基于Multisim11的电工技术实验故障应用探究

王晓云

[摘    要]在传统的电工实验教学中，应用实际实验去模拟这些故障情况不仅成本过高，而且还存在一定的危险。为此，文章提出将仿真软件Multisim11引入电工技术实验故障应用研究领域，借助其强大的整合能力，完成电工技术实验故障排查与分析工作。这样电工实验教学不仅会得到增强，而且还能有效地把握故障原因所在，并采取针对性措施予以解决。与此同时，仿真软件Multisim11可以节省实验室建设成本，提高实验故障排查效率，扩展电工设备实验的故障和处理的范围和空间。

[关键词]电工技术实验;常见故障;分析;探究工作

[中图分类号]G712;TM1-4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）11–0–02

Research on Application of Multisim11-based Electrical Technology Experiment Failure

Wang Xiao-yun

[Abstract]In traditional electrician experiment teaching， applying actual experiments to simulate these failures is not only costly， but also has certain dangers. To this end， this paper proposes to introduce the simulation software Multisim 11 into the field of electrical engineering experiment fault application research， with its strong integration ability， complete the electrical engineering experiment fault troubleshooting and analysis. In this way， the electrician experiment teaching will not only be enhanced， but also the cause of the failure can be effectively grasped， and targeted measures can be taken to solve it. At the same time， the simulation software Multisim 11 can save laboratory construction costs， improve the efficiency of experimental troubleshooting， and expand the scope and space of electrical equipment experiments and troubleshooting.

[Keywords]electrical engineering technology experiment; common faults; analysis; inquiry work

电工实验教学要求对学生演示某个元器件出现开路、短路故障对电路产生的影响。这些现象可通过枯燥的定理、公式和框图进行解释，但是由于这些现象的出现往往会对电路中的相关元器件或仪器仪表造成损害，因而比较难用实际实验去模拟这些故障情况。同时，由于学生人数较多，从而出现了设备短缺的情况，抑或对实验操作了解不到位，导致失误产生。因此，相关分析工作就变得非常重要，通过全面把握，确保电工实验可以顺利展开。采用Multisim11仿真实验，只需在计算机中改变电路中相应元器件的参数，就能模拟出有故障的电路工作情况。

1 直流毫安表故障和处理措施

1.1 直流毫安表故障仿真结果

直流毫安表通常安装于电气技术实验设备上，对于具体安装部分和接线部分没有太多要求。即便出现了接线错误，电流表也能十分直观地展示出来。在毫安表上，一共有3个端子，两个为正极，一个为负极。其中，负极需要朝上，正极要朝下。设电源内阻R0为1 Ω，电源电动势E为12 V，负载电阻R从0～10 V依次增大，每次增加1 V并记录电压和电流结果。该设备在进行运行的时候，实际存在的故障问题如图1所示。

如图1所示，借助Multisim11构造电源外特性的测量电路图，并运行仿真程序。

通过表1数据，建立仿真发现在假设故障正极柱部分有连接错误的情况下，电压表虽然能够继续正常读数，但电流表不能进行读数。究其原因便是在对线路进行连接时，没有选择正确的量程，造成电流量过大，超出了设备能够承受的范围。在进行处理时，工作人员需要立刻将电源切断，寻找连接错误的电路，重新调整，并观察实际情况，直到能够继续使用为止。

1.2 实测故障分析

电流表的小流程部分虽然能够继续正常读数，但是大流程不能进行读数。究其原因主要是对应大量程的小电阻值有问题。当经过的电流量过大，超出预期范围，伴随绕线焊接位置氧化电阻值出现变化，对应的数字也会有所改变。若氧化问题非常严重，信号无法正常接收，就会发生相关问题。在进行处理时，工作人员必须将绕线电阻全部去掉，对端口部位进行清理，之后再重新焊接。

电流表的按钮无法正常使用，此类问题出现的概率非常高。在处理时，工作人员需要对电流表展开详细检查，思考是否有频繁切换量程的情况。由于部分按钮按压的次数过多，逐渐出现老化的情况，从而失灵。当电流表有此类问题出现后，在没有原件的情况下，按钮就无法自动弹回。此时，工作人员可以尝试对按钮重新调整，让其回到原有的位置。如果有備用按钮存在，可以直接进行替换。

2 直流稳压电源故障仿真

在电工实验之中，每当直流稳压电源有问题出现，都会对设备产生非常大影响。因此，工作人员就要对此予以重视。采用Multisim11仿真，选择合适参数的元器件和万用表（XMM1）、瓦特表（XWM1），面对不同类型的电源，应当对具体故障问题予以详细分析，提出相应的处理措施。

通常来说，可调电源主要能分为两类，分别是可调电压源和可调电流源，并记录测试结果（图2）。

对可调电压源来说，其故障通常体现于输送电压源的调节范围有变化。由于范围相对偏小，自然会有各类问题出现。若电压源正常，其范围不会超过30 V，此时是能够正常进行调节的。但如果发生故障，调节范围就不会超过10 V。通过观察可以得知，两条线路不可能同时出现问题，只有其中一条可能有问题。此时就要对线路的电路板予以检测，并确定出现的相关问题。在发现电路板没问题后，就要检测连接线。在实际检测时，可以尝试采用排除法的方式，在明确具体故障位置之后，直接对损毁的零件予以替换即可。

3 实操过程中常见的故障处理措施

本文引入了Multisim11仿真软件作为预习和实验的一个必要环节。在仿真实验结束后，在保障安全的前提下，还要进行实际实验室操作。在操作过程中，依然会遇到一些故障问题。下面针对这些常见问题进行处理措施探索。

3.1 直流稳压电源故障处理措施

之所以会有直流电源无法正常供电的情况出现，是因为电源流量开关已经打开，在长时间内都没有任何外部负载存在，使流量对大负载不具有承受能力。即便已经安装了保护装置，同样无法发挥出应有的效果。在进行处理时，可以将电源拔下来，让其慢慢冷却，将原有的记忆全部消除。在故障完全排除之后，电源就能恢复，此时重新启动，对外部负载正常连接即可。

在进行电源检测时，还需要采取技术维护的方式，但所有步骤都要按照特定原则执行。首先，对于开路必须采取保护措施，如果其状态持续时间过程，会使线路温度持续升高，从而将设备烧坏。其次，针对设备本身的运行状态展开详细观察，其在实际运行时有故障出现，应当立刻关闭设备。在设备停止运行后，需要对故障源予以明确，采取针对性处理方案。

3.2 受控源故障和处理措施

在电工技术实验在会中，受控源部分有故障产生一直都非常常见，此时既需要对相关问题予以分析，并采取针对性处理方案。

3.3 灯管故障和处理措施

在实验室之中，经常需要开展日光灯相关的电路实现。教师通常会将提高功率的实验和日光灯电路实验整合在一起，共同开展。另外，在进行实验时，由于涉及的内容有很多，因此应用的设备也包含多个不同的种类，出现的问题也变得十分复杂。为此，工作人员就要提高重视程度。

灯管在电源接通之后，经常会有灯管不亮的情况，基本上可以判断的是保险管已经被完全烧坏，抑或内部灯丝完全断开，此时可以对插脚部分展开检查，把握其是否有接触不良的情况。若保险管或灯丝烧断，进行更换即可;若接触不良需要对脱落的导线展开处理，重新进行焊接。由于处理的方法基本上都是更换为主，而且实际耗费的时间成本也不高，因此对实验流程造成的影响非常小。

3.4 三相电源故障和处理措施

在电工技术维修工作之中，三相电源缺相一直都是非常严重的问题。问题出现的原因有很多，在实际操作时，往往很难进行查找。最为常见的便是插头没有完全插好，或电源部分有问题存在。在进行检测时，工作人员需要使用萬用表，检查其电压的数值是否有异常。若没有问题，则需要将注意力放在电源插头和插座部分，了解其使用状态，是否有任何问题。

3.5 实验室人员管理的基本措施

基于电工设备的日常维修经验可以得知，在进行维护时，工作人员理应渗透以下3方面处理方法。

3.5.1 及时维修

在开展教学课时，若发现设备本身出现了任何问题，都要第一时间进行报告，让相关人员予以处理，并做好检测工作。如果问题不大，经过短时间处理就能修复的设备，还可以继续使用。如果问题十分严重，无法直接修好，则坚决不能继续使用。

3.5.2 积极和厂家沟通

相关人员应当和厂家之间保持良好的关系，定期展开沟通，向其告知设备运行的情况。如果设备出现了一些较小的问题，基本上能够自己解决，则无须申请售后。如此就能有效降低售后成本的投入，同时还能减轻厂家的工作压力。

3.5.3 标准化管理

在电工技术实验中，所有使用的设备都是高精密度设备，很容易受到一些细节因素的影响。因此，工作人员就需要提前准备好备用零件，在问题出现后就能及时予以更换。通过对以上3个方面的基本措施进行有效贯彻，就能大幅度提升教学活动的综合质量，同时设备的使用率也会随之提高。

4 结束语

在进行电工技术实验时，往往会因为多方面因素存在，造成设备出现了故障情况。此时工作人员就需要对故障予以明确，分析其中出现的具体原因，并采取针对性措施展开处理。如此设备就能正常运行，确保实验可以顺利进行。

参考文献

[1] 庞永清，李世良.电工技术实验中常见故障分析与探讨[J].科教导刊（电子版），2017（4）：63.

[2] 陈骏.电工技术实验中常见故障分析与探讨[J].电子制作，2020（9）：92-93.

[3] 徐中鑫.电工技术实验中常见故障分析与探讨[J].工业B，2015（10）：5-6.