浅析电工电子综合试验台故障原因
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摘 要：电工电子综合试验台是各大学院电工电子专业实验实训的主要设备，它的性能好坏和运行状况是否良好，不仅直接影响学生的实验实训效果，同时对学生的专业基础知识的学习有很大的影响。然而，实验台在长期使用过程中不可避免的会出现一些故障，为了保证学院电工电子专业学生实验的顺利进行，延长试验台的使用寿命，要经常对试验台进行技术维护，并对其产生的各种故障进行检修，掌握具体的检修方法和原则。基于以上原因，本文主要分析探讨了实验台常见故障产生原因及检修方法，并做相应的维修记录，为电工电子专业师生提供检修参考依据。
关键词：电工电子；试验台；故障原因；检修方法
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.130
为了满足电工电子专业教学实验实训的需求，学院和许继集团共同研发了电工电子综合试验台，整个综合试验台呈单元模块化，在一个试验台上不仅能完成电工基础知识的基本实验，同时还能完成模拟电路和数字电路的基本实验，在一般电工试验台的基础上增添了函数信号发生器，频率计等仪器。综合布局结构合理，条理清晰。实验室共配备了24台综合试验台，对电工学基础知识和电子电路分析教学提供了极大的方便，同时也提高了学生学习专业课的积极性。由于这些设备在教学实习中使用频率较高，在使用过程中由于环境因素和操作不当，不可避免的会造成设备出现各种各样的故障，针对这些故障，作为实训指导老师或实验室管理人员应及时发现并排除故障，是保证实验设备正常运行和实验实训教学的关键。
1 故障类型分析
电工电子综合试验台根据实际使用情况和出现故障的现象，故障产生的原因大概分为以下三种类型：
第一种是学生在实习过程中由于操作不当或误操作导致的人为故障，这种故障现象比较明显，故障原因容易判断，易于排除。
第二种是由于环境因素比如空气环境湿度较大，引起元件引脚氧化产生松动脱焊，对于有触点的元器件，如交直流接触器，继电器等，很容易造成接触不良。
第三种就是元件自身质量问题或长时间使用使元件老化引起的故障，特别是电解电容容量减小或失容致使电路不能正常工作，使实验操作不成功等，这种故障现象比较隐蔽，要通过细致的观察和分析，或者通过相关的仪表或仪器进行检测才能真正找到原因，所以在判断上难度稍大一些。
在实验过程中，不论是遇到什么样的故障类型，首先要根据故障现象和性质，分析故障产生的原因类型。
2 各类型常见故障现象及检修方法
2.1 人为因素引起故障现象及原因
对于人为因素的故障一般会有元件发热严重，甚至冒烟，元件烧毁等现象，并伴有刺激性气味产生，或噪音增大，剧烈振动等异常现象。同时，电压表显示会下降，电流表显示增大较多。如果在操作过程中出现这种现象，应及时切断电源，防止故障进一步扩大，影响到电路中的其它元件。分析这种故障现象一般是人为因素造成电路短路，元件选择错误，特别是色环电阻的识别，由于学生刚接触专业课，往往在识别色环时颜色判断不准确，很容易将小阻值电阻当做大阻值电阻安装在电路中。尤其是对五环电阻的识别错误是每届学生共同的弱点。这样安装后的电路，通电后必然会产生较大的电流，使元件迅速发热甚至冒烟烧毁，同时对后级电路也会造成很大的影响。此时，应立即断开电源，拆掉损坏元件，并根据实验要求查找原理图中对应的元件参数，看是否跟实验原理图中要求的参数是否一致，若不同则予以更换。
其次是对三极管极性的判断错误，也是造成此类故障的主要原因。
2.2 环境因素引起的故障现象及原因
对于环境因素引起的故障现象，虽说不像人为因素那样明显，但仔细观察，一般会有轨迹可循。
（1）比如由于环境潮湿而引起的故障经常会造成接触不良，电路时好时坏，特别是各种带有触点的元器件，如各种类型的交直流接触器触点、交直流继电器常开触点等很容易氧化，这类电器元件触点氧化后一般会造成通电后触点不吸合，或者是触点虽能吸合但是电路不能工作，这种现象在实际的实验过程中是经常出现的，特别是实验室在一楼的，更容易出现这类故障。若接触器控制的负载是三相交流电动机，如果有一相不能导通，会使三相电机因缺相而烧毁。接触器内部复位弹簧氧化后，弹簧弹力不够，断电后不能及时使触点复位，造成负载电器不能及时断开电源，对电路和人身安全造成很大威胁。对于这些故障现象，实习指导老师和实验员更应该及时发现并给予更换，避免在实验实训过程中出现重大教学事故，危及人身安全。对于象接触器这样较大的元器件，为了节约维修费用，可以把接触器拆下来，对接触器进行有序拆解，将触点取出来用120目以上的细砂纸进行打磨处理，再进行组装仍然可以使用。这种检修方式是我们一直提倡的，這样做不仅节约了检修费用，降低维修成本，还可以指导学生一起进行，对学生动手能力的提高还有很大的促进作用，使学生不仅学习了理论知识，还对元器件的内部结构有了一定的了解和掌握，对学生学习专业课起到极大的推动作用和效果。
（2）可调元件因潮湿氧化后，也会使电路工作不稳定。而且在试验台上，可调元件应用范围较大，如试验台上的直流输出可调电源，输出电压在0—30V之间连续可调；直流输出可调电流在0—2A之间连续可调，0.1—30MHz函数信号发生器，频率计等这些仪器仪表都离不开可调元件，这些可调元件氧化接触不良往往使输出的电压或电流处于不稳定状态，这样不稳定的电压或电流是没办法完成实验实训的教学任务，即使勉强做完实验，实验的结果也不准确，实验数据误差较大，达不到实验的真实目的。
其中最常见故障就是数码显示电压表读数显示不稳定，当电压表调节电位器本身由于氧化而造成的接触不良，是电压表读数显示不稳定的主要原因，这种故障要及时更换电位器。有时候我们也常采用酒精清洗的方法来解决，但是电位器氧化后即使把氧化层清洗掉，电位器的阻值仍不会很稳定，主要是因为电位器内部马蹄片长时间旋转后弹力下降，不能很好的和碳膜紧压在一起，最好的根除方法就是更换同型号同参数的电位器，这样才能确保仪表的灵敏度和精确性。 （3）由于各电路都采用模块化，因此模块与模块之间的连接端子线和排线插头以及插孔的氧化也不容忽视，氧化严重时会造成接触电阻增大，降低电路中的电压或电流，同样会使实验不准确。
3 元件自身问题及老化引起的故障现象及原因
对于元件自身质量问题和因长时间使用引起元件老化而产生的故障，则会更加隐蔽。
（1）最常见的就是电解电容，由于长时间工作会使内部电解液逐渐干枯，电解电容容量变小甚至失容，这种电容如果是用在电源滤波电路中，会使直流电输出波纹增大，直流电压下降，对电路干扰比较严重，甚至导致电路不能正常工作。若是在耦合电路中，则会使耦合信号变弱或者使耦合信号中断，使后级负载电路无法工作。对此类元件要及时更换，以免对电路产生影响。
（2）小瓷片电容在电路中也会经常出现容量减小或失容现象，这种电容在电路中一般都是起旁路作用或做高频信号滤波作用，所以当电容出现问题，对电路几乎没有特别的影响，这就需要实验指导老师或实验管理人员有丰富的理论知识和检修经验，才能根据实验操作过程中出现的细微现象找出故障元件，确保实验的有效性和准确性。
（3）电阻在电路中也会出现不同的老化问题，除了极个别特殊情况电阻阻值会变小外，一般电阻在使用一段时间后会出现不同程度的阻值变大的情况，有时也会有开路现象。在电工电子综合试验台上，电阻是应用最多的元件，也是出现故障率最高的元件。如果在实验过程中出现一个电路多次实验结果都不能达到实验的目的和要求，就要对单元模块中相关的电阻进行检测，判断其阻值是否和原理图标注相一致，否则就要进行更换，确保实验能够顺利进行。
4 总结
以上是对电工电子综合试验台常见故障产生的原因进行分析和判断，为实验人员和学生提供一些分析方法和维修经验。当然不同元件在不同的电路中出现故障的形式和产生的原因也会有所不同，在实际试验中，应根据具体故障现象，分析其具体原因。通过对实验设备进行不断地维护和检修，才能使实验设备的使用处于正常运行模式，最大限度的利用实验设备，保证教學实习的正常进行。同时，对实验室的建设和发展起到一定的积极推动作用。
参考文献：
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