1.6 电气设备故障检修方法
机床电气设备出现的故障，由于机床种类的不同而有不同的特点，但对于各类机床的电气故障，都可以运用基本检修方法进行检修。这些基本检修方法包括直观法、电压测量法、电阻测量法、对比法、置换元件法、逐步开路法、强迫闭合法和短接法等。实际检修时，要综合运用上述方法，并根据检修经验，对故障现象进行分析，快速准确地找到故障部位，采取适当方法加以排除。
1.6.1 直观法
直观法是根据电气故障的外部表现，通过目测、鼻闻、耳听等手段，来检查、判断故障的方法。
（1）检查步骤
①调查情况：向机床操作者和故障在场人员询问故障情况，包括故障外部表现、大致部位、发生故障时的环境情况（如有无异常气体、明火等，热源是否靠近电气，有无腐蚀性气体侵蚀，有无漏水等）、是否有人修理过、修理的内容等。
②初步检查：根据调查的情况，看有关电器外部有无损坏，连线有无断路、松动，绝缘有无烧焦，螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出，电器有无进水、油垢，开关位置是否正确等。
③试车：通过初步检查，确认不会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后，可进行试车检查。试车中要注意有无严重跳火、冒火、异常气味、异常声音等现象，一经发现应立即停车，切断电源。注意检查电机的温升及电器的动作程序是否符合电气原理图的要求，从而发现故障部位。
（2）检查方法及注意事项
①用观察火花的方法检查故障：电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花，因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电气故障。例如，正常紧固的导线与螺钉间不应有火花产生，当发现该处有火花时，说明线头松动或接触不良。电器的触点在闭合、分断电路时跳火，说明电路是通路，不跳火说明电路不通。当观察到控制电动机的接触器主触点两相有火花，一相无火花时，无火花的触点接触不良或这一相电路断路；三相中有两相的火花比正常大，另一相比正常小，可初步判断为电动机相间短路或接地；三相火花都比正常大，可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中，接触器线圈电路通电后，衔铁不吸合，要分清是电路断路，还是接触器机械部分卡住造成的。可按一下启动按钮，如按钮常开触点在闭合位置，断开时有轻微的火花，说明电路通路，故障为接触器本身机械部分卡住等；如触点间无火花，说明电路断路。
②从电器的动作程序来检查故障：机床电器的工作程序应符合电气说明书和图纸的要求，如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作，说明该电路或电器有故障。另外，还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判断故障。运用直观法，不但可以确定简单的故障，还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。
③注意事项：
a.当电气元件已经损坏时，应进一步查明故障原因后再更换，不然会造成元件的连续烧坏。
b.试车时，手不能离开电源开关，以便随时切断电源。
c.直观法的缺点是准确性差，所以不经进一步检查不要盲目拆卸导线和元件，以免延误时机。
1.6.2 测量电压法
（1）检查方法和步骤
①分阶测量法 如图1-33所示，当电路中的行程开关SQ和中间继电器的常开触点KA闭合时，按启动按钮SB1接触器KM1不吸合，说明电路有故障。检查时把万用表扳到电压500V挡位上（或用电压表），首先测量A、B两点电压，正常值为380V。然后按住启动按钮SB1不放，同时将黑色测试棒接到B点上，红色测试棒按标号依次向前移动，分别测量标号2、11、9、7、5、3、1各点的电压。电路正常的情况下，B与2两点之间无电压，B与11～1各点电压均为380V。如B与11间无电压，说明是电路故障，可将红色测试棒前移。当移至某点时电压正常，说明该点前开关触点是完好的，此点以后的开关触点或接线断路，一般是此后第一个触点（即刚刚跨过的触点）或连线断路。例如，测量到9时电压正常，说明接触器KM2的常闭触点或9所连导线接触不良或断路。究竟故障在触点上还是连线断路，可将红色测试棒接在KM2常闭触点的接线柱上，如电压正常则故障在KM2的触点上；如没有电压，说明连线断路。根据电压值来检查故障的具体方法见表1-3。
图1-33 电压的分阶测量法
表1-3 分阶测量法所测电压值及故障原因 V
在运用分阶测量法时，可以向前测量（即由B点向标号1测量），也可以向后测量（即由标号1向B点测量）。用后一种方法测量时当标号1与某点（标号2与B点除外）电压等于电源电压时，说明刚刚测过的触点或导线断路。
维修实践中，根据故障的情况也可不必逐点测量，而多跨几个标号测试点，如B与11、B与3等。
②分段测量法 触点闭合时各电器之间的导线，在通电时其电压降接近于零，而用电器、各类电阻、线圈通电时，其电压降等于或接近于外加电压。根据这一特点，采用分段测量法检查电路故障更为方便。电压的分段测量法如图1-34所示。按下按钮SB1时，如接触器KM1不吸合，按住按钮SB1不放，先测A、B两点的电源电压，电压在380V，而接触器不吸合说明电路有断路之处。可将红、黑两测试棒逐段或者说重点测相邻两标号的电压，如电路正常，除11与2两标号间的电压等于电源电压380V外，其他相邻两点间的电压都应为零。如测量某相邻两点电压为380V，说明该两点所包括的触点或连接导线接触不良或断路。例如，标号3与5两点间电压为380V，说明停止按钮SB2接触不良。当测量电路电压无异常，而11与2间电压正好等于电源电压时，接触器KM1仍不吸合，说明线圈断路或机械部分卡住。
图1-34 电压的分段测量法
对于机床电器开关及电器相互间距离较大、分布面较广的设备，由于万用表的测试棒连线长度有限，用分段测量法检查故障比较方便。
③点测法 机床电器的辅助电路电压为220V且零线接地的电路，可采用点测法来检查电路故障，如图1-35所示。把万用表的黑色测试棒接地，红色测试棒逐点测2、11、9等点，根据测量的电压情况来检查电气故障，这种测量某标号与接地电压的方法称为点测法（或对地电压法）。用点测法测量电压值及判断故障的原因见表1-4。
图1-35 电压的点测法
表1-4 点测法所测电压值及故障原因 V
（2）注意事项
①用分阶测量法时，标号11以前各点对B点应为380V，如低于该电压（相差20%以上，不包括仪表误差）则可视为电路故障。
②分段或分阶测量到接触器线圈两端11与2时，电压等于电源电压，可判断为电路正常；如不吸合说明接触器本身有故障。
③电压的三种检查方法，可以灵活运用，测量步骤也不必于过于死板，除点测法在220V电路上应用外，其他两种方法是通用的，也可以在检查一条电路时用两种方法。在运用以上三种方法时，必须将启动按钮按住不放才能测量。
1.6.3 测量电阻法
（1）检查方法和步骤
①分阶测量法 如图1-36所示，当确定电路中的行程开关SQ、中间继电器触点KA闭合时，按启动按钮SB1接触器KM1不吸合，说明该电路有故障。检查时先将电源断开，把万用表扳到电阻挡位上，测量A、B两点电阻（注意，测量时要一直按下按钮SB1）。如电阻为无穷大，说明电路断路。为了进一步检查故障点，将A点上的测试棒移至标号2上，如果电阻为零，说明热继电器触点接触良好。再测量B与11两点间电阻，若接近接触器线圈电阻值，说明接触器线圈良好。然后将两测试棒移至9与11两点，若电阻为零，可将标号9上的测试棒前移，逐步测量7-11、5-11、3-11、1-11各点的电阻值。当测量到某标号时电阻突然增大，则说明测试棒刚刚跨过的触点或导线断路。分阶测量法，既可从11向1方向移动测试棒，也可从1向11方向移动测试。
图1-36 电阻的分阶测量法
②分段测量法 如图1-37所示，先切断电源，按下启动按钮SB1，两测试棒逐段或重点测试相邻两标号（除2-11两点外）的电阻。如两点间电阻很大，说明该触点接触不良或导线断路。例如，当测得1-3两点间电阻很大时，说明行程开关触点接触不良。这种方法适用于开关、电器在机床上分布距离较大的电气设备。
图1-37 电阻的分段测量法
（2）注意事项 测量电阻法的优点是安全，缺点是测量电阻值不准确时容易造成判断错误，为此应注意以下几点：
①用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。
②如所测量的电路与其他电路并联，必须将该电路与其他电路断开，否则电阻不准确。
③测量高电阻器件时，万用表要扳到适当的挡位。在测量连接导线或触点时，万用表要扳到R×1的挡位上，以防仪表误差造成误判。
1.6.4 对比法、置换元件法、逐步开路（或接入）法
（1）检查方法和步骤
①对比法：在检查机床电气设备故障时，总要进行各种方法的测量和检查，把已得到的数据与图纸资料及平时记录的正常参数相比较来判断故障。对无资料又无平时记录的电器，可与同型号的完好电器相比较，来分析检查故障，这种检查方法叫对比法。
对比法在检查故障时经常使用，如比较继电器、接触器的线圈电阻、弹簧压力、动作时间、工作时发出的声音等。
电路中的电气元件属于同样控制性质或多个元件共同控制同一设备时，可以利用其他相似的或同一电源的元件动作情况来判断故障。例如，异步电动机正反转控制电路，若正转接触器KM1不吸合，可操纵反转，看接触器KM2是否吸合，如吸合，则证明KM1电路本身有故障。再如反转接触器吸合时，电动机运转，可操作电动机正转，若电动机运转正常，说明KM2主触点或连线有一相接触不良或断路。
②置换元件法：某些电器的故障原因不易确定或检查时间过长时，为了保证机床的利用率，可置换同一型号性能良好的元器件试验，以证实故障是否由此电器引起。
运用置换元件法检查时应注意，当把原电器拆下后，要认真检查是否已经损坏，只有肯定是由于该电器本身因素造成损坏时，才能换上新电器，以免新换元件再次损坏。
③逐步开路法（或接入）法：多支路并联且控制较复杂的电路短路或接地时，一般有明显的外部表现，如冒烟、有火花等。电动机内部或带有护罩的电路短路、接地时，除熔断器熔断外，不易发现其他外部现象，这种情况可采用逐步开路（或接入）法检查。
逐步开路法：遇到难以检查的短路或接地故障，可重新更换熔体，把多支路并联电路，一路一路逐步或重点地从电路中断开，然后通电试验。若熔断器不再熔断，故障就在刚刚断开的这条断开的支路上。然后再将这条支路分成几段，逐段地接入电路。当接入某段电路时熔断器又熔断，故障就在这段电路及其所包含的电气元件上。这种方法简单，但容易把损坏不严重的电气元作彻底烧毁。为了不发生这种现象，可采用逐步接入法。
逐步接入法：电路出现短路或接地故障时，换上新熔断器逐步或重点地将各支路一条一条地接入电源，重新试验。当接到某段时熔断器又熔断，故障就在这条支路及其所包含的电气元件上。
（2）注意事项 逐步接入（或开路）法是检查故障时较少使用的一种方法，它有可能使故障的电器损坏得更严重，而且拆卸的线头特别多，很费力，只在遇到较难排除的故障时才用这种方法。在用逐步接入法排除故障时因大多数并联支路已经拆除，为了保护电器，可用较小容量的熔断器接入电路进行试验。对于某些不易购买且尚能修复的电气元件，出现故障时，可用欧姆表或兆欧表进行接入或开路检查。
1.6.5 强迫闭合法
在排除机床电气故障时，经过直观检查后没有找到故障点而手中也没有适当的仪表进行测量，可用一绝缘棒将有关继电器、接触器、电磁铁等用外力强行按下，使其常开触点或衔铁闭合，然后观察机床电器部分或机械部分出现的各种现象，如电动机从不转到转动，机床相应的部分从不动到正常运行等。利用这些外部现象的变化来判断故障点的方法叫强迫闭合法。
（1）检查方法和步骤
①检查一条回路的故障：在异步电动机控制电路（如图1-38所示）中，若按下启动按钮SB1接触器KM1不吸合，可用一细绝缘棒或绝缘良好的螺钉旋具（注意：手不能碰金属部分），从接触器灭弧罩的中间孔（小型接触器用两绝缘棒对准两侧的触点支架）快速按下然后迅速松开，可能有如下情况出现：
图1-38 接触器降压启动控制电路
a.电动机启动，接触器不再释放，说明启动按钮SB1接触不良。
b.强迫闭合时，电动机不转但有“嗡嗡”的声音，松开时看到三个触点都有火花，且亮度均匀。原因是电动机过载或辅助电路中的热继电器FR常闭触点跳开。
c.强迫闭合时，电动机运转正常，松开后电动机停转，同时接触器也随之跳开，一般是辅助电路中的熔断器FU熔断或停止、启动按钮接触不良。
d.强迫闭合时电动机不转，有“嗡嗡”声，松开时接触器的主触点只有两触点有火花。说明电动机主电路一相断路或接触器一主触点接触不良。
②检查多支路自动控制电路的故障：在多支路自动控制降压启动电路（如图1-38所示）启动时，定子绕组上串联电阻R，限制了启动电流。在电动机上升到一定数值时，时间继电器KT动作，它的常开触点闭合，接通KM2电路，启动电阻R自动短接，电动机正常运行。如果按下启动按钮SB1接触器不吸合，可将KM1强迫闭合，松开后看KM1是否保持在吸合位置，电动机在强迫闭合瞬间是否启动。如果KM1随绝缘棒松开而释放，但电动机转动了，则故障在停止按钮SB2、热继电器FR触点或KM1本身。如电动机不转，故障在主电路熔断器或电源无电压等。如KM1不再释放，电动机正常运转，故障在启动按钮SB1和KM1的自锁触点。
当按下启动按钮SB1时，KM1吸合，时间继电器KT不吸合。故障在时间继电器线圈电路或它的机械部分。如时间继电器吸合，但KM2不吸合，可用小螺丝刀（螺钉旋具）按压KT上的微动开关触杆，注意听是否有开关动作的声音，如有声音且电动机正常运行，说明微动开关装配不正确。
（2）注意事项 用强迫闭合法检查电路故障，如运用得当，简单易行；但运用不好也容量出现人身和设备事故，所以应注意以下几点：
①运用强迫闭法时，应对机床电路控制程序比较熟悉，对要强迫闭合的电器与机床机械间部分的传动关系比较了解。
②用强迫闭合法前，必须对整个故障的电气设备、电器做仔细的外部检查，如发现以下情况，不得用强迫闭合法检查：
a.具有联锁保护的正反转控制电路中，两个接触器中有一个未释放，不得强迫闭合另一个接触器。
b. Y-△启动控制电路中，当接触器KM△没有释放时，不能强迫闭合其他接触器。
c.机床的运动机械部作已达到极限位置，又弄不清反向控制关系时，不要随便采用强迫闭合法。
d.当强迫闭合某电器可能造成机械部分（机床夹紧装置等）严重损坏时，不得用强迫闭合法检查。
e.用强迫闭合法时，所用的工具必须有良好的绝缘性能，否则会出现比较严重的触电事故。
1.6.6 短接法
机床电路或电器的故障大致归纳为短路、过载、断路、接地、接线错误、电器的电磁及机械部分故障等六类。诸类故障中出现较多的为断路故障，它包括导线断路、虚连、松动、触点接触不良、虚焊、假焊、熔断器熔断等。对这类故障除用电阻法、电压法检查外还有一种更为简单可靠的方法，就是短接法。方法是用一根良好绝缘的导线，将所怀疑的断路部位短路接起来，如短接到某处，电路工作恢复正常，说明该处断路。
（1）检查方法和步骤
①局部短接法：局部短接法如图1-39所示。当确定电路中的行程开关SQ和中间继电器常开触点KA闭合时，按下启动按钮SB1，接触器KM1不吸合，说明该电路有故障。检查时，可首先测量A、B两点电压，若电压正常，可将按钮SB1按住不放，分别短接1-3、3-5、5-7、7-9、9-11和B-2。当短接到某点，接触器吸合，说明故障就在这两点之间。具体短接部位及故障原因见表1-5。
图1-39 局部短接法
表1-5 短接部位及故障原因
②长短接法：长短接法（图1-40）是指一次短接两个或多个触点或线段来检查故障的方法。这样做既节约时间，又可弥补局部短接法的某些缺陷。例如，两触点SQ和KA同时接触不良或导线断路，用局部短接法检查电路故障的结果可能出现错误的判断。而用长短接法一次可将1-11短接，如短接后接触器KM1吸合，说明1～11这段电路上一定有断路的地方，然后再用局部短接的方法来检查，就不会出现错误判断的现象。
图1-40 长短接法
长短接法的另一个作用是把故障点缩小到一个较小的范围之内。总之应用短接法时可长短接合，加快排除故障的速度。
（2）注意事项
①应用短接法是用手拿着绝缘导线带电操作的，所以一定要注意安全，避免发生触电事故。
②应确认所检查的电路电压正常时，才能进行检查。
③短接法只适于压降极小的导线、电流不大的触点之类的短路故障。对于压降较大的电阻、线圈、绕组等断路故障，不得用短接法，否则就会出现短路故障。
④对于机床的某些要害部位，要慎重行事，必须在保障电气设备或机械部位不出现事故的情况下使用短接法。
⑤在怀疑熔断器熔断或接触器的主触点断路时，先要估计一下电流，一般在5A以下时才能使用，否则容易产生较大的火花。