高等職業教育電氣系統故障診斷校本課程開發論文

實用文時間：2021-08-31 手機版

　　摘要:從課程的性質與任務、教學內容、課時分配、教學方法、考核方法等方面介紹了南京化工職業技術學院高等職業教育《電氣系統故障診斷》校本課程。

　　關鍵詞:電氣系統故障診斷;課程開發;高等職業教育

　　分析電氣系統故障現象,進行故障診斷與維修,是職業維修電工最重要的技能之一。而令人遺憾的是,現行高職課程缺乏對電氣系統故障診斷的系統方法介紹。為了實現高等職業教育學歷證書與國家職業資格證書的相互銜接和溝通,開發了高等職業教育電氣系統故障診斷的校本課程。

　　1 課程的性質與任務

　　《電氣系統故障診斷》是南京化工職業技術學院開發的電氣自動化專業的高等職業技術教育校本課程。本課程任務是通過課程教學和配套的實踐教學,幫助學生熟悉電氣系統常見故障的分析和排除方法,引導學生掌握電氣系統故障診斷和維修的基本方法與基本技能,培養學生靈活利用所學理論知識分析、解決實際問題的應變能力。為電氣設備管理維護,快速診斷和排除故障打下基礎。

　　本課程是在學生學完了專業主要課程后的一門綜合性、實踐性、先進性很強的職業核心課程,強調工程技術的觀點和實際技能的訓練,注重理論和實際的結合以及提高解決實際問題的能力。

　　2 課程教學內容

　　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被導體短接。短接故障,是指電路中相同電位具有隔斷功能的兩點被導體非正常的跨接。

　　(3)接地故障

　　指電路中的某點應該接地的而未接地或不應該接地的而接地所形成的故障。

　　(4)極性故障

　　正負極接反,同名端接錯所造成的故障。

　　(5)聯接故障

　　電路中的'元件未按照圖紙接線(漏接、多接、錯接)所產生的故障。

　　(6)電路參數故障

　　由于電路中元件參數錯誤或配合不當所形成的故障。

　　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。要求學生熟練掌握用試電筆檢測電路故障。

　　(2)電壓分析法

　　其依據是在任一回路內,電源電壓等于各負載電壓降之和。從這一定律所揭示的一個回路在不同狀態下電壓降的分布規律,可判斷電路的故障類型和故障位置。

　　(3)電流分析法

　　其依據是當回路開路時,其電流為零;當回路短路時,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缺相故障,其原理是缺相時,Y接法電動機有一相電流為零,△接法電動機一相電流為線電流,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。其依據是當回路短路時,其電阻為零;當回路開路時,其電阻為無窮大。當然在使用萬用表測電阻前,應斷開測量回路的電源,同時還要注意電路的并聯支路的影響。

　　(5)狀態分析法

　　通過對故障發生時電氣裝置和電路的工作狀態及其內部元器件相互關系的分析,查找電氣故障。

　　(6)單元分割法

　　一個復雜的電氣裝置或電路通常是由若干個相對獨立的功能單元構成。查找電氣故障時,可以將這些單元分割開來,然后根據故障現象,判斷故障發生的單元,從而快速地查找到故障的原因和地點。

　　(7)類比分析法

　　由于新技術、新設備層出不窮,再加上個別生產廠家技術保密原因,不提供設備內部圖紙、資料,我們難免對一些電氣設備的電路特性、參數、工作狀態不十分了解。當這類設備發生故障時,我們可將故障設備的有關參數或運行工況和正常設備進行比較,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。若替換后設備恢復正常,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在聯系和特定規律的元件、部件和組件等構成的,因而某一部件、組件、元件的故障必然影響到其它部分,表現出特有的故障現象。查找電氣故障時,可以透過故障現象,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。主要向學生介紹根據功能關系和邏輯關系進行推理分析查找故障的方法。

　　2.2 電機故障診斷

　　(1)測量法

　　通過測量懷疑有故障的電機的有關技術參數,來判斷故障所在。

　　(2)聽聲音法

　　帶病運行的電機其噪聲往往會發生變化,用耳細聽這些變化,并與正常聲響比較,就可以判斷出電機故障所在。如電動機在軸承損壞時,就能聽到周期性“咯咯”雜音;若電動機軸承缺油或潤滑油已經干涸,在軸承部位就能聽到“咝咝”聲;電動機掃膛時,能聽見其內部發出持續的“嚓嚓”聲;如果電動機定子缺相,電動機啟動后,就會發出“嗡嗡”聲而轉動不起來。 (3)直流電機故障診斷實例

　　(4)交流電機故障診斷實例

　　(5)測速發電機、交直流伺服電機、步進電動機

　　故障診斷實例

　　2.3 電氣傳動系統常見故障診斷

　　2.3.1 低壓電動機起動故障診斷

　　(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 高壓電動機起動故障診斷

　　(1)液體電阻啟動故障診斷

　　(2)高壓電動機晶閘管智能(固態)軟啟動控制器起動故障診斷

　　(3)基于開關變壓器技術的高壓電動機軟起動控制器起動故障診斷

　　(4)高壓電動機熱變電阻軟起動故障診斷

　　(5)高壓電動機磁控軟起動故障診斷

　　2.3.3 電動機調速故障診斷

　　(1)直流調速系統故障診斷

　　重點講解全數字直流調速系統故障診斷

　　(2)交流調速系統故障診斷

　　重點講解變頻調速系統故障診斷

　　2.4 電氣控制系統故障診斷

　　(1)甩開法

　　即甩開故障疑點。甩開后如果恢復正常,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漂移、頻率特性改變也同樣適用。甩開法有甩開機械負載、甩開電氣負載及甩開信號3種。

　　(2)模擬法

　　即模擬正常信號取代故障疑點信號。對于開關量,可根據所懷疑器件(設備)正常時觸點應具有的狀態,將其短接或斷開其與電路的連接,以判斷器件(設備)工作是否正常。對于模擬量,正常時應輸出0～5V電壓信號或4～20mA電流信號,因此可用信號發生器給后級電路施加模擬信號來判定故障點。

　　(3)電路原理分析法

　　(4)替換法

　　(5)類比法

　　(6)應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(不工作)的狀態下,對各器件施加穩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

　　2.7 無線路圖查找故障方法

　　工廠中的一些設備,由于種種客觀原因,造成電氣設備圖紙的遺失、不全或與實物不符,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。

　　3 課程教學方法與考核

　　教學過程采取理論與實踐一體化教學,邊講邊練,邊學邊干。教師先設置故障,然后講解故障診斷的方法,由學生根據所學的故障診斷方法,通過儀器測量、思維分析進行故障診斷和維修。讓學生在查找故障中體會故障診斷的思路和方法。當學生沒有任何思路時,教師給以相應的啟發或引導,培養學生解決實際問題的能力,調動學生學習積極性。

　　課程考核采用現場測試操作和答辯相結合的方式進行,由教師設置故障,學生查找。查找出故障后,由三位“雙師型”教師組成答辯小組,對學生故障診斷的思路和方法進行答辯。

　　4 結束語

　　《電氣系統故障診斷》課程,作為高等職業教育電氣自動化專業的職業核心課程,由于很好地實現了學校教育與職業培訓的融通,提高了學生就業競爭力,深受學生和企業的歡迎。

　　參考文獻

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

　　[2] 李焦明.電氣系統故障診斷[J].水泥工程,2004(1):49-49,55.

　　[3] 李焦明.變頻調速控制系統維修要點[J].電工技術雜志,2004(6):19-21.

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