1.3 主令电器故障分析

在电气控制系统中，主令电器是一种专门发布控制命令，直接或通过电磁式电器作用于控制电路并改变电路工作状态的电器，常用来控制电气系统中电动机的启动、停止、调速及制动等过程。

主令电器只用于系统中的控制电路，不能直接分合主电路，而主电路的运行必须是由控制电路控制的，所以主令电器在电路中一般必不可少，主令电器的故障会直接影响整个电路的运行情况。因此，对于工程人员来说了解主令电器的故障情况是非常必要的。

常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器，如紧急开关、倒顺开关和钮子开关等。这里只介绍几种在电路中常用的主令电器。

1.3.1 主令电器故障检测内容

检测主令电器有无故障出现，应检测的内容有：

（1）运行中的主令电器应无破损、脏污、变形和闪络现象，操作时无麻电感。（2）运行中的主令电器应无过热现象。

（3）运行中的主令电器应无放电响声。

（4）非运行中的主令电器操作灵活，无卡滞现象。

（5）未接入电路中的主令电器各对触点之间的绝缘电阻为∞，每对触点闭合时两端电阻为0，分断时电阻为∞。

1.3.2 控制按钮故障分析

控制按钮是一种手动开关，在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等的电磁线圈进而控制电路的通断，通常用来短时间接通或断开小电流的电路。

1.控制按钮的表示符号

按钮分为常开按钮、常闭按钮以及常开常闭按钮封装在一起的复合按钮，其表示符号如图1.6所示。

图1.6 按钮的表示符号

2.控制按钮在电路中的工作情况分析

常开按钮按下接通，松开断开；常闭按钮按下断开，松开接通；复合按钮有“先断后合”型和“先合后断”型两种，常见的为“先断后合”型，即按下时常闭的先断开，常开的后闭合，松开时常开的先断开，常闭的后闭合。通常在电路中，将常开按钮称作“启动按钮”，常闭按钮称作“停止按钮”。

3.控制按钮故障分析

控制按钮的常见故障主要有以下几个方面。

（1）按下启动按钮时有触电感觉。出现上述情况的原因及解决方案是：①按钮的防护金属外壳与连接导线接触，这时应检查按钮内连接导线的连接情况是否正确；②按钮帽的缝隙间充满铁屑，使其与导电部分形成通路，这时应认真清理按钮及其触头部分，使其保持清洁。

（2）停止按钮失去功能，不能有效地断开电路。出现上述情况的原因及解决方案是：①电路接线错误，这时应更改电路的接线；②接线头松动或搭接在一起，这时应认真检查停止按钮处的所有接线，必要时最好重新接线；③铁尘过多或油污使停止按钮形成短路，这时应认真清理按钮及其周边器件；④复位弹簧失灵，使触头接触不良，这时应考虑更换弹簧或直接更换按钮；⑤胶木烧焦导致短路，这时只能更换新的按钮来处理。

（3）按下停止按钮，再按启动按钮，被控制的其他低压电器不动作。出现上述情况的原因及解决方案是：①被控制的低压电器自身有故障，这时应检查被控制的低压电器是否存在故障；②停止按钮的复位弹簧损坏，这时只更换复位弹簧即可；③按钮接触不良，这时只要认真清理按钮触头使之保持洁净即可，不需要更换新的按钮。

（4）触头类型接错。出现上述情况主要原因是对按钮的符号及工作情况不熟悉，致使

接按钮时常开按钮和常闭按钮分不清楚，启动按钮接成常闭触头，停止按钮接成常开触头，导致电路按钮不能正常工作，另一个原因是操作者粗心马虎造成的失误。

综上所述，控制按钮的故障主要出现在触头（接触不良和复位弹簧失效）和接线出错两种情况，相关技术人员要根据实际情况进行处理。

1.3.3 行程开关故障分析

行程开关又称位置开关或限位开关，主要用于检测机械运动的位置，发出命令以控制运动方向或行程长短，是利用生产机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来切换电路的，将运动部件的位置或行程信号变换成电信号，实现相应的控制功能。

1.行程开关的表示符号

行程开关由机械部分和电气部分两部分组成，其中电气部分由常开触头和常闭触头组成，其表示符号如图1.7所示。

图1.7 行程开关的表示符号

2.行程开关在电路中的工作情况分析

当生产机械上的挡铁碰撞其机械部分时，电路中的常开触头闭合，常闭触头断开，当复位时，常开触头断开，常闭触头闭合。

注意：结构型式中的复位方式有自动复位和非自动复位两种。自动复位式是依靠本身的恢复弹簧来复原；非自动复位式是在U形的结构摆杆上装有两个滚轮，当撞块通过其中的一个滚轮时，摆杆转过一定的角度，使开关动作。撞块离开滚轮后，摆杆并不能自动复位，直到撞块在返回行程中再撞及另一滚轮，摆杆才回到原始位置，使开关复位。这种开关由于具有“记忆”曾被压动过的特性，因此在某些情况下可使控制电路简化，而且根据不同需要，行程开关的两个滚轮可以布置在同一个平面内或分别布置在两个平行平面内。

3.行程开关故障分析

行程开关的常见故障主要有以下几个方面。

（1）挡铁部分碰撞行程开关的机械部分，触头不动作。出现上述情况的原因及解决方案是：①行程开关机械部分位置安装不当，这时调整行程开关到合适位置即可；②触头接触，这时应采取清洗触头的方法；③触头的连接线头脱落，这时应紧固触头连接线头。

（2）行程开关复位后，常闭触头不能复位闭合。出现上述情况的原因及解决方案是：①触杆被杂物卡住了，这时将卡住触杆的杂物清除即可；②动触头脱落，这时应重新调整动触头；③复位弹簧弹力减小或被卡住，这时采取的措施为更换复位弹簧或清理杂物；④触头偏斜，这时调整触头到正确的位置即可。

（3）杠杆偏转后触头没有动作。出现上述情况的原因及解决方案是：①行程开关机械8

部分安装的位置有些偏低，这时应将行程开关调整到合适的位置；②行程开关机械部分卡阻，这时应将行程开关的后盖打开进行清理。

综上所述，行程开关的故障主要出现在机械部分安装位置不当和有杂物卡阻、电气触头接触不好和连接线头脱落等情况，相关技术人员要根据实际情况进行处理。

1.3.4 接近开关故障分析

为了克服有触点行程开关可靠性较差，使用寿命短和操作频率低的缺点，采用了无触点式行程开关，也叫电子接近开关。目前晶体管无电子接近开关正获得越来越多的应用。

晶体管接近开关的作用是在接近金属体时就动作、它在机床及其他设备中作无接触、无压力的行程监测的控制之用。在行程控制、定位控制以及各种安全保护控制等方面有广泛的应用。

1.接近开关的表示符号

接近开关由常开触头和常闭触头组成，其表示符号如图1.8所示。

2.接近开关在电路中的工作情况分析

当物体接近感应面时，电路中的常开触头闭合，常闭触头断开，当复位时，常开触头断开，常闭触头闭合。

3.接近开关故障分析

图1.8 接近开关的表示符号

晶体管接近开关的常见故障有：①振荡线圈与线路板断路，使用中出现恒工作现象（主要是振荡电路停振）；②在后级电路或执行电气（小继电器）上常常出现故障点；③接近开关有损伤，被检测体因摩擦及碰撞对接近开关造成损伤；④接近开关被损坏，可能是用手拉拽接近开关引线损坏了接近开关；⑤受温度和电压的影响，接近开关的灵敏度减弱。

下面针对不同类型的接近开关进行故障分析。（1）有触头式晶体管接近开关。

故障可能是合压继电器有电压输出或者电磁计数器漏计数引起的。出现上述故障原因及解决方案是：

1）线路中有虚焊的地方。将其拆下后检查寻找线路板上各引线及各元器件的焊点是否正常。

2）小继电器有问题。如果将接近开关拆下后检查发现线路板上各引线及各元器件的焊点均良好，通电试机，短时间内用铁片反复遮挡接近开关，其触头通、断都正常；但一定时间后即出现不正常现象，即拿掉铁片后仍有输出，用万用表直流电压档测得小继电器线圈的两端无电压，说明是其内部的触点发生粘连（晃动一下接近开关，即可听到内部触点断开的声音，同时用电笔测其输出端已没有电压）。因小继电器是黏结在机盒里的，可用尖嘴钳夹住其引脚拔出并更新；有的黏结过牢，可充分利用其内部空间，将新旧2只小继电器用万能胶黏结在一起，并将引线转接到新的小继电器上，用新的小继电器代替旧的使用即可。

（2）无触点式晶体管接近开关。

对其分析故障及提出解决方案如下：

1）晶体管接近开关工作（用电笔测输出端总有电），虽能“合压”，但计数器无法计数（因计数器需要开关信号才能计数）。

根据以上总结的两点经验打开接近开关后检查发现，振荡线圈中有2根引线已折断，根据它的原理图及元件位置图将其重新焊接复位，通电试机发现未用铁片遮挡输出端仍然有220 V输出，说明问题可能出在可控硅电路上。

用万用表直流电压档测得可控硅阳、阴两极间无电压（属完全导通后无电压），测控制极和阴极间也无电压，说明可控硅是在控制极上无触发电压的情况下导通的，极有可能内部已被击穿。断电后，用电烙铁焊下，以万用表测量电阻，确实是阳、阴两极已击穿。换用新的可控硅后试机，未用铁片遮挡，无输出；用铁片遮挡，有输出，说明晶体管接近开关恢复正常。

2）有合压，但计数器工作一段时间后不计数；关掉后过一段时间再开又恢复计数。

开机后能合压，且开机一段时间后计数器才失灵（不计数），多为接近开关中有元件热稳定性不良（也可能是线路中有接触不良现象）所致。断电后，拆下接近开关检查，里面振荡线圈的引线全都焊接良好，那么问题就应出在可控硅或其前级控制电路上。

通电试机，待其工作一段时间并出现故障后，用万用表直流电压档测得可控硅控制极与阴极间有触发电压（可控硅因此而导通），再测其前级BG3 管的基极和发射极间电压，仅为0.06V（导通应为0.7V），不足以使该管导通并给可控硅控制极送去触发电压，说明该管的集射极间已经击穿，属热稳定性不良（通电加热后内部漏电流逐步加大至完全导通而失去开关作用）。为减少该管的故障率，应更换功率稍大的管，故障即可排除。

有触点式晶体管接近开关也会出现恒工作现象，经查也是给小继电器提供输出功率的小功率管击穿所致。改用中功率管后问题解决。

3）在正常工作中，计数器不计数。

首先判断是晶体管接近开关不能给出正常的开、关信号所致（因计数器本身很少出故障）。断电后，将该接近开关拆下来通电检测，不用铁片遮挡，用万用表交流电压档测其有180 V电压输出，正常应为0 V；用铁片遮挡，则有正常220 V电压输出。这说明两个问题：①该开关控制电路是好的，否则用不用铁片遮挡其输出值会一样；②可判断问题是主电路有漏电现象。

断电后，打开该接近开关检查，其内部所有连线点及各元件管脚的焊点均良好。焊下认为容易损坏的可控硅，用万用表电阻档测其3个引脚相互间的阻值均正常，将其重新焊好；再焊下与可控硅并联的整流电路的4个二极管，用万用表电阻档分别测它们的正、反向电阻均正常，且用RX10 K档（内存9 V电池）测它们的反向电阻也均无穷大，并没有发现问题。为了减少焊上去试机不行又拆下来检修的麻烦，决定再分别对这4个二极管通以工作电压（220V）进行检测，方法是：先找1个二极管，再将待测的4个二极管分别与之反向串接，在其一端通入220 V电压的火线，然后用万用表交流电压档测其另一端与零电位之间有无电压输出，即是否有漏电判断其是否合格。经逐个检测后，查出确有2个二极管有程度不同的漏电反应（用万用表测有电压输出）。经换用新的二极管并经上述方法检测后故障即可排除。此方法还可用于对一般整流二极管、可控硅和桥堆等的耐压试验。

综上所述，接近开关的故障主要出现在电子开关器件中，相关技术人员要根据实际情10

况进行处理。

1.3.5 万能转换开关故障分析

万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器，一般可作为多种配电装置的远距离控制开关，也可作为电压表、电流表的换相开关，还可作为小容量电动机的启动、制动、调速及正反转转换的控制开关。其触头挡数多、换接线路多、用途广泛，故有“万能”之称。

1.万能转换开关的表示符号

万能转换开关表示符号如图1.9所示。在触头的下方与虚线相交位置有黑色圆点表示在对应操作位置时触头接通，没涂黑色圆点表示在该操作位置不接通。列表表示法中的“×”表示触头接通。

图1.9 接近开关的表示符号

2.万能转换开关在电路中的工作情况分析

触头的分断与闭合是由凸轮进行控制的，由于每层凸轮可做成不同的形状，因此当用手柄将开关转到不同位置时，通过凸轮的作用，可以使各对触头按需要的规律接通和分断，以适应不同的线路需要。

3.万能转换开关故障分析

万能转换开关的常见故障有以下几个方面。

（1）触头过热或烧毁。出现上述情况的原因及解决方案是：①电路电流过大，这时应选用较大容量的万能转换开关；②触头压力不足，这时应调整或更换触头弹簧；③触头表面有油污，这时应清洗触头；④触头超行程过大，这时应更换新的触头。

（2）手柄转动不良。出现上述情况的原因及解决方案是：①定位机构损坏，这时应修理或更换定位机构；②手柄滑磁，这样应拆下手柄重新安装；③静触头的固定螺钉松脱，这时应紧固触头的螺钉；④凸轮等机械受杂物卡阻，这时应清除杂物。

1.3.6 主令控制器故障分析

主令控制器又称主令开关，主要用于电气传动装置中，按一定顺序分合触头可以达到发布命令或控制其他线路联锁和转换的目的。

主令控制器按结构形式可分为凸轮调整式和凸轮非调整式两种。它操作比较轻便，每小时允许通电次数较多。

主令控制器与万能转换开关相同，都是靠凸轮来控制触头系统的闭合，所以其表示符号、工作情况和故障分析都和万能转换开关类似。故障主要出现在电气部分触头和机械部分手柄两部分，相关技术人员要根据实际情况进行处理。