机械电气系统设计及常见故障的诊断方法分析

机械电气系统设计及常见故障的诊断方法分析

侯伟强

身份证号：130426199206020310

摘要：随着科学技术的飞速发展，电气工程越来越复杂，只有保证电气工程的安全性和对电力系统的全面理解，才能使机电一体化技术的价值得到最大程度的发挥。本文从机电系统的构成入手，阐述了机电系统的总体设计原理，并以解析设计、逻辑设计为切入点，探讨了机电系统的具体设计思想；对机械、电器系统中常见的多种故障进行了分析，并给出了各种故障诊断技术及其实现的次序，以利于我国机电工业的发展。

关键词：机械电气系统；常见故障；诊断方法

1机械电气系统组成

（1）电源线路。电路按其功能可分为两类：主电路和辅助电路。电机与交流电源之间的线路称为主线路，它包含了各种起动设备，如电机，接触器，热继电器，保险丝等。用于机械设备的电力供应通常是一根或多根直流导线。（2）仪表。不同的电气设备具有不同的功能，因此通常会配备不同的仪表，为便于操作人员对电器设备的性能及工作状况进行全面的观察。仪表仪器按功能划分，包括传感器、油温表、油量表、气压表以及电流电压表等。另外，由于某些装置的特殊性能，将会安装转速计。（3）照明系统。为满足夜间施工的需要，许多电力设备都需要安装灯光。照明系统具有多种功能，在出现故障时，设备上的指示灯会发出警告，提醒工作人员进行维修或停机。照明系统是设备运行与安全管理的重要环节。灯光系统由组合灯、报警灯、工作灯等组成。（4）指示器。它的功能是向工作人员通报设备零件出现了运转问题，可以精确地告诉工作人员故障的大概位置，比如油压指示灯、手刹指示灯、低压指示灯等。仪表以信号的方式对操作者进行提示，使操作者能够及时发现设备的故障。

2机械电气系统故障

2.1常见故障类型

（1）破坏性故障和非破坏性故障。该类型故障的判别方法是以机械设备和零件有无损坏作为参考点。由于破坏性的原因造成机器或零件的损坏，通常不允许进行修理。当遇到非破坏性的故障时，就必须要有相应的对策来应对。（2）系统性故障和偶然性故障。从产生原因来看，可分为系统型和偶然型两种。其中，系统失效是指在特定的情况下，不可避免的失效；事故的发生具有一定的不确定性。偶然故障的判定是一个比较困难的问题，通常要通过反复的实验来达到精确的判定。（3）指示类故障和非指示类故障。根据故障出现时有无报警信号，将其划分为有无报警信号的两种类型。指示性故障通常是指警报器不停地闪动；无指示性故障是指在没有任何警告信息的情况下，机器设备仍无法正常运转的一种故障。比如，警报灯的闪动就是一个典型的指示器级别的错误。当系统出现异常情况时，警示灯将及时报警。在很多时候，报警信号的异常往往是因为发电机不能正常工作，或者发生了一些不正常的现象。这时需要对报警器的保险丝进行检查，看看保险丝的状况，了解是否有熔断的保险丝，就可以解决报警灯号的异常问题。另外，当发动机不能正常运行时，可先启动发动机，使其以中速运行，然后检测报警灯，电压为30V，然后检测输出电压。若检测值低于15V，则说明此时发动机存在故障，此时需要工作人员对电路进行检查，看是否存在短路或短路现象，然后对报警装置的异常进行分析。例如，引擎冷却剂温度过高，就是不能显示的故障。造成柴油机冷却剂温度过高的原因有：冷却系统中的防冻剂不够；制冷风机运转不畅，制冷系统中的水泵出现故障；引擎的汽缸有毛病；制冷系统不能正常运行；引擎和散热器的水垢太多，不能保证有效的散热。针对上述故障，必须采取相应的维护措施，才能保证发动机各部件的正常运转。

2.2故障诊断技术

（1）根据机械设备的振动现象诊断。根据设备的震动反应，选用动力式减振平台。该系统由信号反馈，冷却系统，振动台体，功率放大器和控制器组成。在试验过程中，首先收集了系统和装置的常规工作状态数据，然后选取了振动最剧烈的几个点，利用叠加和权重的方法，确定了装置的故障原因。对较大的装置，通常采用振动表面观测法。如果设备出现强烈振动，根据振动位置通常也可以确定故障位置。(2)通过对所测得的机器装置的温度数据进行诊断。无论机械装备是动是静，都会在固定部位和可动部位摩擦时，由于与热源和电流的接触而引起机件发热。对此，只要检测设备的机件温度，与正常工作状态下的机件温度相比较，就可以确定设备是否出现了故障，出现了故障的位置。(3)运用灰色关联分析方法进行故障诊断。构建灰色预测模型，利用灰色关联度进行分析，对机械设备是否存在故障问题进行判断，该技术能够准确预测机械设备的运行状态。（5）专家系统的故障诊断。即使使用专家系统来判断机械设备的故障，在机械设备出现问题的时候，也可以依靠设备自动化技术与人工智能技术、大数据技术来进行分析，并与数据库中的故障诊断经验进行比较，从而完成对故障问题的分析。（6）模糊诊断技术。甚至利用模糊数据技术对机电设备进行了故障诊断。该方法由上、下两部分组成。整个系统由零序电流和定子三相电流两部分组成，对系统进行持续监控，并将测量结果存入内存，并以文件形式进行存贮。上位机软件以曲线形式将上传数据进行显示，并选择相应的隶属函数进行模糊化处理，从而可以对机械设备和系统的具体故障进行分析和诊断。

2.3诊断实施顺序

（1）先机械，后电子。电气装置是以电原理和机械原理为基础的，而机电一体化装置则是将机械和电子功能有机地结合在一起的一种装置。当机械元件出现故障或故障时，就会对电力系统产生一定的影响，使许多电器元件不能正常工作。所以，在解决电力系统的问题之前，首先要解决的问题是机械系统的问题。例如，在电控设备不能启动时，很可能是由于电磁铁绕组烧毁、电机绕组烧毁或机械传动抱轴，或由于润滑问题、机械部分卡死，从而导致了过流保护和短路。机械装备的检修和替换，以及负荷的故障完全排除之后，才能完全完成。（2）先主要，后次要。对电器设备的诊断，通常采用“六诊”、“九诊”、“三序”和“六序”的方法。由于移动部件较易发生故障，因此应首先对移动部件进行检测，然后再对固定部件进行检测。只有分清优先级和优先级，才能更好的进行故障诊断。（3）先外部、后内部。在对电气故障进行诊断的时候，首先要对设备的表面进行检查，看是否有缺陷和裂纹，了解设备的使用年限和维修史，然后再对设备的内部进行检查。在拆装前，首先要对外因进行排除，确定外因无误后，再进行内因检修。

结语

总结来说，在进行电气设备的维修和对机械设备的故障进行诊断的时候，一定要根据系统的实际状况和运行特点，采用正确的处理方法，并根据实际状况，选择适合于实际状况的故障排除和诊断维修技术；将各种技术优势充分发挥出来，提升电气设备的运行效果与水平，将各种技术优势与价值展现出来，从而提升工作质量，最终达到预期的生产目标。

参考文献

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