機電設備安裝與維修課件：電氣系統(tǒng)的修理技術

機電設備安裝與維修

電氣系統(tǒng)的修理技術

電氣系統(tǒng)的檢修步驟和技巧III電氣系統(tǒng)的常用檢修方法（一）機電設備電氣系統(tǒng)檢修步驟1.了解故障類型：不同類型的故障有不同的特點，檢修時可根據故障的類型確定檢修的手段與方法。通電調試前的故障，多數為連接、裝配或產品質量問題；正常工作后的故障，多數產品老化或不正常的工作條件造成的損壞；人為故障，多數為維修時元件極性裝反或者使用了不正確的元器件。機電設備電氣系統(tǒng)檢修的步驟和技巧（1）短路故障：

指電源不經過負載構成回路，或在線路中某處不經過負載而接通，或線路中輸流過電流的導線因為絕緣老化、破壞而接地。短路使設備不能正常工作，造成器件發(fā)燙、損毀、火災等安全事故，是一種非常嚴重且應盡可能避免的電路故障產生短路故障的原因有導線絕緣破壞并且互相接觸造成碰線；開關、接線盒、燈座等外接線松落造成線間互相接觸；接線操作不慎或因接線錯誤將線路極性弄錯，或者線頭直接碰地等。各種短路示意圖（2）漏電故障：主要原因是電氣線路與設備絕緣不良；連接導線受潮；絕緣老化、破損等。漏電嚴重時不僅會使導線發(fā)熱，耗電量增加，還會使機殼帶電，造成電擊傷害。漏電故障在機電設備中發(fā)生率較高，尤其是在工廠環(huán)境的機電設備控制線路中出現(xiàn)的幾率較大。（3）斷路故障：也稱開路故障，指的是線路中某點因為故障斷開，造成回路中沒有電流通過負載，導致負載不能正常工作。原因可能是導線折斷、連接點松動或者接觸不良造成。（4）變質故障：對電氣設備來說就是元器件的采納數與系統(tǒng)要求的參數相差太遠，比如阻值增大、電容量變小、三極管放大倍數變小、溫度特性變化等。多數是由于元器件老化，或者工作條件超過元件的設計極限。2.檢修前的準備工作：

首先應該掌握機電設備的工作原理，了解其性能和主要指標。（1）詢問現(xiàn)場操作者并查詢機電設備的故障燈與報警代碼，了解設備損壞前后的狀況，如有無聲響、冒煙、發(fā)熱、有無他人檢修過設備以及報警內容等；（2）試用待修機電設備，通過對機電設備上電后的試聽、試看、試用等方式加深對故障的了解（有短路發(fā)生的設備不能上電檢測必須解決短路問題后，方可上電檢測）（3）看懂原理圖和裝配圖

檢修前需根據原理圖分析電控系統(tǒng)功能與結構，了解各單元間電路的聯(lián)系，確定檢測點，根據檢測結果并結合故障現(xiàn)象，在原理圖上進行故障分析，縮小故障搜索范圍。（4）準備檢修工具、設備及配件常用的有電烙鐵、鑷子、螺絲刀、萬用表、試電筆、鉗形電流表等，對于復雜的故障可能需要信號發(fā)生器、示波器等。3.故障檢修流程：對電氣系統(tǒng)的故障檢修可以分為三級，第一級檢修是更換整個模塊；第二級檢修是更換電路板等組件；第三級檢修是更換元器件。生產用機電設備推薦采用第一或第二級檢修，可以在控制成本的條件下保證維修效率。（1）用同規(guī)格、同型號的良品替換損壞、變質的器件；（2）重新調整有關電路或可調器件，以解決控制失調類故障，達到最優(yōu)控制；（3）重焊、補線以排除虛焊、脫焊或斷線的故障；（4）清洗、烘烤受污染、受潮接觸不良的電路、器件或設備，可解決接觸不良、漏電等故障；（5）現(xiàn)場條件有限時靈活處理，但必須規(guī)范、且做好標識。配件齊備后需要盡快更換。機電設備的電氣系統(tǒng)故障檢修完畢后，檢修人員應進行開機試運行，并校驗控制功能，調整參數至性能最佳。4.檢修后續(xù)工作維修人員填寫檢修記錄，現(xiàn)場演示功能正常后移交給操作者（1）先調查后動手：了解相關信息準確判斷故障，避免盲目拆機使故障復雜化；（2）先外部后內部：先檢查機電設備的外部元件（設備的開關、旋鈕、電源插座、供電的空開、漏電保護等）有無松動、斷線或保護動作，再檢查電控系統(tǒng)的內部；（3）先電源后電器：首先保證供電正常，使用萬用表、電流鉗檢查交直流的電壓和電流是否正常（額定值、平衡等）；（二）機電設備電氣系統(tǒng)檢修技巧維修人員應根據機電設備的工作原理、控制電路特點、故障現(xiàn)象以及維修條件對機電設備出現(xiàn)的故障進行分析和排除。（4）先靜態(tài)后動態(tài)：首先檢查無輸入條件下電控系統(tǒng)的輸出是否正常，再檢查有信號輸入時，電控系統(tǒng)的輸出；（5）先簡單后復雜：根據電路原理從簡單到復雜的順序檢查，逐級排查確定故障；（6）向通病后疑難雜癥：首先檢修故障率高的電控單元和元件，排除一般性故障，再解決疑難雜癥。（三）機電設備電氣系統(tǒng)檢修的注意事項（1）切忌盲目檢修

應該弄清楚故障原因是內部原因還是外部原因再決定是否拆機，以免浪費時間或者擴大故障，拆卸元器件應用力適度并做好記錄，避免無法復原，不能盲目調整可調元器件，應做好標記或記錄，修復后無用的調整需復位；（2）避免短路

工作臺應整潔以免造成短路，帶電操作應確保安全和絕緣，避免工具表針滑動造成短路；（3）元器件替換和代用

盡量采用同型號、同極性的元器件代換；（4）保修期的處理

保修期內避免隨意拆焊，破壞保修標簽，以免無法保修；（5）效益與效率的兼顧

修理過程要考慮生產需求，全面衡量，堅持物有所值，效率優(yōu)先的原則。（一）常用方法介紹機電設備檢修的常用方法有直觀檢測法、萬用表測量法、波形法、標準信號輸入法、替代法、短接法等。需要根據電控系統(tǒng)故障的具體情況合理選擇使用。1.直觀檢測法：

在不通電或通電的前提下，通過感官對故障原因進行分析和判斷。（1）檢查機電設備外部面板的開關、旋鈕、插口、導線插排、接線端等有無松動、斷線等問題；（2）打開機殼蓋或電控柜，檢查機電設備電控系統(tǒng)內部有無燒焦變色，電器元件有無漏液變形，保險及熔斷器的通斷情況，空開、漏電保護有沒有保護動作。（3）在沒有發(fā)現(xiàn)明顯損壞的條件下通電檢查，觀察元器件、各接頭有無打火，冒煙，異響等現(xiàn)象，用手觸碰晶體管、集成電路等有無迅速發(fā)燙現(xiàn)象，如有需立刻斷電，若無上述現(xiàn)象，可利用試電筆測量設備外部供電是否正常，判斷是否由于外部供電導致的故障。機電設備電氣系統(tǒng)的常用檢修方法2.萬用表測量法：

用萬用表測量電路中的電壓、電流、電阻的阻值來判斷故障的方法。（1）電阻測量法

利用歐姆檔測量電器電路與地之間的阻值，判斷是否存在短路、虛焊、接觸不良等故障。注意：不可在電器通電條件下檢測電阻，電容的檢測應進行充放電檢測，注意表針的極性和檔位的選擇，電阻測量時注意斷開連接的其他元件。（2）電壓測量法

檢測機電設備的外部交流電和內部直流電壓是否正常（幅值大小、三相平衡等）注意：選擇合適量程、根據表頭顯示與表針極性確定電壓方向，測量電壓的零電位點選擇（對地還是電極之間），電壓表接入應先地線，后高電位，拆除時先高電位，后地電位。（3）電流測量法

斷開被測元器件的連接導線，串接入萬用表測量電流的大小來判斷故障部位。注意：斷開的導線應可以容易的恢復，若萬用表測量電流不便，可直接使用鉗形電流表測量電路電流。注意電流表的極性，確保連接可靠。3.波形法：

通過示波器觀察被檢測電路工作在交流狀態(tài)時各檢測點輸出波形的幅值、周期、形狀等參數判斷故障的方法。當用直觀法和萬用表從測量法均無法確定故障部位時，可采用波形法來檢測故障。

波形法從檢修電控系統(tǒng)的第一級單元開始，依次向后面的單元推移，觀察信號輸出波形是否正常。若沒有輸出信號或信號發(fā)生了畸變，則故障發(fā)生在此級電控單元中。注意：選擇合適的帶寬及幅值靈敏度，輸入阻抗對被測電路影響較大時，選用10:1的衰減探頭進行測量。4.替代法：對于可疑的故障單元或模塊采用同類型的部分替換，或同一機電設備中同功能的模塊交換接線的方式來查找故障的方法。如果故障消失，說明被替換單元存在故障，可以縮小故障范圍，提高故障的檢測效率。5.標準信號輸入法：將標準信號逐級輸入可能存在故障的電控單元中，然后用示波器檢查電路的輸出（信號形狀、幅值大小、周期等）參數，來判斷各級電路是否正常的檢測方法。1.概述機電設備使用的電控系統(tǒng)大多使用低壓電器（交流電壓1200V、直流電壓1500V）?？紤]到方便性、安全與通用性等因素，一般采用380V、22V的電壓標準。2.用途低壓電器控制系統(tǒng)用途非常廣泛，主要起到控制、保護、測量、調節(jié)、指示和轉換的功能作用。（1）用于傳動控制系統(tǒng)

要求工作準確可靠、操作頻率高、壽命長、尺寸小。主要電器有：繼電器、接觸器、行程開關、主令電器、變阻器、控制器、電磁鐵等。（2）用于低壓配電系統(tǒng)及動力裝備。

要求動作準確，工作可靠、熱穩(wěn)定性和電動穩(wěn)定性好。主要電器有刀開關、熔斷器、斷路器等。（二）低壓電器控制系統(tǒng)（1）觸頭故障的表現(xiàn)

觸頭過熱（通過觸頭的電流過大以及動、靜觸頭接觸電阻變大）、觸頭磨損（觸頭間電火花或電弧造成金屬氧化、機械磨損）、觸頭熔焊（負載電流大、操作頻率高、彈簧壓力減小導致觸頭間的撞擊振動產生短電流電弧灼傷或熔化觸頭）。3.低壓電器故障的檢測維修觸頭的維修：①觸頭過熱故障

檢測系統(tǒng)電壓和電流大小，確保設備運行時電壓與電流的穩(wěn)定，檢查引起超載發(fā)生的原因，必要時可通過更換執(zhí)行器件減小線路中的電流大小或更換更大容量的電器觸頭。②接觸電阻大故障

檢查觸頭壓力，調整彈簧位置或更換彈簧，用中性清潔劑清潔觸頭，用刮刀或細銼去除觸頭氧化層修平表面劃傷，大容量觸頭要求表面平整，小容量觸頭要求表面光滑。注意：修磨觸頭不能刮削太過，以免影響使用壽命，不能使用砂布或砂輪修磨。以免石英顆粒嵌入觸頭表面，影響觸頭的接觸性能。觸頭壓力是否合適可以用紙條憑經驗判斷，用一條比觸頭略寬的薄紙條（0,01mm）夾在動、靜觸頭之間，使開關處于閉合位置，扯動紙條，壓力合適的情況下，小容量的觸頭稍微用力即可拉出，大容量的觸頭紙條拉出后會出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。③觸頭磨損故障

當觸頭剩余厚度不足原厚度的1/2時，必須更換新觸頭，若觸頭磨損過快，應查明引發(fā)原因，排除故障。④觸頭熔焊故障

更換觸頭，或選擇容量更大的電器元件。（2）電磁故障的表現(xiàn)鐵芯噪聲大（銜鐵與鐵芯接觸不良、短路環(huán)損壞或機械結構受阻等）；線圈故障（線圈電流過大導致過熱或燒毀、線圈絕緣受損形成匝間短路或對地短路導致線圈燒毀）；滅弧系統(tǒng)故障（滅弧罩破損、碳化、受潮、磁吹線圈匝間短路等引起不能滅弧或滅弧時間延長等故障）。電磁故障的維修①鐵芯噪聲大的故障：

檢查鐵芯與銜鐵接觸面位置是否對正，檢查鐵芯與銜鐵之間的氣隙尺寸是否合適，用中性清潔劑清洗鐵芯與銜鐵接觸面的油污、銹蝕和塵垢。若鐵芯端面變形或磨損，可用細砂布墊在平板上，修復端面。檢查交流電磁鐵的短路環(huán)有無斷裂或脫落，斷裂看的短路環(huán)可以焊接并用樹脂固定，若不能焊接則更換短路環(huán)或鐵芯，如果是觸頭壓力過大導致鐵芯噪聲大，則調整或更換觸頭彈簧。②線圈故障：

線圈燒毀應更換新線圈或重新繞制，若短路的匝數且短路僅發(fā)生在接近線圈端頭處，可以截去損壞的幾圈，其余的繼續(xù)使用。③滅弧系統(tǒng)故障：

受潮的滅弧罩需要烘干，滅弧罩發(fā)生碳化，可將積垢刮去，若滅弧罩破損明顯則應更換新滅弧罩，磁吹線圈短路可以用改刀撥開短路復位，柵片缺損或燒毀的可以用鐵皮按照原尺寸配做。（3）熱繼電器誤動作或不動作的表現(xiàn)：

熱繼電器熱元件燒壞（動作頻率過高、負載側發(fā)生短路或電流過大）熱繼電器誤動作（設定值偏小、電動機啟動時間過長、操作頻率過高，使用場所存在強烈的沖擊和振動、連接熱繼電器導線過細），熱繼電器不動作（設定值偏大、連接導線太粗、內部脫扣等）。熱繼電器的維修①熱元件燒毀故障：檢查消除短路故障，重新選擇合適容量的熱繼電器，調整設定值。②熱繼電器誤動作故障：確認熱繼電器滿足工作性質要求，調整設定值，更換合適的導線③熱繼電器不工作故障：

熱繼電器動作后，不可立即手動復位，需等待熱繼電器雙金屬片冷卻后再復位；復位后仍不工作，則檢查熱繼電器熱元件的結構是否有缺損，若有損壞則需更換熱繼電器，更換合適的導線。（4）接觸器故障的表現(xiàn)：觸頭斷相（螺釘松動、觸頭接觸不良使電機缺相運行）；觸頭熔焊（操作頻率過高、過載、負載側短路、觸頭彈簧力不足等）；相間短路（接觸器動作轉換時間短，轉換過程中發(fā)生電弧短路）接觸器故障的維修：①觸頭斷相故障；

檢查觸頭的機械結構是否有松動或損壞，擰緊觸頭螺釘，若損壞不能修復則更換接觸器觸頭模塊或整體更換；檢查觸頭接觸力，調整或更換彈簧；若接觸器正產則檢測接觸器送入電壓是否正常，排除前端故障。②觸頭熔焊故障：

清潔、修整觸頭。調節(jié)更換觸頭彈簧，若仍然出現(xiàn)熔焊故障，檢測接觸器負載側的絕緣電阻，判斷是否有短路發(fā)生，若有短路情況，應排除故障后繼續(xù)檢查接觸器；檢測負載的電壓和電流等參數，判斷接觸器是否存在容量和動態(tài)參數不匹配的情況，若有則更換更大容量和更高參數的接觸器③相間短路故障：

可在控制線路中采用接觸器、按鈕復合聯(lián)鎖控制的方式避免接觸器正反轉聯(lián)鎖失靈或兩臺接觸器同時動作造成的相間短路。（5）熔斷器故障的表現(xiàn)：熔斷器用于進行短路保護或過載保護，串聯(lián)在機電設備的電控回路中。熔斷器熔斷（熔斷器電流等級選擇過小、負載側短路或接地、熔體安裝時受到機械損傷），熔體未熔斷，但電路不通（熔體或接線座接觸不良）。熔斷器的維修：排除負載側短路故障，更換新的熔斷器，更換更大容量的熔斷器；緊固熔斷器支座的連接結構與接頭1.機電設備控制線路的配線要求機電設備的控制回路配線一般采用1.5-2.5mm2,500V的單股塑料銅線，不得采用鋁芯導線配線。弱電回路、電子線路可以采用滿足電流要求的細塑料銅線配置，要求正極用棕色、負極用藍色、接地中線用淡藍色。（三）控制系統(tǒng)線路2.機電設備控制回路的布線要求要求接線正確可靠，有規(guī)則、橫平豎直，排列整齊美觀。裝配好的線路應進行修整，包括捆扎線束、纏繞管包裹、擰緊螺釘等。3.機電設備控制線路的故障排除（1）故障類型：斷路性故障、短路性故障、接地故障燈（2）檢測工具：試電筆、試燈、電池燈、萬用表、兆歐表（3）檢修步驟①故障調查

通過“問、嗅、看、聽、摸”了解故障發(fā)生前后的詳細情況②電路分析

參考電氣原理圖進行分析，初判故障產生的部位，然后縮小故障的范圍，直至找到故障點排除故障③斷電檢查

檢查前先斷開機電設備的總電源，先檢查電源進線處有無接地和短路等現(xiàn)象、斷路器和熱繼電器是否動作，然后檢查電器外部有無損壞，連接導線有無斷路、松動、絕緣有無過熱或燒焦的現(xiàn)象。④通電檢查

斷開機電設備執(zhí)行器件的主電路，將相應的轉換開關置零位檢查，首先檢查電源電壓是否正常，有無缺相或不平衡現(xiàn)象，遵循從小到大，從易到難的順序檢查，若控制系統(tǒng)無故障，恢復執(zhí)行元件主電路，在操作者配合下開動設備運行功能進行檢查。（4）檢修方法①通電檢查法:

主要用于檢修斷路性故障，按下啟動按鈕后，接觸器不動作，用萬用表測量電路兩端電壓正常，則可斷定為斷路性故障。檢修時合上電源開關送電，配合一些按鈕的操作，用試電筆檢修法、試燈檢修法、電壓檢修法、短路法等進行檢修。②斷電檢查法：

既可以檢修斷路性故障又可檢修短路性故障。合上電源開關，操作時發(fā)生熔斷器熔斷、接觸器自吸合或吸合后不能釋放都表明控制線路中國存在短路性故障，對于短路性故障，斷電檢修可以防止故障范圍的擴大。

斷電檢查法應首先切斷電源，保證整個電路無電，然后用萬用表電阻檔、電池燈等判斷故障點。斷路性故障確定故障點后，修復損壞的焊點或虛焊，更換損壞的元件，重新連接斷路的導線，緊固各接線排和連接點。短路性故障確定故障點后，更換熔斷器或保險，更換或修復短路的元件，更換破損的導線，檢查線路接頭是否牢靠，清除毛刺和多余的線頭并用干燥的壓縮空氣清潔線路，元器件和電控柜等，檢查執(zhí)行元件和導線的對地電阻。試燈檢測法試電筆測法電壓檢測法短接檢測法注意事項：機電設備電控系統(tǒng)的故障不是千篇一律的，有時候同一個故障現(xiàn)象發(fā)生的部位也不同，需要理論聯(lián)系實際，靈活處理，不能生搬硬套，找出故障原因后應及時修理，并進行必要的調試。1.變頻器的檢測（1）工具與儀器示波器、兆歐表、指針式萬用表、鉗形電流表、萬用表、直流穩(wěn)壓電源、交流恒壓源。注意事項：（1）詳細了解該設備的外部供電電源、工作環(huán)境、負載等情況，故障發(fā)生時的細節(jié)，變頻器顯示的故障代碼或主機顯示的故障信息等（2）全面清潔，清除設備灰塵，檢查冷卻風扇和散熱器是否運轉正常，連接螺絲是否有松動，是否有缺件、燒焦變形的器件等異常情況（3）關機后5min以上，待指示燈完全熄滅后再打開機殼檢測，必要時用萬用表檢測元器件上的電壓，確認安全后再接觸元器件。（四）PLC與變頻器（2）檢測的部位①I/O端子：阻抗、電壓與接線檢查②R、S、T(L1、L2、L3)輸入電源端子是否有短路、對地絕緣不良，缺相現(xiàn)象。③U、V、W輸出端子是否有短路，對地絕緣不良，缺相現(xiàn)象。④分別檢測U、V、W和R、S、T對P、N端子的正反向電阻是否正常，檢查P、N之間的電阻是否正常。（3）檢測的方法①整流電路的檢測：檢查整流模塊的正反向電阻和絕緣電阻②中間電路的檢測：電容、接觸器、制動單元、制動電阻的檢測③驅動電路的檢測：驅動波形的檢測（形狀、幅值）④逆變模塊的檢測：IGBT/GTR的正反向電阻值檢測⑤I/O接口的檢測：I/O接口電源檢測、DI/AI口的電阻值檢測，DO輸出繼電器的檢測⑥整機的檢測試驗：各個單元檢測合格后通電試驗，用三相自耦調壓器逐步升高電壓直至正常電壓為止。或在直流母線上串聯(lián)一只200W的燈泡起限流保護作用，正常運行后再除去電燈泡。2.變頻器常見故障原因（1）使用環(huán)境不良和維護不善：

供電電源容量、電壓、電流的平衡度不符合要求;環(huán)境溫度、濕度超標、通風不良，周邊存在腐蝕性水源、氣源、粉塵、金屬切屑等；長期使用不清理灰塵，不緊固螺絲。（2）參數設置不當：

電機功率、電流、電壓值與設定值不符等;（3）輸入信號錯誤或接線不當：

輸入信號類型不符，未短接端子或接錯;（4）負載不匹配或系統(tǒng)設計有誤：

電動機參數與負載不匹配導致過流、電動機電纜過長等;（5）變頻器器件存在隱患：

風扇堵轉、老化，功率電容老化、接線端子松動等。3.變頻器故障的修理與流程（1）無顯示故障：

電源未接通、整流器損壞、電阻損壞、顯示器損壞、開關電源損壞、PU損壞（2）變頻器無輸出故障：逆變器模塊損壞、驅動電路損壞、變頻器啟動信號未到、使能、互鎖信號錯誤，停車信號錯誤（3）變頻器不能啟動電動機：運轉信號未送達相關控制端子，檢查連接線路，啟動轉矩小、負載慣量大，修改轉矩參數，變頻器運轉指令優(yōu)先權設定有誤，修改參數；使能信號未到，檢查參數設置，確定使能信號條件滿足。（4）變頻器能運行但不能調速：電位器或電源損壞，調速信號為0，或外部信號未送達，或者AI端子損壞，或者操作盤損壞；參數設置不當，修改正確的參數；諧波干擾。4.PLC的檢測與維修（1）工具與儀器示波器、兆歐表、指針式萬用表、鉗形電流表、萬用表、直流穩(wěn)壓電源注意事項：PLC有很強的自診斷能力，當PLC自身出現(xiàn)故障或者外圍設備出現(xiàn)故障時，都可以用編程器和PLC上具有的自診斷功能發(fā)光二極管的亮滅來診斷。比如Power指示燈不亮：供電電源丟失或保險管熔斷；run指示燈不亮：程序錯誤、存儲卡損壞、CPU模塊故障；PLC的結構形式與計算機類似，其本質算是一種專用計算機。PLC的常見故障分為軟件故障和硬件故障兩類，其中硬件故障占到80%以上。（2）PLC的故障檢測PLC系統(tǒng)在正常