基于Multisim11的電工技術實驗故障應用探究

王曉云

[摘? ? 要]在傳統(tǒng)的電工實驗教學中，應用實際實驗去模擬這些故障情況不僅成本過高，而且還存在一定的危險。為此，本文提出將仿真軟件Multisim 11引入電工技術實驗故障應用研究領域，借助其強大的整合能力，完成電工技術實驗故障排查與分析工作。這樣電工實驗教學不僅會得到增強，而且還能有效地把握故障原因所在，并采取針對性措施予以解決。與此同時，仿真軟件Multisim 11可以節(jié)省實驗室建設成本，提高實驗故障排查效率，擴展電工設備實驗的故障和處理的范圍和空間。

[關鍵詞]電工技術實驗;常見故障;分析;探究工作

[中圖分類號]TM1-4 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–02

Application of Multisim11 Based Electrotechnical Experiment Fault

Wang Xiao-yun

[Abstract]In traditional electrician experiment teaching， using real components to do fault experiment is not only expensive， but also has certain danger. Therefore， this paper proposes to introduce the simulation software Multisim 11 into the field of electrical technology experiment fault application research. With the help of its strong integration ability， the fault troubleshooting and analysis of electrical technology experiment can be completed. In this way， electrician experiment teaching will not only be enhanced， but also can effectively grasp the fault causes， and take targeted measures to solve. At the same time， the simulation software Multisim 11 can save the cost of laboratory construction， improve the efficiency of troubleshooting experimental faults， and expand the scope and space of electrical equipment experiment faults and processing.

[Keywords]electrical technology experiment; common faults; analysis; to explore the work

電工實驗教學要求對學生演示某個元器件出現(xiàn)開路、短路故障對電路產(chǎn)生的影響。這些現(xiàn)象可通過枯燥的定理、公式和框圖進行解釋，但是由于這些現(xiàn)象的出現(xiàn)往往會對電路中的相關元器件或儀器儀表造成損害，因而比較難用實際實驗去模擬這些故障情況。同時，由于學生人數(shù)較多，從而出現(xiàn)了設備短缺的情況，抑或者對實驗操作了解不到位，導致失誤產(chǎn)生。因此，相關分析工作就變得非常重要，通過全面把握，確保電工實驗可以順利展開。采用Multisim11仿真實驗，只需在計算機中改變電路中相應元器件的參數(shù)，就能模擬出有故障的電路工作情況。

1 直流毫安表故障和處理措施

1.1 直流毫安表故障仿真結(jié)果

直流毫安表通常都安裝于電氣技術實驗設備上面，對于具體安裝部分和接線部分沒有太多要求。即便出現(xiàn)了接線錯誤，電流表也能十分直觀地展示出來。在毫安表上，一共有3個端子，兩個為正極，一個為負極。其中，負極需要朝上，正極要朝下。設電源內(nèi)阻R0為1 Ω，電源電動勢E為12 V，負載電阻R從0～10 V依次增大，每次增加1 V并記錄電壓和電流結(jié)果。該設備在進行運行時，實際存在的問題如圖1所示。如圖1所示，借助Multisim11構(gòu)造電源外特性的測量電路圖，并運行仿真程序。

通過表1數(shù)據(jù)，建立仿真發(fā)現(xiàn)在假設故障正極柱部分有連接錯誤的情況下，電壓表雖然能繼續(xù)正常讀數(shù)，但電流表不能進行讀數(shù)。究其原因便是在對線路進行連接時，抑或沒有選擇正確的量程，造成電流量過大，超出了設備能夠承受的范圍。在進行處理時，工作人員需要立刻將電源切斷，尋找連接錯誤的電路，重新調(diào)整，并觀察實際情況，直到能夠繼續(xù)使用為止。

1.2 實測故障分析

電流表的小流程部分雖然能夠繼續(xù)正常讀數(shù)，但是大流程不能進行讀數(shù)。究其原因主要是對應大量程的小電阻值有問題存在。當經(jīng)過的電流量過大，超出預期范圍，伴隨繞線焊接位置氧化電阻值出現(xiàn)變化，對應的數(shù)字也會有所改變。若氧化問題非常嚴重，信號無法正常接收，就會發(fā)生相關問題。在進行處理時，工作人員必須將繞線電阻全部去掉，對端口部位進行清理，之后再重新焊接。

電流表的按鈕無法正常使用，此類問題出現(xiàn)的概率非常高。在處理時，工作人員需要對電流表展開詳細檢查，思考是否有頻繁切換量程的情況。由于部分按鈕按壓的次數(shù)過多，逐漸出現(xiàn)老化的情況，從而失靈。當電流表有此類問題出現(xiàn)后，在沒有原件的情況下，按鈕就無法自動彈回。此時，工作人員可以嘗試對按鈕重新調(diào)整，讓其回到原有的位置。如果有備用按鈕存在，可以直接進行替換。

2 直流穩(wěn)壓電源故障仿真

在電工實驗之中，每當直流穩(wěn)壓電源有問題出現(xiàn)，對設備影響非常大。因此，工作人員就要對此予以重視。采用Multisim11仿真，選擇合適參數(shù)的元器件和萬用表（XMM1）、瓦特表（XWM1），面對不同類型的電源，應當對具體故障問題予以詳細分析（圖2），提出相應的處理措施。

通?？烧{(diào)電源主要能分為2類，分別是可調(diào)電壓源和可調(diào)電流源，并記錄測試結(jié)果。

對可調(diào)電壓源來說，其故障通常體現(xiàn)在輸送電壓源的調(diào)節(jié)范圍的變化。由于范圍相對偏小，自然會有各類問題出現(xiàn)。若電壓源正常，其范圍不會超過30 V，此時是能夠正常進行調(diào)節(jié)的。但如果發(fā)生故障，調(diào)節(jié)范圍就不會超過10 V。通過觀察可以得知，兩條線路不可能同時出現(xiàn)問題，只有其中一條可能有問題。此時就要對線路的電路板予以檢測，并確定出現(xiàn)的相關問題。在發(fā)現(xiàn)電路板沒問題后，就要檢測連接線。在實際檢測時，可以嘗試采用排除法的方式。在明確了具體故障位置后，直接對損毀的零件予以替換即可。

3 實操過程中常見的故障處理措施

本文引入了Multisim11仿真軟件作為預習和實驗的一個必要環(huán)節(jié)。在仿真實驗結(jié)束后，在保障安全的前提下，還要進行實際實驗室操作。在操作過程中，依然會遇到一些故障問題。下面針對這些常見問題進行處理措施探索。

3.1 直流穩(wěn)壓電源故障處理措施

出現(xiàn)直流電源無法正常供電的情況主要是因為電源流量開關已經(jīng)打開，在長時間之內(nèi)都沒有任何外部負載存在，使得流量對大負載不具有承受能力。即便已經(jīng)安裝了保護裝置，同樣無法發(fā)揮出應有的效果。在進行處理時，可以將電源拔下來，讓其慢慢冷卻，將原有的記憶全部消除。在故障完全排除后，電源就能恢復，此時重新啟動，對外部負載正常連接即可。

在進行電源檢測時，還需要采取技術維護的方式，但所有步驟都要按照特定原則執(zhí)行。首先，對于開路，必須采取保護措施，畢竟如果其狀態(tài)持續(xù)時間過程，會使得線路溫度持續(xù)升高，從而將設備燒壞。其次，針對設備本身的運行狀態(tài)展開詳細觀察，諸如在實際運行時有故障出現(xiàn)，應當立刻關閉設備。在設備停止運行后，需要對故障源予以明確，采取針對性處理方案。

3.2 受控源故障和處理措施

（1）在受控源本身處于帶電狀況下的同時，實驗過程中獲取的數(shù)據(jù)都缺少足夠的精確性。為此，技術人員就要做好檢查工作。若沒有問題，此時就要檢查連接線。在各項數(shù)值都沒有誤差時，需要和其他設備展開對比，若開關未啟動，就需要檢查開關線路，把握其是否存在焊接不牢固的情況。

（2）在受控源正式通電之后，電壓表的數(shù)值一直處在零點狀態(tài)。在有此類故障出現(xiàn)時，工作人員就要做好設備的檢查工作，主要包括電源、連接線以及開關。若獲得的檢測結(jié)果沒有任何問題，則需要將注意力放在電阻容器和其他零部件上面。若全部都沒問題，則說明芯片本身有問題。此時就要將芯片拆下來，更換新的芯片。

3.3 燈管故障和處理措施

在實驗室之中，經(jīng)常需要開展日光燈相關的電路。教師通常會將提高功率的實驗和日光燈電路實驗整合在一起，共同開展。另外，在進行實驗時，由于涉及的內(nèi)容有很多，因此應用的設備也包含多個不同的種類，出現(xiàn)的問題也變得十分復雜。為此，工作人員就要提高重視程度。

燈管在電源接通之后，經(jīng)常會有燈管不亮的情況，基本上可以判斷是保險管已經(jīng)被完全燒壞，抑或內(nèi)部燈絲完全斷開，此時可以對插腳部分展開檢查，把握其是否有接觸不良的情況。若是保險管或燈絲被燒斷，此時進行更換即可;若是接觸不良，則需要對脫落的導線展開處理，重新進行焊接。由于處理的方法以更換為主，而且實際耗費的時間成本也不高，因此對實驗流程造成的影響非常小。

3.4 三相電源故障和處理措施

在電工技術維修工作之中，三相電源缺相一直都是非常嚴重的問題。問題出現(xiàn)的原因有很多，在實際操作時，往往很難查找。最常見的便是插頭沒有完全插好，或電源部分有問題存在。在進行檢測時，工作人員需要使用萬用表，檢查其電壓的數(shù)值是否有異常。若沒有問題，則需要將注意力放在電源插頭和插座部分，了解其使用狀態(tài)，是否有任何問題。

3.5 實驗室人員管理的基本措施

基于電工設備的日常維修經(jīng)驗可以得知，在進行維護時，工作人員理應滲透三方面處理方法。首先，及時維修。在開展教學課時，若發(fā)現(xiàn)設備本身出現(xiàn)了任何問題，都要第一時間進行報告，讓相關人員予以處理，并做好檢測工作。如果問題不大，經(jīng)過短時間處理就能修復的設備，還可以繼續(xù)使用。如果問題十分嚴重，無法直接修好，則堅決不能繼續(xù)使用。其次，積極和廠家溝通。相關人員應當和廠家之間保持良好的關系，定期展開溝通，向其告知設備運行情況。如果設備出現(xiàn)了一些較小的問題，基本上能夠自己解決，則無須申請售后。如此就能有效降低售后成本的投入，同時還能降低廠家的工作壓力。最后，標準化管理。在電工技術實驗中，所有使用的設備都是高精密度設備，很容易受到一些細節(jié)因素的影響。因此，工作人員需要提前準備好備用零件，在問題出現(xiàn)后，就能及時予以更換。通過對以上3方面的基本措施進行有效貫徹，就能大幅度提升教學活動的綜合質(zhì)量，設備的使用率也會隨之提高。

4 結(jié)束語

在進行電工技術實驗時，往往會因多方面因素存在，造成設備出現(xiàn)了故障情況。此時工作人員就需要對故障予以明確，分析其中出現(xiàn)的具體原因，并采取針對性措施展開處理。如此一來，設備就能正常運行，確保實驗可以順利進行。

參考文獻

[1] 龐永清，李世良.電工技術實驗中常見故障分析與探討[J].科教導刊：電子版，2017（4）：63.