電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能參數(shù)及故障解析

 

　　電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛的定義是:一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動裝置，它利用某種驅(qū)動能源并在某種控制信號作用下工作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機(jī)、氣缸或其它裝置將其轉(zhuǎn)化成驅(qū)動作用。其基本類型有部分回轉(zhuǎn)(Part-Turn)、多回轉(zhuǎn)(Multi-Turn)及直行程(Linear)三種驅(qū)動方式。基本的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于把閥門驅(qū)動至全開或全關(guān)的位置。用于控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠的使閥門走到任何位置。盡管大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是用于開關(guān)閥門，但是如今的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的開關(guān)功能，它們包含了位置感應(yīng)裝置，力矩感應(yīng)裝置，電極保護(hù)裝置，邏輯控制裝置，數(shù)字通訊模塊及PID控制模塊等，而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內(nèi)。
 

　　因為越來越多的工廠采用了自動化控制，人工操作被機(jī)械或自動化設(shè)備所替代，人們要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠起到控制系統(tǒng)與閥門機(jī)械運(yùn)動之間的界面作用，更要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)增強(qiáng)工作安全性能和環(huán)境保護(hù)性能。在一些危險性的場合，自動化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置能減少人員的傷害。
 

　　某些特殊閥門要求在特殊情況下緊急打開或關(guān)閉，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)能阻止危險進(jìn)一步擴(kuò)散同時將工廠損失減至少。對一些高壓大口徑的閥門，所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩非常大，這時所需執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須提高機(jī)械效率并使用高輸出的電機(jī)，這樣才能平穩(wěn)的操作大口徑閥門。對于一些小扭矩的閥門，精小型的電動閥門也應(yīng)用而生，相比普通型具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全等優(yōu)點(diǎn)。
 

　　電動執(zhí)行器按照運(yùn)動方式分為：角行程、直行程和多轉(zhuǎn)式
 

　　角行程和直行程執(zhí)行器大部分是在多轉(zhuǎn)式的基礎(chǔ)之上改造而來的：以多轉(zhuǎn)式為基礎(chǔ)，配以蝸輪蝸桿二級減速箱組成0~90°角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；配以絲桿部件組成直行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
 

　　角行程：
 

　　0~90°角行程，用于控制球閥、旋塞閥、蝶閥和百葉閥之類的角行程閥門；
 

　　多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行器多轉(zhuǎn)式：
 

　　需要運(yùn)行超過360°才能實現(xiàn)閥門的啟閉，主要用于截止閥、管夾閥和隔膜閥；
 

　　直行程：
 

　　輸出的是力，產(chǎn)生的是位移，主要用于閘閥和滑板閥。
 

　　常用于配套各種閥門構(gòu)成電動閥門或者電動調(diào)節(jié)閥(例如：閘閥、調(diào)節(jié)閥、單座閥等直線運(yùn)動的閥門)
 

　　以AC交流電或DC直流電為驅(qū)動能源；根據(jù)動作方式分為兩大類(電動開關(guān)型和電動調(diào)節(jié)型)
 

　　優(yōu)點(diǎn)是能源取用方便，信號傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，便于集中控制，靈敏度和精度較高，與電動調(diào)節(jié)儀表配合方便，安裝接線簡單。
 

　　缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均故障率高于氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，適用于防爆要求不高，氣源缺乏的場所。
 

　　電動執(zhí)行器工作原理
 

　　電動執(zhí)行器有五種類型：直行程電動執(zhí)行器、角行程電動執(zhí)行器、電動調(diào)節(jié)閥、PID電動調(diào)節(jié)執(zhí)行器和電磁閥。前四種屬于DDZ型。下面簡要介紹一下直行程電動執(zhí)行器和角行程電動執(zhí)行器。
 

　　直行程與角行程電動執(zhí)行器的作用是接收調(diào)節(jié)器或其它儀表送來的0~10，4~20毫安或1~5伏電壓的標(biāo)準(zhǔn)值流電信號，經(jīng)執(zhí)行器后變成位移推力或轉(zhuǎn)角力矩，以操作開關(guān)、閥門等，完成自動調(diào)節(jié)的任務(wù)。這兩種執(zhí)行器以前都是由伺服放大器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分組成的?，F(xiàn)在有機(jī)電一體智能化的結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法都是相似的，區(qū)別僅在于，一個輸出位移(推力)，一個輸出轉(zhuǎn)角(力矩)。
 

　　電動執(zhí)行器選用須知
 

　　一、根據(jù)閥門所需的扭力確定電動執(zhí)行器的輸出扭力
 

　　閥門啟閉所需的扭力決定著電動執(zhí)行器選擇多大的輸出扭力，一般由使用者提出或閥門廠家自行選配，做為執(zhí)行器廠家只對執(zhí)行器的輸出扭力負(fù)責(zé)，閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決定，但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區(qū)別，所以不同廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門所需扭力也有所區(qū)別，即使是同個閥門廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門扭力也有所差別，當(dāng)選型時執(zhí)行器的扭力選擇太小就會造成無法正常啟閉閥門，因此電動執(zhí)行器必需選擇一個合理的扭力范圍。
 

　　二、根據(jù)所選電動執(zhí)行器確定電氣參數(shù)
 

　　因不同執(zhí)行器廠家的電氣參數(shù)有所差別，所以設(shè)計選型時一般都需確定其電氣參數(shù)，主要有電機(jī)功率、額定電流、二次控制回路電壓等，往往在這方面的疏忽，結(jié)果控制系統(tǒng)與電動執(zhí)行器參數(shù)不匹配造成工作時空開跳閘、保險絲熔斷、熱過載繼電器保護(hù)起跳等故障現(xiàn)像。
 

　　電動執(zhí)行器常見故障及維修辦法
 

　　一．指示燈故障
 

　　1.故障現(xiàn)象：
 

　　給電動執(zhí)行機(jī)通電后發(fā)現(xiàn)電源指示燈不亮，伺放板無反饋，給信號不動作。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　因電源指示燈不亮，首先檢查保險管是否開路，經(jīng)檢查保險管完好，綜合故障現(xiàn)象，可以推斷故障有可能發(fā)生在伺放板的電源部分，接著檢查電源指示燈，用萬用表檢測發(fā)現(xiàn)指示燈開路，更換指示燈故障排除。
 

　　結(jié)論：電源指示燈開路會造成整個伺放板不工作。
 

　　2.故障現(xiàn)象：(調(diào)試中發(fā)現(xiàn))
 

　　電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電后，給信號開可以，關(guān)不動作。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　先仔細(xì)檢查反饋線路，確認(rèn)反饋信號*，給開信號時開指示燈亮，說明開正常，給關(guān)信號時關(guān)指示燈不亮，說明關(guān)可控硅部分有問題，首先檢查關(guān)指示燈，用萬用表檢測發(fā)現(xiàn)關(guān)指示燈開路，將其更換后故障排除。
 

　　結(jié)論：關(guān)和開指示燈不亮(開路)時可控硅不動作。
 

　　二．電阻電容
 

　　1．故障現(xiàn)象：
 

　　電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電后，給定一個信號(例75%)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會全開到底，然后回到位置(75%)。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　根據(jù)以上故障現(xiàn)象，首先要判斷是伺放板和執(zhí)行機(jī)構(gòu)那一個有問題。將伺放板從執(zhí)行機(jī)構(gòu)上拆下，直接將電源線接到X5/1和X5/4端子上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)方向動作，將電源線接到X5/1和X5/2端子上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開方向動作，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作不正常，說明故障在執(zhí)行器上。用萬用表測電機(jī)繞組正常，再測電容兩邊的電阻發(fā)現(xiàn)有一個開路，將其更換后故障排除。
 

　　結(jié)論：遇到以上故障現(xiàn)象時，首先要判斷故障發(fā)生在那一個部分上，后確定根源。
 

　　2.故障現(xiàn)象：
 

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電后給關(guān)信號(4mA)執(zhí)行機(jī)構(gòu)先全開后再全關(guān)。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　先拆除伺放板，直接給執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電發(fā)現(xiàn)仍然存在原故障，檢查電阻，電阻阻值正常，說明電阻沒問題，檢查電機(jī)繞組，發(fā)現(xiàn)阻值正常，電機(jī)沒問題。由此故障推斷有可能電容壞，重新更換電容，故障排除。
 

　　結(jié)論：出現(xiàn)該問題時首先懷疑電阻和電容。
 

　　三.其它
 

　　1、故障現(xiàn)象：
 

　　現(xiàn)場只要送AC220V電源，保護(hù)開關(guān)立即動作(跳閘)執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺放保險已燒。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　首先用萬用表檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的電機(jī)繞組，發(fā)現(xiàn)電機(jī)繞組的電阻趨向于零，說明電機(jī)已短路，再檢測抱閘兩端電阻，電阻趨向于無窮大，說明抱閘已壞，正常應(yīng)是1.45K左右。終的處理辦法是：更換新的抱閘和電機(jī)，把伺放板的保險管裝上，重新調(diào)試，恢復(fù)正常運(yùn)作。
 

　　結(jié)論：此情況應(yīng)是由于抱閘壞了之后把電機(jī)抱死而現(xiàn)場沒有及時發(fā)現(xiàn)，使電機(jī)長期處于堵轉(zhuǎn)發(fā)熱，工作終使電機(jī)相間絕緣破壞所導(dǎo)致的。(PSQ700)
 

　　2、故障現(xiàn)象：
 

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作方向不受輸入信號的控制。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　先檢查兩個限流電阻和移相電容均沒有異常，用萬用表檢查電機(jī)的繞組阻值，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的電阻值為1.45MΩ(且不時地發(fā)生變化)，說明電機(jī)繞組不對,終的辦法是更換了這臺電機(jī)(PSQ200)。
 

　　3、故障現(xiàn)象：
 

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作方向不受伺放板的控制。
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　首先讓用戶用萬用表檢測兩個限流電阻和移相電容及電機(jī)的繞組阻值，用戶的檢查結(jié)果和我們提供的終數(shù)據(jù)一致。除了這三個因素以外再沒有其它的可能性，用戶只想我們派人過去現(xiàn)場，田光日正好去了杭州順便去了現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)其中一個限流電阻開路，讓公司給寄一限流電阻過去，此案例說明有此用戶根本沒有配合我們的工作，有些反映的情況與實際有點(diǎn)差別。我認(rèn)為影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向的三個因素就是①電機(jī)(PSL208)本身的繞組②限流電阻③移相電容,以后發(fā)生這種情況都有要從這三方面考慮。
 

　　4、故障現(xiàn)象：
 

　　無論現(xiàn)場給什么信號電機(jī)都不動作，
 

　　故障判斷和檢修過程：
 

　　直接在電機(jī)繞組間通電，電機(jī)也不傳，抱閘拆下通電電機(jī)還是不轉(zhuǎn)，檢測電機(jī)繞組阻值均正常，手輪搖執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作正常。檢測的結(jié)果都正常就是通電時電機(jī)不轉(zhuǎn)，此時懷疑電機(jī)的轉(zhuǎn)子，把電機(jī)拆開，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子用手都擰不動，原來轉(zhuǎn)子和電機(jī)端蓋之間已有一層堅固的灰，把這層灰清除之后，加上一點(diǎn)潤滑油，用手就可以擰動了。重新把電機(jī)裝好并與執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合裝上，通電正常，重新調(diào)試。