T-01-O-O-机床电路故障分析及排除方法

1、45常见机床控制电路故障分析与维修【培训目标】1.掌握机床电气控制线路故障诊断与维修的基本步骤。2.掌握机床电气控制线路故障诊断与维修的方法：调查研究法、逻辑分析法、试验法和测量法。451机床故障分析及排除方法一、机床电气控制线路故障的诊断与维修基本步骤和方法1机床电气控制线路故障的诊断与维修基本步骤（1）寻找故障现象。（2）根据故障现象进行分析，对故障发生的部位、电器或电器元件作出判断，并从电气控制线路原理图找到故障发生的部位或回路。应尽可能缩小故障范围。（3）根据故障部位或者回路找出故障点。（4）根据故障的不同情况，采取相应的正确的措施排除故障。（5）局部或全部线路通电进行空载校验。（6）

2、正常运行。以上步骤中，第二、三步是重点和难点。2机床电气控制线路故障的诊断分析方法电气控制线路故障的常见的检查方法有：调查研究法、逻辑分析法、试验法和测量法。通常，调查研究法有助于寻找故障现象；逻辑分析法是缩小故障范围的有效方法；试验法不仅能寻找故障现象，而且能找到故障的部位或回路；而测量法是找出故障点的最基本和可靠、有效的方法。当然在检修时，往往需要根据实际情况几种方法同时使用。（1）调查研究法 调查研究法是很重要的检查方法，它可以使检修人员迅速有效地了解故障的类型、性质、范围，尽快作出正确的判断，减少检修工作的盲目性。调查研究的主要方法是：一问。向设备的操作者和现场有关人员详细询问发生故障

3、前、后的现象及过程，一般询问的内容包括：故障是经常还是偶尔发生，有哪些现象（如有无响声、冒烟、冒火等），故障发生前有无频繁启动、停机、过载等，是否进行过维修，是否改动过线路、更换过电器元件等。询问是调查的主要方法，对判断故障的原因和确定故障的部位很有帮助。二望。对故障设备的有关部位仔细观察，看有无由故障引起的明显的外观征兆，如有无熔断器烧断和接地、短路、接线松动、脱落或断线等情况。三闻。对绝缘烧坏、线圈烧毁一类的电气故障，可通过闻气味的方法帮助确定故障的部位和性质。四摸。在切断电源并经检查确定储能元器件放电后，对可疑部位、部件及电器的发热元件摸一下是否过热，以帮助确定是否工作正常。五听。听设备

4、各电器元件在运行时的声音与正常运行时有无明显差异。注意在听设备声音而需要通电时，应以不损坏设备和不扩大故障的范围为前提。（2）逻辑分析法 逻辑分析法是根据电气控制线路的工作原理、控制环节的动作顺序及各部分电路之间的关系，结合故障的现象进行具体地分析，以迅速地缩小检查范围，准确地判断出故障所在。这是一种以准确为前提、以快捷为目的的检查方法，因此它更适合于对较复杂的线路进行故障检查。因为复杂的线路往往由上百个电器元件和上千条接线所组成，如果逐一进行检查，不仅工作量大、时间长，而且很容易遗漏。在采用逻辑分析法时，应根据原理图，对故障现象作具体分析，在划出可疑范围后，可采用试验法对局部电路进行通电试验

5、检查，逐步收缩目标，直至找到故障部位。逻辑分析法能够使得貌似复杂的问题逐渐变得条理清晰，有助于减少检查的盲目性，取得尽快排除故障、恢复设备正常运行的效果。（3）试验法 在以上两种方法的基础上，需要对局部线路作进一步的检查时，或者在常规的外部检查发现不了故障时，可对电气控制线路通电进行试验检查。但是通电试验检查必须在确保不损伤电气和机械设备，不会扩大故障范围的前提下进行。在进行通电试验检查前，应尽量使电动机与传动机构脱开，调节器和相关的转换开关置于零位，行程开关还原到正常位置。若电动机与传动机构不易脱开时，可切断主电路，根据检查的实际需要还可切断部分的其它电路，以缩小检查范围，也为了尽量避免扩大

6、故障、发生意外情况。如果需要开动设备，则应在操作人员的配合下进行。通电试验检查时，应先检查电源电压是否正常，有无电压过高、过低、缺相或各相严重不平衡的情况。检查应先易后难，分步进行。一般检查的顺序是：先检查控制电路，后检查主电路；先检查辅助系统，后检查主传动系统；先检查开关电路，后检查调整电路；先查重点怀疑部位，后查一般怀疑部位。为保证检查工作有条不紊地进行，在对较复杂的线路进行试验检查前，应考虑先拟定一个检查步骤，按逻辑分析对线路进行分解，使检查工作按步骤有目的地进行。通电试验检查时，也可采用分片试验的方法，即先断开所有的开关，取下所有熔断器的熔体，然后按顺序逐片电路检查：逐一插入要检查电路

7、的熔体，合上开关，如没有发生冒烟、冒火、熔断器熔断等异常现象，则给予动作指令（应先短时点动试验），检查各控制环节、各支路的工作是否正常，若发现某一电器动作不正常，则说明故障有可能产生在该电器或与之相关的电路中；如果该电路没有出现不正常现象，则说明故障在被断开尚未进行检查的部分。这样逐步缩小故障范围，就可以最终找出故障点。在对较复杂的线路进行检查，或遇到电器元件和接线排列较密集时，如怀疑有接触不良、线路不通，可对应吸合的动合触点、不应断开的动断触点、及肯定应接通的线路两点之间进行短接，以帮助寻找故障部位。但需要注意的是此时绝对不可以用外力使接触器、继电器动作，以防止引起更严重的事故。（4） 测量

8、法 测量法是利用万用表、校验灯、试电笔、蜂鸣器、示波器等仪表工具对线路进行带电或断电测量，这是找出故障点的最直接有效的方法。测量电阻法。在怀疑线路有触点接触不良，触点不能正常闭合或断开，接线有松、脱，或者电器线圈有断线、短路时，可用万用表欧姆档测量电阻和线路的通、断状况，也可用校验灯、蜂鸣器测量线路的通断。现以双重互锁正反转控制线路为例，说明电阻测量法的基本步骤。测量电路如图4511所示，先切断线路的电源，用万用电表×或×档（因触点有一定接触电阻， 所以不要用×档）。如测KM1线圈支路，电表笔一端接电路A点，另一端分别测B、C、D、E、F、G各点，在测到B、C点时

9、，电阻应为零或很小； 测到D点时，要按下SB2或手动使KM1自锁动合触点闭合；再测到E、F各点时，电阻应一直保持很小或为零，否则线路存在断路或触点接触不良；如果C、D点之间不经按下SB2电阻已为零， 则说明两点间已短路，应检查是触点熔焊还是接线错误（如将动断触点误作自锁触点） 。在测量到G点时（或直接测量F、G两点），应为线圈直流电阻值，如电阻过大或过小，则可能线圈断路或短路，也可能是接线松脱。测量电压法。可以用通电测量电压的方法来检查线路的通断状况。以图4512所示电路为例，接通电路电源，测量示意图见4512所示，用万用表电压档（注意线圈电压值），电表笔一端接G点，另一端分别测A、B、C、D

10、、E、F各点，应测量到线路的额定电压值。 图4511 测量电路图图4512 测量电压示意图在测量时，要注意是否有并联支路或其它回路可能对被测线路产生影响，以防止产生误判断。综上所述，机床电气控制线路的故障不是千篇一律的，即使外在表现相同或相似的故障，其内在原因也不尽相同。因此在采用上述故障检修的一般步骤和方法时，切不可生搬硬套，而应做到理论紧密联系实际，按具体情况灵活处理。二、 交流异步电动机启动控制线路的故障诊断与排除直接启动控制线路的常见故障交流异步电动机正反转控制线路见图4513所示。图4513 正反转控制线路常见故障有：(1)按启动按钮后电动机不能启动。出现这种现象时可按下列步骤进行分

11、析处理：判断是主电路还是控制电路的故障。若按下启动按钮后，接触器吸合，说明控制电路无故障，应检查主电路。可用万用表逐段测量主电路的电压，检查熔断器是否熔断或松脱，主电路是否断线或接线松脱，接触器的主触点接触有无问题。若按下启动按钮后，接触器不能吸合，则说明故障在控制电路中，可用前述的测量方法检查线路的通断状况，重点是：按钮开关的动合、动断触点、接触器的互锁动断触点是否接触良好，热继电器的动断触点是否已复位闭合，接触器的线圈是否损坏等。如果双向运转的电动机只是单向不能启动，则检查相关的控制电路和电器。如果在电动机接线处（U、V、W点）能测得正常电压，则是电动机发生故障，应对电动机进行检修。如果是

12、电动机在启动时不能启动运转，并发出“嗡嗡”声，而在运行时突然发出异常的“嗡嗡”声，这是电动机发生了断相造成的，如三相熔断器熔断（或松脱）了一相，接触器的三相主触点有一相接触不良，有时也可能是电动机接线盒内的一相接线松脱造成的。一经发现，应马上切断电源进行检修，以防电动机损坏。 (2)接通电源后不用按启动按钮电动机就自行运转。这可能是启动按钮开关内部动合和动断触点的接线接反了，在没按下按钮的情况下控制线路已接通；也可能是按钮开关的动合触点熔焊。 (3)电动机启动运转后，手离开按钮电动机便停转。这是自锁支路出现问题，可能是接触器的自锁触点接触不良，也可能是自锁电路的接线松脱。（4）按下停机按钮电动

13、机不能停转。其故障原因可能是：接触器的三相主触点熔焊；停机按钮的触点熔焊，或击穿短路；也可能是新换的接触器因未擦去铁心中的防锈油，经多次吸合后致使接触器的动、静铁心粘住。（5）按点动按钮不能实现电动机点动运转。需要进行点动控制的线路（如图4514所示）设有专门的点动控制按钮SB3，如果按下SB3电动机不能实现点动运转，原因无非有两种：SB3的动合触点接触不良，所以按下SB3后电路没有接通，电动机也就不会运转； 串联在自锁支路中的SB3动断触点没有断开，所以电动机保持连续运转。可见均应重点检查点动按钮及其接线。图4514 长动和点动控制线路2星形-三角形降压启动控制线路的故障诊断与排除现以图45

14、15所示的时间继电器控制星形三角形降压启动控制线路为例，说明此类线路的常见故障。图4515 星形-三角形降压启动控制线路（1）启动时，电动机通电后转速上升，约一秒后电动机突然发出“嗡嗡”声并转速下降，继而断电停转。尽管星形三角形启动方式可降低电动机启动电流，但启动电流值仍可达到额定电流的倍（轻载启动）。在启动刚开始时电动机状态正常，说明电源及线路正常，但随之电动机发出“嗡嗡”声并转速下降，这是电动机缺相运行的症状。因此，可能是熔断器选取的熔体的额定电流值太小，在启动时即熔断一相熔丝而造成电动机缺相，电动机的缺相运行造成其绕组电流进一步增大，使另两相熔断器也相继熔断。（2）电动机星形连接启动时正

15、常，但转换成三角形连接运行后，就发出异常响声并转速骤降，继而熔断器熔断使电动机断电停车。电动机星形连接启动正常，说明该部分电路无误。而转换成三角形连接运行时异常，则应从该部分电路中寻找故障。最有可能的原因是：电动机三角形连接时的接线端接错，从而造成三角形连接时的三相电源相序与星形连接时相反，电动机在星形三角形转换后处于反接制动状态，产生过大的制动电流使三相熔断器熔断。（3）按下SB2，KT及KM2、KM1通电动作，电动机星形连接启动，但之后长时间线路无转换动作。这一般是由于时间继电器故障引起的，如果是空气阻尼式时间继电器，很可能是空气室进气孔阻塞，或是由于电磁铁与延时器顶杆相互位置不当造成的，

16、可按维修时间继电器的方法进行检修。这种故障如果不及时发现并排除，将会使电动机长时间星形连接运行，电动机会因长时间过载而损坏。（4）按下SB2，KT及KM1、KM2均通电动作，但电动机即发出异响，转轴向正反两个方向颤动； 立即按下SB1停车，在KM1、KM2释放时，灭弧罩内有较强的电弧。如果断开主电路进行检查，则控制电路工作正常。单独运行控制电路工作正常，说明问题不是出在控制电路，而很有可能出在主电路。电动机产生的故障现象说明是由于缺相引起的（由于缺相，电动机不能产生旋转磁场，所以启动时转轴向正反两个方向颤动，且单相启动大电流造成强电弧）。检查主电路的各熔断器和KM1、 KM2的主触点，如无问题

17、，则有可能是KM2主触点另一端的短接线松脱造成的，因该接线如果接触不良，会造成电动机的一相绕组未端未接入电路，使电动机单相启动。自耦变压器降压启动控制线路的故障诊断与排除控制线路如图4516所示，图(a)为手动控制线路，图(b)为自动控制线路。自耦降压启动器的常见故障为： 图4516 自耦变压器降压启动控制线路 (1)自耦降压启动器板到启动位置，电动机不能启动。出现这种情况有三种可能：主电路电源进线处有问题，如熔断器熔断、电源开关触点或接线接触不良，甚至电源无电压。应对相关电器、接线和电源进行检查。启动时的电源电压太低，电动机的启动转矩小于负载转矩。这时应调整自耦变压器抽头位置以提高二次电压。

18、在自动控制的自耦变压器降压启动线路中，如果有关的电器【如图4516 (b)中的KM1、KT、KA】损坏、触点接触不良或接线松动、断线等，也会使电动机不能启动。 (2)电动机在启动时运转正常，但在转换到运行位置时，电动机变为单相运行。这与星形-三角形连接转换线路的此类故障原因相似，可能是在运行位置时有一相触点接触不良，或者是在启动过程中有一相熔断器熔断。若为后者，在更换熔丝时应检查其规格是否合适。（3）电动机启动过程过快或过慢。较大的可能是自耦变压器二次侧电压过高或过低，可降低或者提高二次侧电压进行试验；如果变压器绕组匝间短路也会造成电动机启动过快或过慢，此时可将电动机的接线拆下，测量各相绕组抽

19、头的输出电压，若某相绕组输出电压明显偏高或偏低并伴有严重发热，则说明有短路故障，应更换线圈或变压器。应注意的是，自耦变压器若重新接线，要仔细检查，防止出现变压器一次侧与二次侧接反而出现高电压。例如自耦变压器二次侧抽头接在65%位置时，输入/输出电压应该为380/247V，若将变压器的一次、二次侧接反，则输出电压为585V，极易酿成事故。所以重新接线后要查线并空载测量变压器的输出电压。在自动控制线路中，如果时间继电器延时的时间过长或过短，也会使电动机启动过快或过慢，此时应重新整定延时时间。(4)手动补偿器不能停在“运行”位置上。其原因可能有四点：热继电器FR脱扣后，需要经过几分钟的恢复时间才能够

20、重新合闸。停止按钮SB、热继电器FR的动断触点接触不良。失压脱扣器线圈开路或电磁铁动、静铁心接触面有油污或异物造成不能吸合，应对其进行检修。手动补偿器的机械操作机构松动、磨损或弹簧失效等，造成手柄不能停在运转位置上。可检查操作机构，修理或更换有关部件。（5）手动补偿器工作时有不正常响声，或油箱发热。如果不正常响声来自变压器，可按变压器的有关故障处理方法进行处理。如果响声来自触点位置，一般是接触不良的触点间产生火花而发出的放电声。此时应检修触点，同时要检查油箱油面是否符合规定。如果响声为爆炸声同时油箱冒烟，则可能是触点有严重火花或有接地和短路现象，此时应立即停电检查。触点有灼伤时应予修整；接地或

21、短路时，短路点常有电弧灼焦的痕迹，应处理绝缘使之符合规定要求；在发生电弧短路或接地时，常常会引起绝缘油油质变坏，因此还要对油质进行检验，必要时应更换绝缘油。如果油箱发热，可能是绝缘油变质，应更换绝缘油。如果补偿器操作过于频繁或触点熔焊，也会造成油箱发热。这是因为自耦变压器的线圈是按短时工作制设计的，若操作过于频繁，会使线圈严重发热。此外，如果电动机功率过大，电动机的启动电流将很大，若合闸时燃弧次数过多，会引起触点熔焊，致使电动机不能从启动状态转换为运行状态，此时自耦变压器将长期处于通电状态，将导致变压器过热甚至烧毁。4绕线式异步电动机启动控制线路的故障诊断与排除以绕线式异步电动机转子串入三级启

22、动电阻、由时间继电器控制交流接触器分段切除的控制线路。以图4517所示线路为例，说明其常见故障及诊断方法。图4517 时间继电器控制绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路 (1)启动电阻过热启动电阻接在转子电路中的时间过长。启动电阻是为减小电动机的启动电流而短时间接入的，在启动结束、电动机的转速接近额定转速时应及时将电阻切除。如果不能及时切除，应检查线路及电器工作是否正常，如时间继电器KT1KT3能否正常延时，作短接电阻用的三个接触器KM2KM4工作是否正常， 特别是最后切除电阻的KM4，其主触点和自锁触点接触是否良好，等等。电阻器的容量较小或电阻器的通风条件不好，也会引起电阻器过热。此外，如

23、果电动机启动过于频繁，则电阻接入电路中的时间也相应较长，同样会使电阻器过热。在这种情况下，应适当增加电阻器的容量或改善其通风条件。 (2)电动机在启动时产生振动，而在运行时平稳无振动电动机在运行时正常而在启动时不正常，则故障应多在与启动控制相关的电路或电器中。如在启动时发生不正常的振动，则有很大可能是电动机启动时其转速跳跃。根据线路原理，电动机应在启动时分三级逐段切除电阻，逐步由串入电阻的两条人为特性曲线向自然特性曲线过渡，如果中间切除电阻的KM3及其控制的时间继电器KT2出现故障，则电动机在启动时的转速产生跳跃，会产生较大的振动，如果连接所拖动的机械，还会使机械传动机构（如减速箱）产生故障。

24、三、交流异步电动机制动控制线路的故障诊断与排除反接制动控制线路的故障诊断与排除交流异步电动机反接制动控制线路常用速度继电器来进行自动控制，其较典型的故障也常出自速度继电器，现以图4518所示线路为例说明：图4518 单向运转反接制动控制线路 (1)电动机启动、运行正常，但按下SB1时电动机断电继续惯性旋转，无制动作用。检查KM2，看其各触点及其接线有无问题；并检查SB1的动合触点。如果上述检查没有问题，则要检查速度继电器KV，如其触点接触不良，或胶木摆杆断裂，则进行修理或更换；如没有问题，可启动电动机，待其转速上升到一定值，观察KV的摆杆动作，如果发现摆杆摆向未使用的另一组触点，则说明是KV的

25、两组触点用错，应改接另一组触点。(2)电动机有制动作用，但在KM2释放时，电动机的转速仍较高。说明KM2释放太早。如有转速表可测量KM2释放时电动机的转速，一般应在100r/min左右为宜，若太高，可进行调节，方法是松开速度继电器KV的触点复位弹簧的锁定螺母，将弹簧的压力调小后再将螺母锁紧。重新观察制动的效果，反复调整。（3）电动机制动时，KM2释放后电动机发生反转。这是由于KV复位太迟引起的，原因是KV触点复位弹簧压力过小，应按上述方法将复位弹簧的压力调大，并反复调整试验，直至达到合适程度。2能耗制动控制线路的故障诊断与排除能耗制动是在电动机断开交流电源的同时，在电动机的定子绕组中通入直流电

26、源，以产生固定的磁场，从而将转子惯性转动的机械能转化成电能，又消耗在转子的制动上。因此，能耗制动控制线路需要直流电源，直流电源可由单相半波或桥式整流电路组成，图4519是单相桥式整流能耗制动控制线路。图4519 单相桥式整流能耗制动控制线路 常见故障有：(1)没有制动作用其原因通常是电动机断开交流电源后直流电源没有通入。可检查直流电源有没有问题； 接触器KM2和时间继电器KT的触点是否接触良好，及线圈有无损坏等。此外，如果制动的直流电流太小， 制动的效果也不明显。如无电路的故障，可调节可调电阻R调节制动电流。 (2)制动效果明显，但电动机容易发热。其原因有二：制动的时间过长。时间继电器KT未能在电动机停下来后及时地切断直流电源，而造成电动机定子绕组发热。应调节KT的延时长短。制动的直流电流太大。可调节R，取得合适的制动电流。一般可按电动机额定电流的1.5倍来估算制动电流，并根据实际制动效果进行调节。四、交流异步电动机调速控制线路的故障诊断与排除变极调速是通过改变定子空间磁极对数的方法来改变同步转速，从而达到调速的目的，采用专门用作变速的双速或三速异步电动机，控制方法有采用手动控制和采用时间继电器自动控制