漏电流试验原理接线图 TA一自耦变压器；TU一升压变压器；V一高压硅堆； R一保护电阻；C一稳压电容器；Cx一被试品,四、交流工频耐压试验 交流工频耐压试验与直流耐压试验一样，均在设备上施加比正常工作电压高得多的电压，它是考验设备绝缘水平，确定设备能否继续参加运行的可靠手段。,常见的试验接线方法见图5.12。,图 5.12 交流工频耐压试验原理接线图,交流高压电源由交流电源调压器及高压试验变压器组成。试验时应根据被试设备的电容量和最高电压选择试验变压器。具体步骤如下： 1电压 试验变压器
15、的高压侧额定电压U。应大于试品的试验电压US；而低压侧额定电压应能与现场的电源电压及调压器相匹配。,2电流 试验变压器的额定输出电流I。应大于试品所需的电流IS，且IS可按试品电容估算 IS=UsC。 (5.9) 3容量 根据试验变压器输出的试验电流及额定电压，即可确定变压器的容量。 Pe=UeIe=UeUsCx。 4交流耐压试验结果的判断。,522 交流电动机和开关电器试验 一、交流电动机试验 1测量绝缘电阻和吸收比 2泄漏电流及直流耐压试验 3工频交流耐压试验 4测量绕组直流电阻 5电动机空转检查和空载电流的测定 其测得值应接近表5.7所列数值。若测得的空载电流过大，说明电动机定子匝数偏小，功率因数偏低；若空载电流过小，说明定子匝数偏多，这将使定子电抗过大，电动机力矩特性变差。,表5.7 异步电动机空载电流占额定电流的百分比 ,二、低压开关试验,523 老化试验 一、热老化试验 表5.8中列出了国际标准下绝缘的耐热等级和极限温度。,表5.8 绝缘的耐热等级,(一)热老化试验原理及试验设备 绝缘材料寿命与温度的关系为 log2=a+b/T (5.10) 式中，绝缘材料的寿命； a、b常数； T热力学温度。 式(5.10)表明，寿命的以2为底的对数与热
