工程机械电磁制动器的常见故障及排除方法

电磁制动器是一种依靠电磁系统产生的电磁吸力，使衔铁对外做功的一种电动装置。由于装卸方便、应答性能好、可靠性高、绿色环保等特点，电磁制动器广泛用于工程机械。

1.故障机理

电感线圈是电磁制动器最主要的元件，也是绝大多数故障产生的根源。电感线圈的重要特征就是在电路通断瞬间，尤其是断开瞬间会产生强大的感应电动势。这种电动势通常是正常工作电压的几倍至几百倍。如此高的冲击电压对电磁制动器本身损害极大，对后续设备也有很大影响。

一个电感线圈，除具有一定的电感量L外，还有导线电阻R、铁心损耗以及线圈匝间和层间的电容等参数。实际的电感线圈的等效电路用R与L串联，用R上的损耗表示实际电感线圈的一切损耗；用一个等效电容C并联在电感线圈两端，表示线圈匝间和层间电容及其他分布电容，这样组成实际电感线圈的等效电路。

当接点断开电感电路时，从理论上讲，电感中电流突然中断，电感两端会产生反电动势，由于这时电流变化率极大，故电感两端将产生趋于无限大的反向电压(实际上不可能无限大)。假设稳态时电感线圈中存储的磁场能量为W，当触点刚分开时电感中的磁场要继续维持电流I的导通，这时I向C充电，当超过击穿电压时产生电弧，电弧使电流保持导通状态。当电弧被拉开到一定距离而熄灭时，触点断开。此时，电感线圈产生的自感电势将继续维持电流的导通，形成RLC串联振荡电路。若此电压小于触点间隙的击穿电压，电容C被继续充电，电容两端亦即线圈两端便建立起越来越高的尖峰电压，直到高于正在断开的触点间隙击穿电压时，触点间隙再被击穿，于是原来充电的电容C又通过电弧向直流母线反向充电。

随着触点间隙的继续增大，又一次断弧并再次重复上述充放电过程，放电电压逐次升高，电容C的电压最高可达上万伏。其脉冲功率足以损坏半导体器件，并且由于其中含有丰富的谐波分量，会干扰控制系统引起误操作。

外部环境也是电磁制动器发生故障的重要因素。对于电感线圈，绝缘材料的选择与防短路是关键，短路通常是绝缘损坏的结果。电感线圈的绝缘寿命试验表明，振动对电磁制动器寿命的影响并不大，潮湿也不是主要影响因素(潮湿会缓慢改变绕组间的电阻率，从而缩短电磁制动器的寿命)，而热循环是降低寿命期望值最主要的原因。

电感线圈失效模式及结果：

(1)振动影响：敏感性丧失、零件和引线断裂。

(2)冲击影响：引线断裂、敏感性丧失。

(3)温度影响：翘曲、熔化、不稳定、介质特性变化。

(4)湿度影响：电解、腐蚀。

(5)盐雾影响：腐蚀、电解。

2.常见故障及其排除

工程机械电磁制动器常见故障的原因和排除方法见附表。

(作者地址：江苏南京解放军理工大学工程兵工程学院研究生3队   210007)