机械设备电气系统的故障检测与诊断

陈　谦（南京拓迈地理信息技术有限公司,南京210000）

机械设备电气系统的故障检测与诊断

陈谦
（南京拓迈地理信息技术有限公司,南京210000）

在机械设备中，电气系统是一个非常重要的组成部分，且是一个非常容易出现故障的部分，电气系统的安全运行对于机械设备的可靠性有着直接的影响。在实际生产过程中，电气系统出现故障不可完全避免，这就需要对其进行必要的检测诊断，来及时地排除故障，保证机械设备的正常运行。本文通过分析电气系统故障的主要形式，提出了几点有关机械设备电气系统故障检测诊断的有效方法，为保证机械设备电气系统的稳定安全运行提供了一定的参考。

机械设备；电气系统；故障；检测；诊断

1　引言

在我国社会主义市场经济不断蓬勃发展的前提下，国民经济各个领域的发展都离不开机械设备，作为机械设备最重要的组成部分之一，电气系统对机械设备的影响十分关键，电气系统出现故障如果不能够及时地发现排除，将会严重影响机械设备的安全运行，严重地甚至会引发生产事故，给社会带来巨大的损失。因此，就目前形势来看，对电气系统故障检测诊断的相关问题进行分析和研究，具有十分重要的现实意义。下面笔者将针对相关问题展开系统地阐述，为实际检测诊断故障提供参考和帮助。

2　机械设备电气系统的组成及特点

通常情况下，机械设备电气系统主要由电子系统和电气设备两个部分组成。电子系统是组成电气系统中用电设备的重要部分，主要包括发动机电子控制燃油喷射系统、电子监控与检测系统、电子控制自动变速器、电子智能控制器系统、电子负荷传感和功率控制系统等等。而电气设备则主要是指结构部件，包括蓄电池、发电器、调节器、充电系统、启动系统以及其他用电设备等等。

电子系统通常采用数字电路，集成化和模块化程度很高，通过参考输入输出关系真值表就可以找出对应的原因结果，对其故障诊断的逻辑性和规范性都很高，且可检测性很强，诊断理论发展逐渐成熟起来。电气设备的电路属于模拟电路，诊断精度较低、难度很大，且稳定性不足，诊断理论发展缓慢。

3　电气系统故障的主要形式

电气系统故障的形式主要包括以下两种：

（1）机械故障。机械故障通常是由设备材质、安装、维护、生产条件等因素的变化而引起的启动不平衡、油膜振荡、轴承缺陷、安装尺寸误差等问题，或者由于能源介质不足而导致的轴承机体振动、电气部件烧坏、轴承烧坏等后果。

（2）电气故障。电气故障是指因电气设备内在质量、安装质量或者诸如绝缘、接地、连接、能源介质不合格、过载运行等而引起的轴承振动、机械振动、电器部件损坏等后果。

4　故障检测诊断简介及意义

所谓故障检测诊断，是指根据设备运行过程中所产生的各种信息表现进而判别设备是处于正常运行状态还是处于故障状态。故障检测诊断几乎涉及到自然科学的各个领域，需要广泛的理论基础，是一门多学科交叉的边缘科学。

与其他故障检测诊断技术相比，电气设备故障检测诊断具有一定的特殊性，主要表现为以下四个方面：一方面在进行故障检测诊断时，需要采样的信号分为很多种，所用的采样设备也不同，操作起来比较复杂，电气系统比较复杂，故障类型较多，不易诊断；另一方面针对不同的设备，进行故障检测诊断的方法也不同；同时在进电气系统机械部分的故障检测诊断室，所采用的方法和设备与进行机械设备故障诊断室是相同的；此外对于检测系统来说，其硬件种类较多，结构比较复杂。

对电气系统进行故障检测和诊断，其重要意义在于能够有效地改革设备维修制度，将传统的定期检修制度改为预知维修制度，这样不仅能够节约许多维修资金，还能够节约大量的时间，使设备正常运行的时间更长，提高机械设备的生产效率，从大的方面来讲可以促进我国国民经济的健康稳定发展。

5　机械设备电气系统故障检测与诊断方法

常用的机械设备电气系统故障检修与诊断的方法主要有以下几种：

（1）人体感官诊断法。人体感官诊断法是一种最为直接也最为便捷的诊断方法，通常电气设备故障大多伴随着冒烟、电火花、高温等现象，这些现象通过人体器官都能够直观发现，进而采取有效措施来进行维修。常见的人体感官诊断法包括眼观、手触、耳听等，眼观主要是针对电气系统故障所产生的现象来进行观察，包括冒烟和电火花等，手触主要是对电气系统的温度进行感觉，进而判断是否出现故障，耳听主要是针对设备发出的声音来判断是否出现故障。

（2）短路与断路诊断法。短路与断路诊断法是目前使用比较方便也比较普遍的方法，通过在电路上接电灯、电流表、电压表等设备，然后按照用电顺序来对电路系统进行逐段检查从而来进行故障诊断。试灯检验法和电压表检验法是检验电路断路情况的方法，电流表检验法是检验电路短路情况的方法。如果发现电灯不亮、电压表无指示数据、电路保险丝熔断等现象，说明所测的该段电路存在故障，需要进行检修，反之则说明该段电路正常。

（3）红外线诊断法。红外线诊断法是一种比较新型的诊断方法，主要是借助红外热像仪来进行故障的检测诊断，常用的方法有表面温度判断法、热谱图分析法、相对温差判断法、纵向比较法等。其主要原理是在对同一设备的不同部位进行比较分析时，正常情况下表面温度的分布比较均匀且有一定规律，如果设备出现故障，仪器图像则会表现出不稳定或者不规律的现象，这是由于温度不均匀所造成的，通常造成温度过高的原因包括线圈短路、绕组、磁路、设备受潮、介损增大等等。

6　结束语

机械设备电气系统的故障检测与诊断是一个集多个学科于一体的综合学科，需要掌握许多相关知识才能够实现真正意义的故障检测诊断，同时还需要不断地积累经验并不断地创新，通过将多种检验方法相结合来实现故障检测诊断水平的提升，为我国国民经济的更好发展打下良好的基础。

[1]朱振华,苏勋家,侯根良,杨晓林,王先猛.大型装备液压系统的故障再现及诊断平台的设计[J].化学工程与装备,2010(09).

[2]苏中元,贾民平,胡建中,许飞云.基于Web的工程机械故障诊断专家系统设计与实现[J].工业仪表与自动化装置,2006(02).

[3]冯志鹏.计算智能在机械设备故障诊断中的应用研究[D].大连理工大学,2003.

[4]邱海莲,杜金洋.机械设备故障诊断方法研究[A].云南省机械工程学会第七届学术年会暨十三省区市机械工程学会学术年会论文集[C].2008.