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摘要：工程机械在我国制造业中发展较为迅速，且相对平稳，市场前景和经济效益都十分可观。电气系统就好比是工程机械的“神经网络”，对整个工程机械发挥着重要作用。因此，在整个工程机械设计工作中，最重要的是对电气系统进行设计。文章一方面阐述了电气系统的设计方法，另一方面对电气系统出现的故障及处理方法进行了总结分析。
关键词：工程机械；电气系统；故障；处理方法
1工程机械电气系统的设计方法与步骤
工程机械中电气系统的设计要求十分严格，因为一旦设计不合理，将会对整个机械设备造成安全隐患使得机械设备电器件无法正常的进行工作。因此，在对电气系统进行设计工作时必须充分考虑它的安全性能，并对电器件型号、成本、性能等方面的因素进行综合考虑。机械工程电气系统设计一般分为五个步骤，如图1所示。
第一步：设计原理图。在电气系统设计工作中，原理图的设计是非常关键的一个步骤，主要包括电器件符号和标志的设计。在对电器将的符号和标志进行设计工作时，必须按照国家的相关标准，采用使用较为普遍的标志和符号代替相应的电器件。除此之外，由于电气系统中电路十分复杂，在进行原理图设计时，通常会将线束中使用的插件和插件孔位进行表示。通常在对整个机械设备的原理图进行设计工作时，应该首先确定各个系统的实际需求再进行合理的构思和绘制。
第二步：成本控制。在电气系统的设计工作中，成本控制是非常重要的一个步骤。首先应该对整体的费用进行初步预算，然后根据机械设备对电气系统的技术要求和机械设备工作的具体环境进行综合考虑，选择出性价比最高的电器配件。例如，3吨重的电气系统，其成本一般控制在4000-5000元之间较为合适。
第三步：选择电器件。在电气系统设计中，常用的电气配件有仪表、蓄电池和灯具。在选购这些电器件时，必须选择符合国家标准的产品，并充分考虑产品的成本及通用性能，然后根据自己的实际需求购买合适的电器件。
第四步：设计线束。在电气系统设计中，对线束的设计十分复杂，是非常关键的一个步骤。在进行线束设计工作时，应该根据整个机械设备的结构进行合理的布局，并充分考虑保护线束的方法。
第五步：设计装备配置。电气系统中装配的设计和线束设计相同，也要根据整个机械设备的结构进行设计。除此之外还要充分考虑设计的合理性。
2机械电气设备故障分析
2.1回路电缆三相短路故障
回路电缆的三相短路故障大多发生在高压绕线式的电机转子中，因为高压电机在启动的过程中，电流的增加幅度比较大，而且，在电机启动时也比正常启动时的转速要快，在这种情况下可以采取紧急停机的措施来确定故障的发生点以及发生的原因。机械出现这类现象通过仪表仪器的测量可以清楚的发现这是三相短路的故障，而具体的故障点要对电缆的绝缘层以及保护套进行检查才会确定，一般情况下发生这类的故障，在电缆线路上都会因为线路过热使得绝缘层以及保护套出现碳化变色的现象。造成回路电缆三相短路故障的主要原因出在电机自转的引线铜芯上，可能是施工安装的过程中受到破坏，也可能是质量缺陷等。回路电缆三相短路故障如果不能及时得到控制，不仅会对线路造成烧断的故障，甚至会对机械带来一定的安全隐患。
2.2电机起动电抗器烧损故障
本文主要以高压鼠笼式的电机为例，这也是机械电气设备中较为常用的电机。电抗器发生故障的最大特点就是冒烟并伴有材料烧焦的气味，一般情况下，这类故障现象多是由于高压起动使电抗器起火。对电抗器故障的检测主要从两方面进行：一是要从电抗器自身的绝缘情况检查，是否因为绝缘老化，泄漏电流过大过热而引起的起火现象；二是对高压真空接触器的触头进行检测，在短接电抗器的过程中，都会应用到高压真空接触器，如果接触器的触头出现接触不良的话，就会导致电抗器线圈的分电流过大，出现过热的现象而引起冒烟，甚至会造成电抗器烧毁。以上两种情况下都会导致电机起动电抗器烧损故障的发生。
3机械电气设备故障的处理方法
3.1回路电缆三相短路故障的处理方法
回路电缆三相短路的故障如果不进行及时的处理，势必会造成线路甚至机械的电气设备故障，应急处理措施也显得非常重要。在电缆三相短路故障发生后，正常的故障处理方法是要将发生故障线路的铜芯电缆替换成新的线路，而一般的备用材料都没有同种类型的电缆线路，这就要涉及到临时采购，但是，整个处理过程会消耗大量的时间，为了机械电气设备的安全运行，必须长时间停机，如果企业的生产任务赶时间的话，势必会对生产企业造成较大的经济损失。为了保证生产进度又不会使机械电气设备造成损伤，需要做好相关的应急处理方案，也就是一套完整、有效、快速的应急预案。首先，通过人工气焊的方式将线路的通电导体连接起来，然后再利用现有的电机绝缘材料将连接的电缆导体包起来，通过这种方式来增加电缆线路的绝缘、耐热的性能；其次，要制作两个电缆支架，要求支架具备绝缘性能，再将其安装到电缆沟里面，将三相导体平行的安放在架设的电缆支架上，通过这种方式来提高电缆的散热条件，这样就能保证机械电气设备的正常运行。通过实践证明，该种对三相短路应急的处理措施，能够有效地对电气设备进行处理，并能在较短的时间内恢复电气设备的正常运行，不仅为生产企业节约了大量的维修成本，同时还确保产品的生产进度。
3.2电机起动电抗器烧损故障的处理方法
电抗器出现故障对机械电气设备都会产生一定的影响，因此，应对此故障进行及时的处理，否则会造成严重的损失。可以通过继电保护器的操作来完成应急处理，主要是对保护定值进行调整，将其调高，这样才能对电压电机的分路实施相应的保护措施，从而及时对电抗器烧损故障进行处理，另外，如果是在高压的状态下出现故障的话，可以通过启动高温风机来对电机实施降温，这样可以有效地降低电机运行的内部温度，对电抗器过热容易出现烧损的现象进行有效的处理，从而避免电机发动电抗器烧损的现象发生。
4机械电气设备故障常见的判断方法
4.1直观诊断法
对机械电气设备故障的直观诊断法，是最常用的一种诊断方法。在电气设备发生故障之后，大多都会产生异常的现象，如冒烟、有异味、噪音等，这些是可以直接通过人体的视觉、嗅觉以及听觉感觉出来的，通过对电气设备发生异常现场的分析来确定其故障原因。但是，在使用直观诊断法时，对工作人员的经验也有着一定的要求，要求经验丰富，可以分辨各个异常现象的原因，以及故障的大致位置，通过这种方式能缩小故障范围，再对其范围进行有效的检查，从而确定故障的位置，并根据具体的实际情况来制定相关的应急处理方案，最快地解决机械电气设备故障。
4.2分析诊断法
机械电气故障有很多现象都是直观诊断法无法准确诊断出来的，对此要采用分析诊断法对电气故障进行检查和诊断。该诊断方式主要是从机械电气的主电路入手，同时需要工作人员熟练地掌握接触器主触头的连接方式，这样才能有效地观察出电机是否具有正反转的控制，再对具体情况进行分析，是否需要使用降压启动的方式来分析电机是否出现制动等现象，最后对机械电气的控制线路进行分析，从而判断出电气故障所在的位置。另外，在对电气设备故障进行分析时，可以通过一些试验方法来提高诊断的准确精度，当然，在进行试验时，要保证不损伤机械的电气设备以及元件和线路。
5结束语
综上所述，在机械电气设备故障的处理方面，首先要进行机械电气故障的分析工作，通过有效的分析，积极地查找机械电气设备故障的原因，并且采取针对性的措施进行处理，有助于减少机械电气设备故障的发生率，提高机械电气设备的应用效率。
参考文献
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[2]邵文博，陈兵.浅析工程机械电气系统设计和常见故障介析的方法[J].叉车技术，2013（01）:27-30.