机械电气系统设计与故障分析

邓仁德

摘要：如今，工程建设的速度越来越快，在一些工程项目中机械电气系统占据十分重要的地位，因此，人们也对机械电气系统提出了更高的要求。但在实际工作过程中，由于机械电气系统运行中经常会出现各种各样的故障，所以针对机械电气系统进行科学的维护和管理显得十分重要，能够有效提高机械电气系统的运行效率。因此，在本文中首先简单介绍了机械电气系统的组成，然后对于机械电气系统的设计要点进行了分析，最后针对常见的机械电气系统故障，探讨了几点有效的处理措施，希望能够进一步提升机械电气系统运行水平。

关键词：机械电气系统;设计;故障分析

中图分类号：TU60文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）12-0040-03

0引言

目前，自动化技术在各个行业应用的范围越来越广泛，也进一步拓展了机械电气系统的应用领域，但是由于机械电气系统其构造非常的复杂，元器件种类多种多样，经常会受到系统自身以及外界因素的影响，导致运行过程中出现故障，进而对机械设备的正常运行产生影响。机械电气系统是整个机械设备运行中的重要神经网络，可以对机械设备的运行模式、制动、传动等进行精准的控制，从而提高机械的运行效率，保证安全生产的顺利进行。

1机械电气系统的组成

从功能上讲，可以将机械电气系统地分为以下4个部分[1]：

1.1电源线路

机械设备运行过程中，常见的机械电气系统是单限制的直流系统，这种系统主要是在电压的基础上对其进行划分，例如24V、12V的机械电气系统。此外，在运行过程中电源的启动机、总开关都是直流电源的重要组成部分。

1.2仪表

机械电气系统运行过程中包含各种类型的仪表，例如冷却液温度计、电压表等，而这些仪表对于整个机械设备的运行具有十分重要的意义，而且每一种仪表都有着其独特的用途。机械电气系统实际运行过程中，需要根据工程项目的实际需求选择不同类型的仪表，此外，由于机械设备中仪表的类型非常的复杂，除上述仪表以外，还包含车速表等高端的設备。

1.3照明系统

设置照明系统，一方面是对机械设备提供照明，由于一些生产环节需要在夜间进行，在这样的情况下设置照明系统，就能够保证生产工作的顺利进行。另外，照明系统也具备报警的功能，机械电气系统运行过程中一旦设备出现了故障，照明系统就会发出信号警示，将故障及时反馈给相关工作人员。在照明系统中，前后组合灯、工作灯都是非常重要的组成部分。

1.4指示器

指示器的主要作用就是对机械设备的运行起到警示和提醒的作用，一旦工作人员在实际工作中出现操作失败或者成功，都会有指示剂来发出信号，一般会与一些仪表进行组合使用，保证工作人员的人身安全。

2机械电气系统设计

机械设备运行过程中，机械电气系统是保证工作人员生命安全的重要组成部分，同时也是保证安全生产顺利进行的前提条件。所以，对于机械电气系统的设计有着非常严格的要求。在机械电气系统实际设计过程中，不仅要保证整个流程的安全性，还应该对设计成本进行精准的控制。具体来讲，针对机械电气系统进行设计有几个步骤：

2.1原理图设计

针对机械电气系统进行设计时，其中作为基本的环节就是机械电气系统的原理图设计。在实际设计过程中，需要进一步加强设计细节的管控力度，特别是在原理图设计过程中使用到的符号、标志等，这也代表着不同的线路设计以及元器件的具体使用位置。另外，工作人员也可以使用插件的方式对原理图进行设计，也需要注意在设计过程中需要明确好各个序号的分区状况，由于机械电气系统正常运行过程中，会涉及到很多的电气设备，通过序号分区的方式，就能够有效区分出系统内的线路和电器。进行原理图设计时，一方面需要为设计人员对整个机械电器系统的总体状况进行把握提供便利，另外，还应该考虑到后续运行过程中维修人员区分元器件便捷性。

2.2设计成本

针对机械电气系统进行设计时，原理图的设计，仅仅是整个设计过程中的第一个环节，为了能够确保设计过程更加完善，还需要对整个机械电气系统设计的成本进行精准的计算。在实际设计过程中，首要做的就是做好总体设计的成本规划工作，首先需要明确机械电气系统设计的具体功能和定位。第二，根据工程项目的具体状况以及原理图设计的实际要求，清晰的划分成本，并且进行仔细的计算。在保证质量的前提下，选择更加科学合理的技术手段，对机械电气系统的设计成本进行精准的控制，确保原理图的设计能够符合系统使用的基本要求，同时又能够充分发挥资金的利用价值。针对机械电气系统进行成本控制，也能够进一步提升机械设备的使用性能，更好的控制运行成本。与其他的企业相比，在价格方面就会获得更大的优势，确保在激烈的市场竞争中企业能够获得更加稳定的收益，有效降低企业的运行成本[2]。

2.3元器件选型

机械电气系统设计过程中，元器件的选择也是非常关键的一个环节，工作人员需要结合原理图设计的内容，选择合适的元器件，另外在选择元器件的时候也应该考虑到企业的预算成本。在工程项目中元器件的质量以及性能直接影响到机械电气工程设计的水平。所以，相关工作人员必须对元器件的选型进行认真的审核，通过全面把控机械电气系统设计的内容，从选型上提高各种元器件的通用性和兼容性。另外，针对于元器件进行选型时，工作人员还应该重点关注整个系统设计的总体成本，尽量选择性价比更高的元器件，只有这样才能够促进企业的良性发展。完成元器件的选型工作以后，需要对各种元器件进行再次审核，保证选择的元器件能够符合工程建设的要求，切实提高元器件的使用效率。

3机械电气系统中常见的故障

由于机械电气系统相对比较复杂，在组装过程中很有可能会出现错误，一旦机械电气系统运行过程中出现故障，就会影响到整个机械设备的正常运行。通常情况下，在机械电气系统中常见的故障有以下几个类型。

3.1传感器故障

机械电气系统中传感器是重要的组成部分之一，在实际运行过程中，各个控制系统都需要使用电信号进行控制，利用传感器将非电信号转变为电信号，从而对各个控制系统传输相应的控制信号，一旦传感器出现故障，就会导致机械电气系统的正常运行出现异常状况。举例来说，机械电气系统中最常使用的温度传感器，其主要是应用在发动机的位置，对于冷却液的温度进行控制，一旦温度传感器出现故障，对于冷却液的温度控制能力也会进一步下降，这时就有可能会导致系统控制出现异常，进而导致发电机出现故障。主要是因为传感器内部出现电阻失准或者短路的现象，这时就可以将传感器取下来，对于两端的引脚电阻进行测量，如果电阻值为0，那么就说明其内部出现了短路问题，则需要及时更换传感器;如果测量的电阻值高低不等，就说明出现了电阻失准的问题，很有可能是由于外界因素的干扰所导致的，或者内部的热偶点出现将断未断的情况。在排除了外部干扰的情况下，如果测得的电阻值仍然出现上下波动，那么就是热偶点的问题，则需要更换热偶点，防止故障进一步扩大，影响整个系统的正常运行。

3.2发动机冷却液过热

冷却液过热也是机械电气系统运行过程中常见的故障之一，导致这种现象出现的主要原因包括：系统正常运行情况下，发动机过热、冷却液温度传感器短路、线束短路或者仪表故障等。一旦发现发动机冷却液出现过热故障，首先就需要对此进行故障检测，找到出现这种现象的原因，最先要做的是检查是否是由发动机因素所导致的过热。如果是发动机的原因，那么就需要及时更换或者修理发动机;如果冷却液温度传感器出现了短路故障，那么则需要拆下温度传感器，对其两脚的电阻进行测量，在检测过程中如果电阻值为0，那么就说明传感器内部出现了短路的问题;检测线束短路时，也需要对传感器两根连线之间的电阻进行测量，如果电阻值为0，那么就说明线束出现了短路的问题。

3.3报警灯闪烁

机械电气系统运行过程中，很多位置都会设置报警灯，一旦某些部位出现异常状况，报警灯就会不停的闪烁，为工作人员提供警示。举例来说，机油压力报警灯闪烁一般是由于系统的压力开关故障、油压过低或者线束短路所引起的。这时就需要检查机油的压力，如果压力不符合标准，则需要对其进行有效的维护;如果出现线束短路的问题，那么就需要使用电阻检测表来检测电阻值，如果电阻值为0，那么就说明出现了线束短路的现象，需要及时更换或者维修线束。在压力开关的位置发生警报，就需要对压力开关进行检测，一旦发现问题应立即进行更换。另外，充电报警灯出现闪烁的情况，很有可能就是电源的供电系统出现问题，这时就应该立即停止发电机，对机械电气系统的发电机进行检测。如果处于非正常的运行状态，那么就需要对发电机进行维修;如果处于正常的运行状态，那么就说明中间的线路出现了故障，则应该对线路故障进行有效的排除，才能够保证机械电气系统的运行安全。

4机械电气系统的故障排查及维护

4.1现场观察分析

机械电气系统运行过程中，故障包含不同的类型和不同的表现形式，工作人員需要根据具体的故障现象进行有效分析，并且与相关操作人员进行有效的沟通和交流，准确了解故障出现前后的变化以及表现形式，同时利用观察法对设备进行仔细地检查，使用看、摸、听等检查方式，找到出现故障的范围，从而准确判断出现故障的具体位置。在检测过程中，还应该对整个检修过程进行详细的记录，必要的时候还可以使用录像的方式来保存资料，为后续的维护提供便利[3]。

4.2电气设备运行理论

机械电气系统是由不同的功能单元所组成的，包含非常多的元器件，其种类和数量都很多，任何一个小的环节出现问题都会影响到整个系统的正常运行。为了能够确保机械电气系统的安全运行，就需要对不同的单元运行工况以及原理进行认真的分析，结合不同设备的具体使用功能和布局，同时也应该区别分析相关的控制线路，要求维护人员能够熟练的掌握不同路线的运行原理以及相关方面的理论知识，这样才能够有效提高故障的维护效率，节约维修时间。

4.3故障排查

在机械设备电气控制系统故障检修排查的过程中，还应当注意以下几项操作规范：首先，检修人员进行检修时，应当对整机供电电源进行关闭处理，以避免保险丝熔断损坏、短路火灾等问题;其次，检修人员应当对导线颜色与代码准确把控，避免错搭导线等问题;第三，检修人员在使用电路检测仪表前，应当对其使用流程、使用条件以及使用规范进行准确把握，在检修的过程中，还应当对设备电路图进行仔细分析，以提高电路检测仪表使用的有效性;最后，检修人员在完成检修工作之后，应当将各项参数准确、完整记录，为日后检修工作的开展提供重要数据参照。此外，检修人员在捆扎电线束的过程中，应当避免硬折，且应当闭排导线束，以避免导线束磨损。

5结语

本文通过对机械电气系统的设计和故障进行简单的分析，发现机械电气系统的构成非常的复杂，导致其出现故障的原因很多。但是，由于机械电气系统在整个机械设备中占据十分重要的地位，所以，工作人员必须高度重视机械电气系统的运行安全问题。在实际工作中，也应该结合机械电气系统运行时的具体状况以及关键部位进行有效的检修和维护，及时找到故障出现的原因，并且与专家和技术人员进行有效的分析，找到切实可行的维护方案，做好检修记录保证机械电气系统的正常运行，从根本上提高机械设备的运行效率。

参考文献

[1]张昊.浅析工程机械电气系统设计与故障分析[J].东西南北，2019（19）：164.

[2]董龙虎.机械电气系统设计和常见故障分析的方法[J].住宅与房地产，2019（18）：267.

[3]张志辉.机械电气系统设计和常见故障分析的方法浅析[J].山东工业技术，2019（10）：52.

DesignandFaultAnalysisofMechanicalandElectricalSystem

DENGRende

（TaiChiGroup，Chongqing408000）

Abstract：Nowadays，thespeedofengineeringconstructionisgettingfasterandfaster，themechanical

andelectricalsystemisveryimportantinsomeengineeringprojects，sopeoplealsoputforwardhigher

requirementsforthemechanicalandelectricalsystem.However，intheactualworkprocess，becausethe

mechanicalandelectricalsystemoftenappearsintheoperationofavarietyoffaults，sothescientific

maintenanceandmanagementofthemechanicalandelectricalsystemisofgreatsignificance，itcaneffectively

improvetheoperatingefficiencyofmechanicalandelectricalsystem.Therefore，inthispaper，thecomposition

ofthemechanicalelectricalsystemisbrieflyintroducedatfirst，thenthemainpointsofthedesignofthe

mechanicalelectricalsystemareanalyzed，andfinally，someeffectivetreatmentmeasuresarediscussedforthe

commonmechanicalelectricalsystemfaults，hopetofurtherimprovethelevelofmechanicalandelectricalsystemoperation.

Keywords：mechanicalandelectricalsystem;design;faultanalysis