機械設備電氣系統的故障檢測與診斷

陳　謙（南京拓邁地理信息技術有限公司,南京210000）

機械設備電氣系統的故障檢測與診斷

陳謙
（南京拓邁地理信息技術有限公司,南京210000）

在機械設備中，電氣系統是一個非常重要的組成部分，且是一個非常容易出現故障的部分，電氣系統的安全運行對于機械設備的可靠性有著直接的影響。在實際生產過程中，電氣系統出現故障不可完全避免，這就需要對其進行必要的檢測診斷，來及時地排除故障，保證機械設備的正常運行。本文通過分析電氣系統故障的主要形式，提出了幾點有關機械設備電氣系統故障檢測診斷的有效方法，為保證機械設備電氣系統的穩定安全運行提供了一定的參考。

機械設備；電氣系統；故障；檢測；診斷

1　引言

在我國社會主義市場經濟不斷蓬勃發展的前提下，國民經濟各個領域的發展都離不開機械設備，作為機械設備最重要的組成部分之一，電氣系統對機械設備的影響十分關鍵，電氣系統出現故障如果不能夠及時地發現排除，將會嚴重影響機械設備的安全運行，嚴重地甚至會引發生產事故，給社會帶來巨大的損失。因此，就目前形勢來看，對電氣系統故障檢測診斷的相關問題進行分析和研究，具有十分重要的現實意義。下面筆者將針對相關問題展開系統地闡述，為實際檢測診斷故障提供參考和幫助。

2　機械設備電氣系統的組成及特點

通常情況下，機械設備電氣系統主要由電子系統和電氣設備兩個部分組成。電子系統是組成電氣系統中用電設備的重要部分，主要包括發動機電子控制燃油噴射系統、電子監控與檢測系統、電子控制自動變速器、電子智能控制器系統、電子負荷傳感和功率控制系統等等。而電氣設備則主要是指結構部件，包括蓄電池、發電器、調節器、充電系統、啟動系統以及其他用電設備等等。

電子系統通常采用數字電路，集成化和模塊化程度很高，通過參考輸入輸出關系真值表就可以找出對應的原因結果，對其故障診斷的邏輯性和規范性都很高，且可檢測性很強，診斷理論發展逐漸成熟起來。電氣設備的電路屬于模擬電路，診斷精度較低、難度很大，且穩定性不足，診斷理論發展緩慢。

3　電氣系統故障的主要形式

電氣系統故障的形式主要包括以下兩種：

（1）機械故障。機械故障通常是由設備材質、安裝、維護、生產條件等因素的變化而引起的啟動不平衡、油膜振蕩、軸承缺陷、安裝尺寸誤差等問題，或者由于能源介質不足而導致的軸承機體振動、電氣部件燒壞、軸承燒壞等后果。

（2）電氣故障。電氣故障是指因電氣設備內在質量、安裝質量或者諸如絕緣、接地、連接、能源介質不合格、過載運行等而引起的軸承振動、機械振動、電器部件損壞等后果。

4　故障檢測診斷簡介及意義

所謂故障檢測診斷，是指根據設備運行過程中所產生的各種信息表現進而判別設備是處于正常運行狀態還是處于故障狀態。故障檢測診斷幾乎涉及到自然科學的各個領域，需要廣泛的理論基礎，是一門多學科交叉的邊緣科學。

與其他故障檢測診斷技術相比，電氣設備故障檢測診斷具有一定的特殊性，主要表現為以下四個方面：一方面在進行故障檢測診斷時，需要采樣的信號分為很多種，所用的采樣設備也不同，操作起來比較復雜，電氣系統比較復雜，故障類型較多，不易診斷；另一方面針對不同的設備，進行故障檢測診斷的方法也不同；同時在進電氣系統機械部分的故障檢測診斷室，所采用的方法和設備與進行機械設備故障診斷室是相同的；此外對于檢測系統來說，其硬件種類較多，結構比較復雜。

對電氣系統進行故障檢測和診斷，其重要意義在于能夠有效地改革設備維修制度，將傳統的定期檢修制度改為預知維修制度，這樣不僅能夠節約許多維修資金，還能夠節約大量的時間，使設備正常運行的時間更長，提高機械設備的生產效率，從大的方面來講可以促進我國國民經濟的健康穩定發展。

5　機械設備電氣系統故障檢測與診斷方法

常用的機械設備電氣系統故障檢修與診斷的方法主要有以下幾種：

（1）人體感官診斷法。人體感官診斷法是一種最為直接也最為便捷的診斷方法，通常電氣設備故障大多伴隨著冒煙、電火花、高溫等現象，這些現象通過人體器官都能夠直觀發現，進而采取有效措施來進行維修。常見的人體感官診斷法包括眼觀、手觸、耳聽等，眼觀主要是針對電氣系統故障所產生的現象來進行觀察，包括冒煙和電火花等，手觸主要是對電氣系統的溫度進行感覺，進而判斷是否出現故障，耳聽主要是針對設備發出的聲音來判斷是否出現故障。

（2）短路與斷路診斷法。短路與斷路診斷法是目前使用比較方便也比較普遍的方法，通過在電路上接電燈、電流表、電壓表等設備，然后按照用電順序來對電路系統進行逐段檢查從而來進行故障診斷。試燈檢驗法和電壓表檢驗法是檢驗電路斷路情況的方法，電流表檢驗法是檢驗電路短路情況的方法。如果發現電燈不亮、電壓表無指示數據、電路保險絲熔斷等現象，說明所測的該段電路存在故障，需要進行檢修，反之則說明該段電路正常。

（3）紅外線診斷法。紅外線診斷法是一種比較新型的診斷方法，主要是借助紅外熱像儀來進行故障的檢測診斷，常用的方法有表面溫度判斷法、熱譜圖分析法、相對溫差判斷法、縱向比較法等。其主要原理是在對同一設備的不同部位進行比較分析時，正常情況下表面溫度的分布比較均勻且有一定規律，如果設備出現故障，儀器圖像則會表現出不穩定或者不規律的現象，這是由于溫度不均勻所造成的，通常造成溫度過高的原因包括線圈短路、繞組、磁路、設備受潮、介損增大等等。

6　結束語

機械設備電氣系統的故障檢測與診斷是一個集多個學科于一體的綜合學科，需要掌握許多相關知識才能夠實現真正意義的故障檢測診斷，同時還需要不斷地積累經驗并不斷地創新，通過將多種檢驗方法相結合來實現故障檢測診斷水平的提升，為我國國民經濟的更好發展打下良好的基礎。

[1]朱振華,蘇勛家,侯根良,楊曉林,王先猛.大型裝備液壓系統的故障再現及診斷平臺的設計[J].化學工程與裝備,2010(09).

[2]蘇中元,賈民平,胡建中,許飛云.基于Web的工程機械故障診斷專家系統設計與實現[J].工業儀表與自動化裝置,2006(02).

[3]馮志鵬.計算智能在機械設備故障診斷中的應用研究[D].大連理工大學,2003.

[4]邱海蓮,杜金洋.機械設備故障診斷方法研究[A].云南省機械工程學會第七屆學術年會暨十三省區市機械工程學會學術年會論文集[C].2008.