王曉云

[摘? ? 要]在傳統(tǒng)的電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)用實(shí)際實(shí)驗(yàn)去模擬這些故障情況不僅成本過高，而且還存在一定的危險(xiǎn)。為此，本文提出將仿真軟件Multisim 11引入電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)故障應(yīng)用研究領(lǐng)域，借助其強(qiáng)大的整合能力，完成電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)故障排查與分析工作。這樣電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅會(huì)得到增強(qiáng)，而且還能有效地把握故障原因所在，并采取針對性措施予以解決。與此同時(shí)，仿真軟件Multisim 11可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本，提高實(shí)驗(yàn)故障排查效率，擴(kuò)展電工設(shè)備實(shí)驗(yàn)的故障和處理的范圍和空間。

[關(guān)鍵詞]電工技術(shù)實(shí)驗(yàn);常見故障;分析;探究工作

[中圖分類號]TM1-4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–02

Application of Multisim11 Based Electrotechnical Experiment Fault

Wang Xiao-yun

[Abstract]In traditional electrician experiment teaching， using real components to do fault experiment is not only expensive， but also has certain danger. Therefore， this paper proposes to introduce the simulation software Multisim 11 into the field of electrical technology experiment fault application research. With the help of its strong integration ability， the fault troubleshooting and analysis of electrical technology experiment can be completed. In this way， electrician experiment teaching will not only be enhanced， but also can effectively grasp the fault causes， and take targeted measures to solve. At the same time， the simulation software Multisim 11 can save the cost of laboratory construction， improve the efficiency of troubleshooting experimental faults， and expand the scope and space of electrical equipment experiment faults and processing.

[Keywords]electrical technology experiment; common faults; analysis; to explore the work

電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求對學(xué)生演示某個(gè)元器件出現(xiàn)開路、短路故障對電路產(chǎn)生的影響。這些現(xiàn)象可通過枯燥的定理、公式和框圖進(jìn)行解釋，但是由于這些現(xiàn)象的出現(xiàn)往往會(huì)對電路中的相關(guān)元器件或儀器儀表造成損害，因而比較難用實(shí)際實(shí)驗(yàn)去模擬這些故障情況。同時(shí)，由于學(xué)生人數(shù)較多，從而出現(xiàn)了設(shè)備短缺的情況，抑或者對實(shí)驗(yàn)操作了解不到位，導(dǎo)致失誤產(chǎn)生。因此，相關(guān)分析工作就變得非常重要，通過全面把握，確保電工實(shí)驗(yàn)可以順利展開。采用Multisim11仿真實(shí)驗(yàn)，只需在計(jì)算機(jī)中改變電路中相應(yīng)元器件的參數(shù)，就能模擬出有故障的電路工作情況。

1 直流毫安表故障和處理措施

1.1 直流毫安表故障仿真結(jié)果

直流毫安表通常都安裝于電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上面，對于具體安裝部分和接線部分沒有太多要求。即便出現(xiàn)了接線錯(cuò)誤，電流表也能十分直觀地展示出來。在毫安表上，一共有3個(gè)端子，兩個(gè)為正極，一個(gè)為負(fù)極。其中，負(fù)極需要朝上，正極要朝下。設(shè)電源內(nèi)阻R0為1 Ω，電源電動(dòng)勢E為12 V，負(fù)載電阻R從0～10 V依次增大，每次增加1 V并記錄電壓和電流結(jié)果。該設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，實(shí)際存在的問題如圖1所示。如圖1所示，借助Multisim11構(gòu)造電源外特性的測量電路圖，并運(yùn)行仿真程序。

通過表1數(shù)據(jù)，建立仿真發(fā)現(xiàn)在假設(shè)故障正極柱部分有連接錯(cuò)誤的情況下，電壓表雖然能繼續(xù)正常讀數(shù)，但電流表不能進(jìn)行讀數(shù)。究其原因便是在對線路進(jìn)行連接時(shí)，抑或沒有選擇正確的量程，造成電流量過大，超出了設(shè)備能夠承受的范圍。在進(jìn)行處理時(shí)，工作人員需要立刻將電源切斷，尋找連接錯(cuò)誤的電路，重新調(diào)整，并觀察實(shí)際情況，直到能夠繼續(xù)使用為止。

1.2 實(shí)測故障分析

電流表的小流程部分雖然能夠繼續(xù)正常讀數(shù)，但是大流程不能進(jìn)行讀數(shù)。究其原因主要是對應(yīng)大量程的小電阻值有問題存在。當(dāng)經(jīng)過的電流量過大，超出預(yù)期范圍，伴隨繞線焊接位置氧化電阻值出現(xiàn)變化，對應(yīng)的數(shù)字也會(huì)有所改變。若氧化問題非常嚴(yán)重，信號無法正常接收，就會(huì)發(fā)生相關(guān)問題。在進(jìn)行處理時(shí)，工作人員必須將繞線電阻全部去掉，對端口部位進(jìn)行清理，之后再重新焊接。

電流表的按鈕無法正常使用，此類問題出現(xiàn)的概率非常高。在處理時(shí)，工作人員需要對電流表展開詳細(xì)檢查，思考是否有頻繁切換量程的情況。由于部分按鈕按壓的次數(shù)過多，逐漸出現(xiàn)老化的情況，從而失靈。當(dāng)電流表有此類問題出現(xiàn)后，在沒有原件的情況下，按鈕就無法自動(dòng)彈回。此時(shí)，工作人員可以嘗試對按鈕重新調(diào)整，讓其回到原有的位置。如果有備用按鈕存在，可以直接進(jìn)行替換。

2 直流穩(wěn)壓電源故障仿真

在電工實(shí)驗(yàn)之中，每當(dāng)直流穩(wěn)壓電源有問題出現(xiàn)，對設(shè)備影響非常大。因此，工作人員就要對此予以重視。采用Multisim11仿真，選擇合適參數(shù)的元器件和萬用表（XMM1）、瓦特表（XWM1），面對不同類型的電源，應(yīng)當(dāng)對具體故障問題予以詳細(xì)分析（圖2），提出相應(yīng)的處理措施。

通?？烧{(diào)電源主要能分為2類，分別是可調(diào)電壓源和可調(diào)電流源，并記錄測試結(jié)果。

對可調(diào)電壓源來說，其故障通常體現(xiàn)在輸送電壓源的調(diào)節(jié)范圍的變化。由于范圍相對偏小，自然會(huì)有各類問題出現(xiàn)。若電壓源正常，其范圍不會(huì)超過30 V，此時(shí)是能夠正常進(jìn)行調(diào)節(jié)的。但如果發(fā)生故障，調(diào)節(jié)范圍就不會(huì)超過10 V。通過觀察可以得知，兩條線路不可能同時(shí)出現(xiàn)問題，只有其中一條可能有問題。此時(shí)就要對線路的電路板予以檢測，并確定出現(xiàn)的相關(guān)問題。在發(fā)現(xiàn)電路板沒問題后，就要檢測連接線。在實(shí)際檢測時(shí)，可以嘗試采用排除法的方式。在明確了具體故障位置后，直接對損毀的零件予以替換即可。

3 實(shí)操過程中常見的故障處理措施

本文引入了Multisim11仿真軟件作為預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。在仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在保障安全的前提下，還要進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)室操作。在操作過程中，依然會(huì)遇到一些故障問題。下面針對這些常見問題進(jìn)行處理措施探索。

3.1 直流穩(wěn)壓電源故障處理措施

出現(xiàn)直流電源無法正常供電的情況主要是因?yàn)殡娫戳髁块_關(guān)已經(jīng)打開，在長時(shí)間之內(nèi)都沒有任何外部負(fù)載存在，使得流量對大負(fù)載不具有承受能力。即便已經(jīng)安裝了保護(hù)裝置，同樣無法發(fā)揮出應(yīng)有的效果。在進(jìn)行處理時(shí)，可以將電源拔下來，讓其慢慢冷卻，將原有的記憶全部消除。在故障完全排除后，電源就能恢復(fù)，此時(shí)重新啟動(dòng)，對外部負(fù)載正常連接即可。

在進(jìn)行電源檢測時(shí)，還需要采取技術(shù)維護(hù)的方式，但所有步驟都要按照特定原則執(zhí)行。首先，對于開路，必須采取保護(hù)措施，畢竟如果其狀態(tài)持續(xù)時(shí)間過程，會(huì)使得線路溫度持續(xù)升高，從而將設(shè)備燒壞。其次，針對設(shè)備本身的運(yùn)行狀態(tài)展開詳細(xì)觀察，諸如在實(shí)際運(yùn)行時(shí)有故障出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)立刻關(guān)閉設(shè)備。在設(shè)備停止運(yùn)行后，需要對故障源予以明確，采取針對性處理方案。

3.2 受控源故障和處理措施

（1）在受控源本身處于帶電狀況下的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中獲取的數(shù)據(jù)都缺少足夠的精確性。為此，技術(shù)人員就要做好檢查工作。若沒有問題，此時(shí)就要檢查連接線。在各項(xiàng)數(shù)值都沒有誤差時(shí)，需要和其他設(shè)備展開對比，若開關(guān)未啟動(dòng)，就需要檢查開關(guān)線路，把握其是否存在焊接不牢固的情況。

（2）在受控源正式通電之后，電壓表的數(shù)值一直處在零點(diǎn)狀態(tài)。在有此類故障出現(xiàn)時(shí)，工作人員就要做好設(shè)備的檢查工作，主要包括電源、連接線以及開關(guān)。若獲得的檢測結(jié)果沒有任何問題，則需要將注意力放在電阻容器和其他零部件上面。若全部都沒問題，則說明芯片本身有問題。此時(shí)就要將芯片拆下來，更換新的芯片。

3.3 燈管故障和處理措施

在實(shí)驗(yàn)室之中，經(jīng)常需要開展日光燈相關(guān)的電路。教師通常會(huì)將提高功率的實(shí)驗(yàn)和日光燈電路實(shí)驗(yàn)整合在一起，共同開展。另外，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于涉及的內(nèi)容有很多，因此應(yīng)用的設(shè)備也包含多個(gè)不同的種類，出現(xiàn)的問題也變得十分復(fù)雜。為此，工作人員就要提高重視程度。

燈管在電源接通之后，經(jīng)常會(huì)有燈管不亮的情況，基本上可以判斷是保險(xiǎn)管已經(jīng)被完全燒壞，抑或內(nèi)部燈絲完全斷開，此時(shí)可以對插腳部分展開檢查，把握其是否有接觸不良的情況。若是保險(xiǎn)管或燈絲被燒斷，此時(shí)進(jìn)行更換即可;若是接觸不良，則需要對脫落的導(dǎo)線展開處理，重新進(jìn)行焊接。由于處理的方法以更換為主，而且實(shí)際耗費(fèi)的時(shí)間成本也不高，因此對實(shí)驗(yàn)流程造成的影響非常小。

3.4 三相電源故障和處理措施

在電工技術(shù)維修工作之中，三相電源缺相一直都是非常嚴(yán)重的問題。問題出現(xiàn)的原因有很多，在實(shí)際操作時(shí)，往往很難查找。最常見的便是插頭沒有完全插好，或電源部分有問題存在。在進(jìn)行檢測時(shí)，工作人員需要使用萬用表，檢查其電壓的數(shù)值是否有異常。若沒有問題，則需要將注意力放在電源插頭和插座部分，了解其使用狀態(tài)，是否有任何問題。

3.5 實(shí)驗(yàn)室人員管理的基本措施

基于電工設(shè)備的日常維修經(jīng)驗(yàn)可以得知，在進(jìn)行維護(hù)時(shí)，工作人員理應(yīng)滲透三方面處理方法。首先，及時(shí)維修。在開展教學(xué)課時(shí)，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備本身出現(xiàn)了任何問題，都要第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)告，讓相關(guān)人員予以處理，并做好檢測工作。如果問題不大，經(jīng)過短時(shí)間處理就能修復(fù)的設(shè)備，還可以繼續(xù)使用。如果問題十分嚴(yán)重，無法直接修好，則堅(jiān)決不能繼續(xù)使用。其次，積極和廠家溝通。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)和廠家之間保持良好的關(guān)系，定期展開溝通，向其告知設(shè)備運(yùn)行情況。如果設(shè)備出現(xiàn)了一些較小的問題，基本上能夠自己解決，則無須申請售后。如此就能有效降低售后成本的投入，同時(shí)還能降低廠家的工作壓力。最后，標(biāo)準(zhǔn)化管理。在電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，所有使用的設(shè)備都是高精密度設(shè)備，很容易受到一些細(xì)節(jié)因素的影響。因此，工作人員需要提前準(zhǔn)備好備用零件，在問題出現(xiàn)后，就能及時(shí)予以更換。通過對以上3方面的基本措施進(jìn)行有效貫徹，就能大幅度提升教學(xué)活動(dòng)的綜合質(zhì)量，設(shè)備的使用率也會(huì)隨之提高。

4 結(jié)束語

在進(jìn)行電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往會(huì)因多方面因素存在，造成設(shè)備出現(xiàn)了故障情況。此時(shí)工作人員就需要對故障予以明確，分析其中出現(xiàn)的具體原因，并采取針對性措施展開處理。如此一來，設(shè)備就能正常運(yùn)行，確保實(shí)驗(yàn)可以順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 龐永清，李世良.電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)中常見故障分析與探討[J].科教導(dǎo)刊：電子版，2017（4）：63.