Tìm lỗi trong mạch rơle-công tắc tơ. Phần 1

Thợ điện thuộc các ngành nghề khác nhau sản xuất, lắp đặt, cấu hình, sửa chữa và bảo trì các thiết bị điện khác nhau. Trong trường hợp này, một phần không thể thiếu trong công việc của họ là tìm kiếm các khiếm khuyết. Khó có thể đánh giá quá cao nhu cầu phát hiện và loại bỏ các khuyết tật kịp thời, bởi vì thiết bị điện càng hoàn hảo và hiệu quả thì thiệt hại kinh tế do thời gian ngừng hoạt động hoặc sử dụng không hợp lý của thiết bị càng lớn, ngay cả trong thời gian ngắn. Đây là lý do tại sao khả năng của thợ điện trong việc phát hiện các khuyết tật trong các thiết bị điện khác nhau là rất quan trọng.

Sơ đồ từ được sử dụng để biểu thị tài liệu về lắp đặt điện hoặc sản phẩm điện. Trong trường hợp cần tham khảo tài liệu nào thì từ đó sẽ thêm từ giải thích chỉ lược đồ đang xét.

Nếu mạch của công tắc tơ rơle (nói ngắn gọn, trong tương lai là sản phẩm hoặc đối tượng) đáp ứng tất cả các yêu cầu được thiết lập trong tài liệu, thì theo thông lệ, nó đang ở trong tình trạng tốt... Khi không có như vậy thư từ, sau đó họ nói về các sản phẩm bị lỗi hoặc cho nó bị trục trặc.

Việc chuyển đổi sản phẩm từ trạng thái hoạt động sang trạng thái bị lỗi xảy ra do lỗi. Từ khiếm khuyết được sử dụng để chỉ ra bất kỳ sự không tuân thủ cá nhân nào của sản phẩm với các yêu cầu được thiết lập cho nó trong tài liệu.

Từ các định nghĩa, không thể loại bỏ lỗi trong sản phẩm, nhưng có thể loại bỏ lỗi trong sản phẩm. Nếu là cái duy nhất, thì sản phẩm sẽ chuyển sang trạng thái thẳng đứng.

Các khiếm khuyết trong một sản phẩm có thể xảy ra vào những thời điểm khác nhau trong vòng đời của nó — trong quá trình sản xuất, lắp ráp, điều chỉnh, vận hành, thử nghiệm, sửa chữa và gây ra những hậu quả khác nhau.

Các hậu quả được phân biệt là các khiếm khuyết nghiêm trọng, đáng kể và nhỏ.

Sự hiện diện của các lỗi nghiêm trọng làm cho mục đích sử dụng của sản phẩm là không thể hoặc không thể chấp nhận được.

Ví dụ 1. Khiếm khuyết nghiêm trọng.

Là một sản phẩm ví dụ, chúng tôi chọn rơle DC cho điện áp danh định là 110 V, có cuộn dây có wx = 10.000 vòng và điện trở của nó Rx = 2200 Ohm.

Các thông số khác: dòng điện định mức Inom = 0,05 A, dòng điện vận hành Israb = 0,033 A, hệ số an toàn Kzsh = 1,5, định mức MDS (lực truyền động từ tính) Aw = 500 A.

Giả sử có một khuyết tật trong cuộn dây làm đoản mạch 90% số vòng dây và giảm điện trở của cuộn dây xuống R2 = 220 Ôm (giả sử rằng tất cả các vòng dây đều có cùng chiều dài).

Ở điện áp 110 V, điện trở này sẽ tương ứng với dòng điện I2 = 0,5 A và MDS Aw2 = l2 * w2 = 0,5 • 1000 = 500 A.

Mặc dù các số liệu cho thấy rằng giá trị của MDS sẽ không thay đổi và rơle sẽ có thể hút phần ứng của nó, nhưng bất kỳ hoạt động liên tục nào của rơle với lỗi như vậy là không thể, bởi vì sau khi đặt điện áp định mức vào cuộn dây bị lỗi, cuộn dây sẽ bị hỏng. dây bị quá tải dòng điện gấp 10 lần sẽ cháy gần như ngay lập tức.

Các khuyết tật nghiêm trọng hạn chế khả năng sử dụng sản phẩm cho mục đích đã định hoặc làm giảm độ bền của sản phẩm (xem ví dụ 6).

Ví dụ 2. Khuyết tật lớn

Giả sử có một lỗi trong cuộn dây rơle được thảo luận trong Ví dụ 1 khiến 20% số vòng bị đóng, nghĩa là 8000 vòng vẫn hoạt động trong đó.

Giả sử rằng tỷ lệ giữa số vòng dây và điện trở của cuộn dây vẫn tỷ lệ thuận, điện trở của cuộn dây bị lỗi có thể được xác định là R3 = 1760 ôm.

Điện trở ở 110 V này sẽ giới hạn dòng điện qua cuộn dây ở mức I3 = 0,062 A.

Do đó, MDS Aw3 = 0,062 • 8000 = 496 A.

Do đó, ngay cả với khiếm khuyết này, MDS sẽ đủ để vận hành rơle, nhưng việc tăng dòng điện qua cuộn dây lên gần 25% sẽ khiến cuộn dây quá nóng vượt quá mức cho phép đối với cách điện của nó và làm hỏng rơle sớm , mặc dù nó sẽ có thể làm việc trong một thời gian.

Nếu sự hiện diện của một lỗi không ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm, thì nó được gọi là lỗi nhỏ.

Ví dụ 3. Lỗi nhỏ

Trong cuộn dây rơle, các tham số được đưa ra trong ví dụ 1, 5% số vòng là ngắn, điện trở của nó xấp xỉ bằng 2090 Ohm.

Điện trở này sẽ giới hạn dòng điện trong cuộn dây ở giá trị I4 = 0,053A, tương ứng với MDS Aw4 = Um W4 = 503 A.

Cho rằng tài liệu về rơle có dung sai 10% đối với dòng định mức, tức là. Inom max = 0,055 A, thì dòng điện tăng 0,003 A không thể được quy cho một lỗi trong rơle hoặc cuộn dây của nó một cách hợp lý, vì I4 < Inom max.

Do dòng điện tăng không vượt quá mức cho phép đối với rơle này nên lỗi gây ra không ảnh hưởng đến hoạt động của rơle.

Các ví dụ được xem xét cho thấy rằng không chỉ các lỗi khác nhau mà cả cùng một loại lỗi (trong trường hợp của chúng tôi là ngắn mạch của các cuộn dây) có thể gây ra những hậu quả khác nhau. Sự hiện diện đơn thuần của một khiếm khuyết trong một sản phẩm không phải lúc nào cũng ảnh hưởng đến khả năng thực hiện các chức năng của nó.

Để hỗ trợ cho những điều trên, chúng tôi sẽ đưa ra một ví dụ trong đó một chuỗi đèn điện được coi là một đối tượng. Đối tượng khá đơn giản này sẽ được sử dụng trong một vài ví dụ nữa khi xem xét các vấn đề công nghệ cơ bản của việc tìm lỗi.

Sự đơn giản của đối tượng sẽ cho phép, không bị phân tâm khỏi việc giải thích nguyên tắc hoạt động của nó và các quá trình diễn ra trong đó, chỉ chú ý đến các câu hỏi tìm kiếm khuyết điểm.

Ví dụ 4. Những biểu hiện khác nhau của cùng một khuyết điểm.

Để đối tượng là một chiếc đèn xách tay (Hình 1, a) bị đoản mạch giữa các cực của đèn.

Cơm. 1 Biểu hiện khác nhau của cùng một khuyết điểm: a — ở đèn di động, b — ở vòng đèn điện

Khi đấu nối bộ đèn với nguồn điện sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch trong nguồn. Trong trường hợp này, từ quan điểm về hậu quả, ngắn mạch trong đèn là một lỗi nghiêm trọng.

Một vật thể khác là một vòng đèn điện (Hình 1, b). Lỗi tương tự trong đối tượng này có thể dẫn đến những hậu quả khác nhau tùy thuộc vào số lượng đèn trong vòng hoa.

Đặc biệt, với 25-30 đèn trở lên và tổng điện áp định mức của chúng vượt quá điện áp nguồn, việc đoản mạch ở một trong các đèn sẽ không dẫn đến tăng điện áp trên điện áp cho phép đối với từng đèn đang hoạt động khác và để tăng đáng kể độ sáng trên các đèn khác.

Mặc dù bên ngoài, cả hai khuyết tật đều biểu hiện giống nhau (không thắp sáng đèn bị lỗi), do đó, một trong các đèn của vòng hoa bị đoản mạch không dẫn đến đoản mạch nguồn điện và đối với toàn bộ vòng hoa đó là, theo phân loại được chấp nhận, khiếm khuyết nhỏ.

Ngoài các trạng thái có thể sử dụng được và bị lỗi trong chẩn đoán kỹ thuật, còn có sự phân biệt giữa trạng thái hoạt động và trạng thái không hoạt động.

Một sản phẩm hiệu quả được coi là có khả năng thực hiện các chức năng được chỉ định của nó trong khi duy trì các giá trị của các tham số được chỉ định trong các giới hạn được xác định trước.

Nếu không, sản phẩm không hoạt động.

Mặc dù mọi sản phẩm được bảo dưỡng đều được bảo dưỡng đồng thời, nhưng không phải lúc nào cũng có thể nói rằng một sản phẩm có thể bảo dưỡng được là có thể bảo dưỡng được.

Ví dụ 3, 4 cho thấy phế phẩm cũng có thể thực hiện chức năng được giao.

Việc vi phạm khả năng sử dụng của sản phẩm trong khi vẫn duy trì khả năng hoạt động của nó xảy ra do hư hỏng và trong trường hợp trục trặc - do hư hỏng.

Từ các định nghĩa trên, mặc dù lỗi của sản phẩm là do sản phẩm có một số lỗi nhất định, nhưng bản thân việc xảy ra lỗi không phải lúc nào cũng dẫn đến lỗi (xem ví dụ 3, 4).

Các hư hỏng không liên quan đến sự cố của các phần tử khác được gọi là độc lập và xảy ra do một phần tử khác - phụ thuộc.

Ví dụ 5. Tùy duyên từ chối.

Một số loại công tắc tơ sử dụng cuộn dây phân đoạn (Hình 2).

Cơm. 2 cuộn dây cắt

Khi công tắc tơ được bật, phần của cuộn dây K1.2-1, được gọi là ban đầu hoặc bật, sẽ hoạt động. Phần thứ hai của cuộn dây K1.2-2 lúc này được nối tiếp bởi tiếp điểm mở K1: 3 của công tắc tơ. Tùy thuộc vào kích thước của công tắc tơ, dòng điện chạy qua phần khởi động đạt 8-15 A.

Sau khi hệ thống di chuyển của công tắc tơ di chuyển đến vị trí cuối, tiếp điểm K1.3 sẽ mở ra và cuộn dây giữ K1.2-2 sẽ bật và dòng điện sẽ giảm xuống 0,2-0,8 A.

Giả sử có một khiếm khuyết trong công tắc tơ khiến tiếp điểm K1: 3 không mở được.

Trong trường hợp này, một thời gian sau khi đặt điện áp vào cuộn dây, dây mà cuộn dây đóng được quấn sẽ bị cháy do quá tải. Dây dẫn của cuộn dây này chỉ dành cho hoạt động ngắn hạn, một phần giây trong khoảng thời gian bật công tắc tơ. Do đó, lỗi ở tiếp điểm K1: 3 dẫn đến hỏng công tắc tơ.

Tùy thuộc vào nguyên nhân gây ra thiệt hại, chúng được chia thành hệ thống và ngẫu nhiên.

Thiệt hại có hệ thống đối với sản phẩm xảy ra khi các quy trình công nghệ sản xuất hoặc lắp ráp, điều chỉnh hoặc vận hành, sửa chữa hoặc thử nghiệm của chúng bị vi phạm. Nguyên nhân của những thất bại như vậy có thể được xác định và sửa chữa.

Sự xuất hiện của hư hỏng ngẫu nhiên, mặc dù không mong muốn, là một hiện tượng hoàn toàn tự nhiên và là đặc trưng của bất kỳ đối tượng kỹ thuật nào.

Xác suất của những lỗi như vậy được xác định bởi các chỉ số độ tin cậy của nó: MTBF, xác suất hoạt động không gặp sự cố, độ bền, v.v.

Hãy để chúng tôi minh họa mối quan hệ của một số khái niệm trên.

Ví dụ 6. MTBF và Tuổi thọ

«Đôi khi cài đặt mới ngay lập tức bị lỗi hoặc hoạt động kém. Trong những trường hợp như vậy, hãy thực hiện các biện pháp cần thiết ngay lập tức. Hoặc lúc đầu mọi thứ đều ổn, sau đó hiệu suất kém đi và cuối cùng xảy ra lỗi: chẳng hạn như lắp đặt điện bị lỗi sau 3 tháng, mặc dù tuổi thọ của nó là 16 năm. "...

Đây là hai đặc điểm của độ tin cậy — MTBF (thời gian đến khi hỏng hóc lần đầu) và độ bền (thời gian sử dụng). Theo hệ thống khái niệm được chấp nhận cho các sản phẩm có thể sửa chữa, MTBF luôn ít hơn tuổi thọ của chúng. Như vậy, nếu đặt MTBF cho sản phẩm dưới hoặc bằng 3 tháng thì thất bại là đương nhiên. Trong trường hợp tương tự, khi MTBF được thiết lập vượt quá 3 tháng, chúng ta có thể nói về độ tin cậy thực sự thấp của sản phẩm này.

Tình hình khác với các sản phẩm không thể sửa chữa, mà MTBF phải luôn không thấp hơn tuổi thọ của chúng. Do đó, việc một sản phẩm hỏng hóc không thể sửa chữa với tuổi thọ 16 năm sau 3 tháng hoạt động là điều bất thường.

Tuy nhiên, cần nhớ rằng tất cả các chỉ số độ tin cậy đặc trưng cho các giá trị ngẫu nhiên và do đó, sự thất bại sớm của một sản phẩm không thể đánh giá hợp lý độ tin cậy của các sản phẩm khác thuộc loại này.

Trong ví dụ 3, trường hợp khiếm khuyết của sản phẩm không biểu hiện ra bên ngoài được xem xét. Làm thế nào bạn có thể tìm hiểu về sự hiện diện của lỗi này hay lỗi khác trong một sản phẩm nhất định mà không phải chờ đợi sự cố, tai nạn hoặc hậu quả không mong muốn khác?

Trước hết, một lỗi trong sản phẩm được biểu hiện trong quá trình điều chỉnh, thử nghiệm hoặc trong quá trình kiểm tra phòng ngừa theo kế hoạch dựa trên các dấu hiệu cho phép xác định thực tế vi phạm hoạt động hoặc khả năng hoạt động của sản phẩm.

Dựa trên các ký tự này, trạng thái thực tế của sản phẩm đề cập đến một trong bốn trạng thái được đề cập ở trên (hoạt động, bị lỗi, hiệu quả, không hoạt động) hoặc trạng thái ranh giới trong đó việc thực hiện bất kỳ điều chỉnh hoặc công việc sửa chữa nào là không thực tế và sản phẩm phải được thay thế bằng một sản phẩm mới.

Các dấu hiệu nêu trên thường được gọi là tiêu chí lỗi và chúng được trình bày trong tài liệu sản phẩm dưới dạng danh sách các tham số hoặc đặc điểm với chỉ dẫn về giới hạn thay đổi cho phép của chúng - dung sai.

Oleg Zakharov "Tìm kiếm lỗi trong các mạch tiếp điểm-công tắc tơ"

Tiếp tục bài viết:

Tìm lỗi trong mạch rơle-công tắc tơ. Phần 2