高等職業(yè)教育電氣系統(tǒng)故障診斷校本課程開發(fā)

高等職業(yè)教育電氣系統(tǒng)故障診斷校本課程開發(fā)

高等職業(yè)教育電氣系統(tǒng)故障診斷校本課程開發(fā)

　　摘　要:從課程的性質(zhì)與任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)分配、教學(xué)方法、考核方法等方面介紹了南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院高等職業(yè)教育《電氣系統(tǒng)故障診斷》校本課程。

　　關(guān)鍵詞:電氣系統(tǒng)故障診斷;課程開發(fā);高等職業(yè)教育

　　分析電氣系統(tǒng)故障現(xiàn)象,進(jìn)行故障診斷與維修,是職業(yè)維修電工最重要的技能之一。而令人遺憾的是,現(xiàn)行高職課程缺乏對電氣系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)方法介紹。為了實(shí)現(xiàn)高等職業(yè)教育學(xué)歷證書與國家職業(yè)資格證書的相互銜接和溝通,開發(fā)了高等職業(yè)教育電氣系統(tǒng)故障診斷的校本課程。

　　1 　課程的性質(zhì)與任務(wù)

　　《電氣系統(tǒng)故障診斷》是南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院開發(fā)的電氣自動化專業(yè)的高等職業(yè)技術(shù)教育校本課程。本課程任務(wù)是通過課程教學(xué)和配套的實(shí)踐教學(xué),幫助學(xué)生熟悉電氣系統(tǒng)常見故障的分析和排除方法,引導(dǎo)學(xué)生掌握電氣系統(tǒng)故障診斷和維修的基本方法與基本技能,培養(yǎng)學(xué)生靈活利用所學(xué)理論知識分析、解決實(shí)際問題的應(yīng)變能力。為電氣設(shè)備管理維護(hù),快速診斷和排除故障打下基礎(chǔ)。

　　本課程是在學(xué)生學(xué)完了專業(yè)主要課程后的一門綜合性、實(shí)踐性、先進(jìn)性很強(qiáng)的職業(yè)核心課程,強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)的觀點(diǎn)和實(shí)際技能的訓(xùn)練,注重理論和實(shí)際的結(jié)合以及提高解決實(shí)際問題的能力。

　　2 　課程教學(xué)內(nèi)容

　　2. 1 　電路故障診斷

　　2. 1. 1 　電路故障的類型

　　(1) 斷路故障

　　也稱開路故障。指電路某一個(gè)回路非正常斷開。

　　(2) 短路故障和短接故障

　　短路故障,是指電路中不同電位的兩點(diǎn)被導(dǎo)體短接。短接故障,是指電路中相同電位具有隔斷功能的兩點(diǎn)被導(dǎo)體非正常的跨接。

　　(3) 接地故障

　　指電路中的某點(diǎn)應(yīng)該接地的而未接地或不應(yīng)該接地的而接地所形成的故障。

　　(4) 極性故障

　　正負(fù)極接反,同名端接錯所造成的故障。

　　(5) 聯(lián)接故障

　　電路中的元件未按照圖紙接線(漏接、多接、錯接) 所產(chǎn)生的故障。

　　(6) 電路參數(shù)故障

　　由于電路中元件參數(shù)錯誤或配合不當(dāng)所形成的故障。

　　2. 1. 2 　電路故障的查找方法

　　(1) 電位分析法

　　通過分析和測量電路中某些點(diǎn)的電位及其分布,確定電路故障的類型和故障位置。這是電工最常用的檢測電路故障的方法。電工用試電筆檢測電路故障使用的就是電位分析法。氖管明亮者,電位高;氖管暗者,電位低,氖管亮暗程度就是電位分析法。要求學(xué)生熟練掌握用試電筆檢測電路故障。

　　(2) 電壓分析法
　　
　　其依據(jù)是在任一回路內(nèi),電源電壓等于各負(fù)載電壓降之和。從這一定律所揭示的一個(gè)回路在不同狀態(tài)下電壓降的分布規(guī)律,可判斷電路的故障類型和故障位置。

　　(3) 電流分析法

　　其依據(jù)是當(dāng)回路開路時(shí),其電流為零;當(dāng)回路短路時(shí),其電流很大。采用電流分析法可非常方便診斷三相交流異步電動機(jī)缺相故障,其原理是缺相時(shí),Y接法電動機(jī)有一相電流為零, △接法電動機(jī)一相電流為線電流,其余兩相為相電流。

　　(4) 阻抗分析法

　　阻抗包括電阻和電抗,但在許多情況下,只要測量和分析回路電阻(即直流電阻) ,便可查找出電氣故障。其依據(jù)是當(dāng)回路短路時(shí),其電阻為零;當(dāng)回路開路時(shí),其電阻為無窮大。當(dāng)然在使用萬用表測電阻前,應(yīng)斷開測量回路的電源,同時(shí)還要注意電路的并聯(lián)支路的影響。

　　(5) 狀態(tài)分析法

　　通過對故障發(fā)生時(shí)電氣裝置和電路的工作狀態(tài)及其內(nèi)部元器件相互關(guān)系的分析,查找電氣故障。
　　
　　(6) 單元分割法

　　一個(gè)復(fù)雜的電氣裝置或電路通常是由若干個(gè)相對獨(dú)立的功能單元構(gòu)成。查找電氣故障時(shí),可以將這些單元分割開來,然后根據(jù)故障現(xiàn)象,判斷故障發(fā)生的單元,從而快速地查找到故障的原因和地點(diǎn)。

　　(7) 類比分析法

　　由于新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮,再加上個(gè)別生產(chǎn)廠家技術(shù)保密原因,不提供設(shè)備內(nèi)部圖紙、資料,我們難免對一些電氣設(shè)備的電路特性、參數(shù)、工作狀態(tài)不十分了解。當(dāng)這類設(shè)備發(fā)生故障時(shí),我們可將故障設(shè)備的有關(guān)參數(shù)或運(yùn)行工況和正常設(shè)備進(jìn)行比較,從而確定其故障的類型和部位。

　　替換法,就是類比分析法的簡單應(yīng)用,用正常的電氣零部件替換懷疑有故障的電氣零部件。若替換后設(shè)備恢復(fù)正常,則故障就出在該零部件,否則需另找原因。

　　(8) 推理分析法

　　電氣裝置是由一些有著內(nèi)在聯(lián)系和特定規(guī)律的元件、部件和組件等構(gòu)成的,因而某一部件、組件、元件的故障必然影響到其它部分,表現(xiàn)出特有的故障現(xiàn)象。查找電氣故障時(shí),可以透過故障現(xiàn)象,由此及彼,由表及里,迫本溯源,層層分析推理,找出故障的部位和原因。主要向?qū)W生介紹根據(jù)功能關(guān)系和邏輯關(guān)系進(jìn)行推理分析查找故障的方法。

　　2. 2 　電機(jī)故障診斷

　　(1) 測量法

　　通過測量懷疑有故障的電機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù),來判斷故障所在。

　　(2) 聽聲音法

　　帶病運(yùn)行的電機(jī)其噪聲往往會發(fā)生變化,用耳細(xì)聽這些變化,并與正常聲響比較,就可以判斷出電機(jī)故障所在。如電動機(jī)在軸承損壞時(shí),就能聽到周期性“咯咯”雜音;若電動機(jī)軸承缺油或潤滑油已經(jīng)干涸,在軸承部位就能聽到“咝咝”聲;電動機(jī)掃膛時(shí),能聽見其內(nèi)部發(fā)出持續(xù)的“嚓嚓”聲;如果電動機(jī)定子缺相,電動機(jī)啟動后,就會發(fā)出“嗡嗡”聲而轉(zhuǎn)動不起來。

　　(3) 直流電機(jī)故障診斷實(shí)例

　　(4) 交流電機(jī)故障診斷實(shí)例

　　(5) 測速發(fā)電機(jī)、交直流伺服電機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)

　　故障診斷實(shí)例

　　2. 3 　電氣傳動系統(tǒng)常見故障診斷

　　2. 3. 1 　低壓電動機(jī)起動故障診斷

　　(1) Y- △起動故障診斷

　　(2) 自耦變壓器起動故障診斷

　　(3) 智能軟起動控制器起動故障診斷

　　2. 3. 2 　高壓電動機(jī)起動故障診斷

　　(1) 液體電阻啟動故障診斷

　　(2) 高壓電動機(jī)晶閘管智能(固態(tài)) 軟啟動控制器起動故障診斷

　　(3) 基于開關(guān)變壓器技術(shù)的高壓電動機(jī)軟起動控制器起動故障診斷

　　(4) 高壓電動機(jī)熱變電阻軟起動故障診斷

　　(5) 高壓電動機(jī)磁控軟起動故障診斷

　　2. 3. 3 　電動機(jī)調(diào)速故障診斷
　　
　　(1) 直流調(diào)速系統(tǒng)故障診斷

　　重點(diǎn)講解全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)故障診斷

　　(2) 交流調(diào)速系統(tǒng)故障診斷

　　重點(diǎn)講解變頻調(diào)速系統(tǒng)故障診斷

　　2. 4 　電氣控制系統(tǒng)故障診斷

　　(1) 甩開法

　　即甩開故障疑點(diǎn)。甩開后如果恢復(fù)正常,則故障出在甩開部分。甩開法主要用于檢查過載、低壓、短路故障。對于電子電路中的工作點(diǎn)漂移、頻率特性改變也同樣適用。甩開法有甩開機(jī)械負(fù)載、甩開電氣負(fù)載及甩開信號3 種。

　　(2) 模擬法

　　即模擬正常信號取代故障疑點(diǎn)信號。對于開關(guān)量,可根據(jù)所懷疑器件(設(shè)備) 正常時(shí)觸點(diǎn)應(yīng)具有的狀態(tài),將其短接或斷開其與電路的連接,以判斷器件(設(shè)備) 工作是否正常。對于模擬量,正常時(shí)應(yīng)輸出0～5V 電壓信號或4～20mA 電流信號,因此可用信號發(fā)生器給后級電路施加模擬信號來判定故障點(diǎn)。

　　(3) 電路原理分析法

　　(4) 替換法

　　(5) 類比法

　　(6) 應(yīng)用故障維修測試儀法

　　采用電路維修測試儀,可在故障電路板完全處于靜態(tài)(不工作) 的狀態(tài)下,對各器件施加穩(wěn)定的代碼直接測試故障電路板上各種元件功能的好壞,元件無需焊離電路板,就可找出損壞的元件。

　　2. 5 　紅外測溫故障診斷

　　2. 6 　UPS 故障診斷要點(diǎn)

　　2. 7 　無線路圖查找故障方法

　　工廠中的一些設(shè)備, 由于種種客觀原因,造成電氣設(shè)備圖紙的遺失、不全或與實(shí)物不符,給檢修工作帶來諸多的不便。介紹在無電路圖的情況下查找電氣故障的思路和方法與要點(diǎn)。

　　3 　課程教學(xué)方法與考核

　　教學(xué)過程采取理論與實(shí)踐一體化教學(xué),邊講邊練,邊學(xué)邊干。教師先設(shè)置故障,然后講解故障診斷的方法,由學(xué)生根據(jù)所學(xué)的故障診斷方法,通過儀器測量、思維分析進(jìn)行故障診斷和維修。讓學(xué)生在查找故障中體會故障診斷的思路和方法。當(dāng)學(xué)生沒有任何思路時(shí),教師給以相應(yīng)的啟發(fā)或引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

　　課程考核采用現(xiàn)場測試操作和答辯相結(jié)合的方式進(jìn)行,由教師設(shè)置故障,學(xué)生查找。查找出故障后,由三位“雙師型”教師組成答辯小組,對學(xué)生故障診斷的思路和方法進(jìn)行答辯。

　　4　結(jié)束語

　　《電氣系統(tǒng)故障診斷》課程,作為高等職業(yè)教育電氣自動化專業(yè)的職業(yè)核心課程,由于很好地實(shí)現(xiàn)了學(xué)校教育與職業(yè)培訓(xùn)的融通,提高了學(xué)生就業(yè)競爭力,深受學(xué)生和企業(yè)的歡迎。

　　參　考　文　獻(xiàn)

　　 　李焦明. 試用“望、聞、問、切”診斷電氣設(shè)備故障 . 水泥,2003 (3) :42 - 45.

　　 　李焦明. 電氣系統(tǒng)故障診斷 . 水泥工程,2004 (1) :49- 49 ,55.

　　 　李焦明. 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)維修要點(diǎn) . 電工技術(shù)雜志,2004 (6) :19 - 21.

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