高等職業教育電氣系統故障診斷校本課程開發論文
高等職業教育電氣系統故障診斷校本課程開發論文
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。本課程任務是透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。為電氣裝置管理維護,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後的一門綜合性、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 電路故障的型別
(1)斷路故障
也稱開路故障。指電路某一個迴路非正常斷開。
(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)電路引數故障
由於電路中元件引數錯誤或配合不當所形成的故障。
2.1.2 電路故障的查詢方法
(1)電位分析法
透過分析和測量電路中某些點的電位及其分佈,確定電路故障的型別和故障位置。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,電源電壓等於各負載電壓降之和。從這一定律所揭示的一個迴路在不同狀態下電壓降的分佈規律,可判斷電路的故障型別和故障位置。
(3)電流分析法
其依據是當迴路開路時,其電流為零;當迴路短路時,其電流很大。採用電流分析法可非常方便診斷三相交流非同步電動機缺相故障,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,其餘兩相為相電流。
(4)阻抗分析法
阻抗包括電阻和電抗,但在許多情況下,只要測量和分析迴路電阻(即直流電阻),便可查找出電氣故障。其依據是當迴路短路時,其電阻為零;當迴路開路時,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並聯支路的影響。
(5)狀態分析法
透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係的分析,查詢電氣故障。
(6)單元分割法
一個複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。查詢電氣故障時,可以將這些單元分割開來,然後根據故障現象,判斷故障發生的單元,從而快速地查詢到故障的原因和地點。
(7)類比分析法
由於新技術、新裝置層出不窮,再加上個別生產廠家技術保密原因,不提供裝置內部圖紙、資料,我們難免對一些電氣裝置的電路特性、引數、工作狀態不十分了解。當這類裝置發生故障時,我們可將故障裝置的有關引數或執行工況和正常裝置進行比較,從而確定其故障的型別和部位。
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。若替換後設備恢復正常,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絡和特定規律的元件、部件和元件等構成的,因而某一部件、元件、元件的故障必然影響到其它部分,表現出特有的故障現象。查詢電氣故障時,可以透過故障現象,由此及彼,由表及裡,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係和邏輯關係進行推理分析查詢故障的方法。
2.2 電機故障診斷
(1)測量法
透過測量懷疑有故障的電機的有關技術引數,來判斷故障所在。
(2)聽聲音法
帶病執行的電機其噪聲往往會發生變化,用耳細聽這些變化,並與正常聲響比較,就可以判斷出電機故障所在。如電動機在軸承損壞時,就能聽到週期性“咯咯”雜音;若電動機軸承缺油或潤滑油已經乾涸,在軸承部位就能聽到“噝噝”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,電動機啟動後,就會發出“嗡嗡”聲而轉動不起來。 (3)直流電機故障診斷例項
(4)交流電機故障診斷例項
(5)測速發電機、交直流伺服電機、步進電動機
故障診斷例項
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)智慧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)高壓電動機閘流體智慧(固態)軟啟動控制器起動故障診斷
(3)基於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。甩開後如果恢復正常,則故障出在甩開部分。甩開法主要用於檢查過載、低壓、短路故障。對於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訊號3種。
(2)模擬法
即模擬正常訊號取代故障疑點訊號。對於開關量,可根據所懷疑器件(裝置)正常時觸點應具有的狀態,將其短接或斷開其與電路的連線,以判斷器件(裝置)工作是否正常。對於模擬量,正常時應輸出0～5V電壓訊號或4～20mA電流訊號,因此可用訊號發生器給後級電路施加模擬訊號來判定故障點。
(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
採用電路維修測試儀,可在故障電路板完全處於靜態(不工作)的狀態下,對各器件施加穩定的程式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 無線路圖查詢故障方法
工廠中的一些裝置,由於種種客觀原因,造成電氣裝置圖紙的遺失、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詢電氣故障的思路和方法與要點。
3 課程教學方法與考核
教學過程採取理論與實踐一體化教學,邊講邊練,邊學邊幹。教師先設定故障,然後講解故障診斷的方法,由學生根據所學的故障診斷方法,透過儀器測量、思維分析進行故障診斷和維修。讓學生在查詢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。
課程考核採用現場測試操作和答辯相結合的方式進行,由教師設定故障,學生查詢。查找出故障後,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,由於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
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[2] 李焦明.電氣系統故障診斷[J].水泥工程,2004(1):49-49,55.
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