淺析電工電子綜合試驗(yàn)臺(tái)故障原因

葛水河

摘 要：電工電子綜合試驗(yàn)臺(tái)是各大學(xué)院電工電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的主要設(shè)備，它的性能好壞和運(yùn)行狀況是否良好，不僅直接影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)效果，同時(shí)對(duì)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)有很大的影響。然而，實(shí)驗(yàn)臺(tái)在長(zhǎng)期使用過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些故障，為了保證學(xué)院電工電子專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，延長(zhǎng)試驗(yàn)臺(tái)的使用壽命，要經(jīng)常對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行技術(shù)維護(hù)，并對(duì)其產(chǎn)生的各種故障進(jìn)行檢修，掌握具體的檢修方法和原則?；谝陨显颍疚闹饕治鎏接懥藢?shí)驗(yàn)臺(tái)常見故障產(chǎn)生原因及檢修方法，并做相應(yīng)的維修記錄，為電工電子專業(yè)師生提供檢修參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電工電子；試驗(yàn)臺(tái)；故障原因；檢修方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.130

為了滿足電工電子專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的需求，學(xué)院和許繼集團(tuán)共同研發(fā)了電工電子綜合試驗(yàn)臺(tái)，整個(gè)綜合試驗(yàn)臺(tái)呈單元模塊化，在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)上不僅能完成電工基礎(chǔ)知識(shí)的基本實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還能完成模擬電路和數(shù)字電路的基本實(shí)驗(yàn)，在一般電工試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上增添了函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，頻率計(jì)等儀器。綜合布局結(jié)構(gòu)合理，條理清晰。實(shí)驗(yàn)室共配備了24臺(tái)綜合試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)電工學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和電子電路分析教學(xué)提供了極大的方便，同時(shí)也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的積極性。由于這些設(shè)備在教學(xué)實(shí)習(xí)中使用頻率較高，在使用過程中由于環(huán)境因素和操作不當(dāng)，不可避免的會(huì)造成設(shè)備出現(xiàn)各種各樣的故障，針對(duì)這些故障，作為實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師或?qū)嶒?yàn)室管理人員應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，是保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備正常運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵。

1 故障類型分析

電工電子綜合試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)實(shí)際使用情況和出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，故障產(chǎn)生的原因大概分為以下三種類型：

第一種是學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中由于操作不當(dāng)或誤操作導(dǎo)致的人為故障，這種故障現(xiàn)象比較明顯，故障原因容易判斷，易于排除。

第二種是由于環(huán)境因素比如空氣環(huán)境濕度較大，引起元件引腳氧化產(chǎn)生松動(dòng)脫焊，對(duì)于有觸點(diǎn)的元器件，如交直流接觸器，繼電器等，很容易造成接觸不良。

第三種就是元件自身質(zhì)量問題或長(zhǎng)時(shí)間使用使元件老化引起的故障，特別是電解電容容量減小或失容致使電路不能正常工作，使實(shí)驗(yàn)操作不成功等，這種故障現(xiàn)象比較隱蔽，要通過細(xì)致的觀察和分析，或者通過相關(guān)的儀表或儀器進(jìn)行檢測(cè)才能真正找到原因，所以在判斷上難度稍大一些。

在實(shí)驗(yàn)過程中，不論是遇到什么樣的故障類型，首先要根據(jù)故障現(xiàn)象和性質(zhì)，分析故障產(chǎn)生的原因類型。

2 各類型常見故障現(xiàn)象及檢修方法

2.1 人為因素引起故障現(xiàn)象及原因

對(duì)于人為因素的故障一般會(huì)有元件發(fā)熱嚴(yán)重，甚至冒煙，元件燒毀等現(xiàn)象，并伴有刺激性氣味產(chǎn)生，或噪音增大，劇烈振動(dòng)等異?，F(xiàn)象。同時(shí)，電壓表顯示會(huì)下降，電流表顯示增大較多。如果在操作過程中出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)切斷電源，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大，影響到電路中的其它元件。分析這種故障現(xiàn)象一般是人為因素造成電路短路，元件選擇錯(cuò)誤，特別是色環(huán)電阻的識(shí)別，由于學(xué)生剛接觸專業(yè)課，往往在識(shí)別色環(huán)時(shí)顏色判斷不準(zhǔn)確，很容易將小阻值電阻當(dāng)做大阻值電阻安裝在電路中。尤其是對(duì)五環(huán)電阻的識(shí)別錯(cuò)誤是每屆學(xué)生共同的弱點(diǎn)。這樣安裝后的電路，通電后必然會(huì)產(chǎn)生較大的電流，使元件迅速發(fā)熱甚至冒煙燒毀，同時(shí)對(duì)后級(jí)電路也會(huì)造成很大的影響。此時(shí)，應(yīng)立即斷開電源，拆掉損壞元件，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求查找原理圖中對(duì)應(yīng)的元件參數(shù)，看是否跟實(shí)驗(yàn)原理圖中要求的參數(shù)是否一致，若不同則予以更換。

其次是對(duì)三極管極性的判斷錯(cuò)誤，也是造成此類故障的主要原因。

2.2 環(huán)境因素引起的故障現(xiàn)象及原因

對(duì)于環(huán)境因素引起的故障現(xiàn)象，雖說不像人為因素那樣明顯，但仔細(xì)觀察，一般會(huì)有軌跡可循。

（1）比如由于環(huán)境潮濕而引起的故障經(jīng)常會(huì)造成接觸不良，電路時(shí)好時(shí)壞，特別是各種帶有觸點(diǎn)的元器件，如各種類型的交直流接觸器觸點(diǎn)、交直流繼電器常開觸點(diǎn)等很容易氧化，這類電器元件觸點(diǎn)氧化后一般會(huì)造成通電后觸點(diǎn)不吸合，或者是觸點(diǎn)雖能吸合但是電路不能工作，這種現(xiàn)象在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中是經(jīng)常出現(xiàn)的，特別是實(shí)驗(yàn)室在一樓的，更容易出現(xiàn)這類故障。若接觸器控制的負(fù)載是三相交流電動(dòng)機(jī)，如果有一相不能導(dǎo)通，會(huì)使三相電機(jī)因缺相而燒毀。接觸器內(nèi)部復(fù)位彈簧氧化后，彈簧彈力不夠，斷電后不能及時(shí)使觸點(diǎn)復(fù)位，造成負(fù)載電器不能及時(shí)斷開電源，對(duì)電路和人身安全造成很大威脅。對(duì)于這些故障現(xiàn)象，實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)員更應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給予更換，避免在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程中出現(xiàn)重大教學(xué)事故，危及人身安全。對(duì)于象接觸器這樣較大的元器件，為了節(jié)約維修費(fèi)用，可以把接觸器拆下來，對(duì)接觸器進(jìn)行有序拆解，將觸點(diǎn)取出來用120目以上的細(xì)砂紙進(jìn)行打磨處理，再進(jìn)行組裝仍然可以使用。這種檢修方式是我們一直提倡的，這樣做不僅節(jié)約了檢修費(fèi)用，降低維修成本，還可以指導(dǎo)學(xué)生一起進(jìn)行，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的提高還有很大的促進(jìn)作用，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了理論知識(shí)，還對(duì)元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了一定的了解和掌握，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課起到極大的推動(dòng)作用和效果。

（2）可調(diào)元件因潮濕氧化后，也會(huì)使電路工作不穩(wěn)定。而且在試驗(yàn)臺(tái)上，可調(diào)元件應(yīng)用范圍較大，如試驗(yàn)臺(tái)上的直流輸出可調(diào)電源，輸出電壓在0—30V之間連續(xù)可調(diào)；直流輸出可調(diào)電流在0—2A之間連續(xù)可調(diào)，0.1—30MHz函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，頻率計(jì)等這些儀器儀表都離不開可調(diào)元件，這些可調(diào)元件氧化接觸不良往往使輸出的電壓或電流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這樣不穩(wěn)定的電壓或電流是沒辦法完成實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)任務(wù)，即使勉強(qiáng)做完實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也不準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的真實(shí)目的。

其中最常見故障就是數(shù)碼顯示電壓表讀數(shù)顯示不穩(wěn)定，當(dāng)電壓表調(diào)節(jié)電位器本身由于氧化而造成的接觸不良，是電壓表讀數(shù)顯示不穩(wěn)定的主要原因，這種故障要及時(shí)更換電位器。有時(shí)候我們也常采用酒精清洗的方法來解決，但是電位器氧化后即使把氧化層清洗掉，電位器的阻值仍不會(huì)很穩(wěn)定，主要是因?yàn)殡娢黄鲀?nèi)部馬蹄片長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)后彈力下降，不能很好的和碳膜緊壓在一起，最好的根除方法就是更換同型號(hào)同參數(shù)的電位器，這樣才能確保儀表的靈敏度和精確性。

（3）由于各電路都采用模塊化，因此模塊與模塊之間的連接端子線和排線插頭以及插孔的氧化也不容忽視，氧化嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成接觸電阻增大，降低電路中的電壓或電流，同樣會(huì)使實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)確。

3 元件自身問題及老化引起的故障現(xiàn)象及原因

對(duì)于元件自身質(zhì)量問題和因長(zhǎng)時(shí)間使用引起元件老化而產(chǎn)生的故障，則會(huì)更加隱蔽。

（1）最常見的就是電解電容，由于長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)使內(nèi)部電解液逐漸干枯，電解電容容量變小甚至失容，這種電容如果是用在電源濾波電路中，會(huì)使直流電輸出波紋增大，直流電壓下降，對(duì)電路干擾比較嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致電路不能正常工作。若是在耦合電路中，則會(huì)使耦合信號(hào)變?nèi)趸蛘呤柜詈闲盘?hào)中斷，使后級(jí)負(fù)載電路無法工作。對(duì)此類元件要及時(shí)更換，以免對(duì)電路產(chǎn)生影響。

（2）小瓷片電容在電路中也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)容量減小或失容現(xiàn)象，這種電容在電路中一般都是起旁路作用或做高頻信號(hào)濾波作用，所以當(dāng)電容出現(xiàn)問題，對(duì)電路幾乎沒有特別的影響，這就需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師或?qū)嶒?yàn)管理人員有豐富的理論知識(shí)和檢修經(jīng)驗(yàn)，才能根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作過程中出現(xiàn)的細(xì)微現(xiàn)象找出故障元件，確保實(shí)驗(yàn)的有效性和準(zhǔn)確性。

（3）電阻在電路中也會(huì)出現(xiàn)不同的老化問題，除了極個(gè)別特殊情況電阻阻值會(huì)變小外，一般電阻在使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)不同程度的阻值變大的情況，有時(shí)也會(huì)有開路現(xiàn)象。在電工電子綜合試驗(yàn)臺(tái)上，電阻是應(yīng)用最多的元件，也是出現(xiàn)故障率最高的元件。如果在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)一個(gè)電路多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果都不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的和要求，就要對(duì)單元模塊中相關(guān)的電阻進(jìn)行檢測(cè)，判斷其阻值是否和原理圖標(biāo)注相一致，否則就要進(jìn)行更換，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。

4 總結(jié)

以上是對(duì)電工電子綜合試驗(yàn)臺(tái)常見故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析和判斷，為實(shí)驗(yàn)人員和學(xué)生提供一些分析方法和維修經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)然不同元件在不同的電路中出現(xiàn)故障的形式和產(chǎn)生的原因也會(huì)有所不同，在實(shí)際試驗(yàn)中，應(yīng)根據(jù)具體故障現(xiàn)象，分析其具體原因。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行不斷地維護(hù)和檢修，才能使實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用處于正常運(yùn)行模式，最大限度的利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，保證教學(xué)實(shí)習(xí)的正常進(jìn)行。同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展起到一定的積極推動(dòng)作用。

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