電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能參數(shù)及故障解析

 

　　電動(dòng)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(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，它利用某種驅(qū)動(dòng)能源并在某種控制信號(hào)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(guò)電機(jī)、氣缸或其它裝置將其轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)作用。其基本類(lèi)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(dòng)方式?；镜膱?zhí)行機(jī)構(gòu)用于把閥門(mén)驅(qū)動(dòng)至全開(kāi)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(mén)走到任何位置。盡管大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是用于開(kāi)關(guān)閥門(mén)，但是如今的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡(jiǎn)單的開(kāi)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(gè)緊湊的外殼內(nèi)。
 

　　因?yàn)樵絹?lái)越多的工廠采用了自動(dòng)化控制，人工操作被機(jī)械或自動(dòng)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(mén)機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(xiǎn)性的場(chǎng)合，自動(dòng)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(mén)要求在特殊情況下緊急打開(kāi)或關(guān)閉，閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能阻止危險(xiǎn)進(jìn)一步擴(kuò)散同時(shí)將工廠損失減至少。對(duì)一些高壓大口徑的閥門(mén)，所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩非常大，這時(shí)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(mén)。對(duì)于一些小扭矩的閥門(mén)，精小型的電動(dòng)閥門(mén)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(dòng)執(zhí)行器按照運(yùn)動(dòng)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(lái)的：以多轉(zhuǎn)式為基礎(chǔ)，配以蝸輪蝸桿二級(jí)減速箱組成0~90°角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；配以絲桿部件組成直行程電動(dòng)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(lèi)的角行程閥門(mén)；
 

　　多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器多轉(zhuǎn)式：
 

　　需要運(yùn)行超過(guò)360°才能實(shí)現(xiàn)閥門(mén)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(mén)構(gòu)成電動(dòng)閥門(mén)或者電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(例如：閘閥、調(diào)節(jié)閥、單座閥等直線運(yùn)動(dòng)的閥門(mén))
 

　　以AC交流電或DC直流電為驅(qū)動(dòng)能源；根據(jù)動(dòng)作方式分為兩大類(lèi)(電動(dòng)開(kāi)關(guān)型和電動(dòng)調(diào)節(jié)型)
 

　　優(yōu)點(diǎn)是能源取用方便，信號(hào)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(dòng)調(diào)節(jié)儀表配合方便，安裝接線簡(jiǎn)單。
 

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

　　電動(dòng)執(zhí)行器工作原理
 

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

　　直行程與角行程電動(dòng)執(zhí)行器的作用是接收調(diào)節(jié)器或其它儀表送來(lái)的0~10，4~20毫安或1~5伏電壓的標(biāo)準(zhǔn)值流電信號(hào)，經(jīng)執(zhí)行器后變成位移推力或轉(zhuǎn)角力矩，以操作開(kāi)關(guān)、閥門(mén)等，完成自動(dòng)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(gè)輸出位移(推力)，一個(gè)輸出轉(zhuǎn)角(力矩)。
 

　　電動(dòng)執(zhí)行器選用須知
 

　　一、根據(jù)閥門(mén)所需的扭力確定電動(dòng)執(zhí)行器的輸出扭力
 

　　閥門(mén)啟閉所需的扭力決定著電動(dòng)執(zhí)行器選擇多大的輸出扭力，一般由使用者提出或閥門(mén)廠家自行選配，做為執(zhí)行器廠家只對(duì)執(zhí)行器的輸出扭力負(fù)責(zé)，閥門(mén)正常啟閉所需的扭力由閥門(mén)口徑大小、工作壓力等因素決定，但因閥門(mén)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(mén)所需扭力也有所區(qū)別，即使是同個(gè)閥門(mén)廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門(mén)扭力也有所差別，當(dāng)選型時(shí)執(zhí)行器的扭力選擇太小就會(huì)造成無(wú)法正常啟閉閥門(mén)，因此電動(dòng)執(zhí)行器必需選擇一個(gè)合理的扭力范圍。
 

　　二、根據(jù)所選電動(dòng)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(jì)選型時(shí)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(dòng)執(zhí)行器參數(shù)不匹配造成工作時(shí)空開(kāi)跳閘、保險(xiǎn)絲熔斷、熱過(guò)載繼電器保護(hù)起跳等故障現(xiàn)像。
 

　　電動(dòng)執(zhí)行器常見(jiàn)故障及維修辦法
 

　　一．指示燈故障
 

　　1.故障現(xiàn)象：
 

　　給電動(dòng)執(zhí)行機(jī)通電后發(fā)現(xiàn)電源指示燈不亮，伺放板無(wú)反饋，給信號(hào)不動(dòng)作。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)程：
 

　　因電源指示燈不亮，首先檢查保險(xiǎn)管是否開(kāi)路，經(jīng)檢查保險(xiǎn)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(wàn)用表檢測(cè)發(fā)現(xiàn)指示燈開(kāi)路，更換指示燈故障排除。
 

　　結(jié)論：電源指示燈開(kāi)路會(huì)造成整個(gè)伺放板不工作。
 

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

　　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電后，給信號(hào)開(kāi)可以，關(guān)不動(dòng)作。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)程：
 

　　先仔細(xì)檢查反饋線路，確認(rèn)反饋信號(hào)*，給開(kāi)信號(hào)時(shí)開(kāi)指示燈亮，說(shuō)明開(kāi)正常，給關(guān)信號(hào)時(shí)關(guān)指示燈不亮，說(shuō)明關(guān)可控硅部分有問(wèn)題，首先檢查關(guān)指示燈，用萬(wàn)用表檢測(cè)發(fā)現(xiàn)關(guān)指示燈開(kāi)路，將其更換后故障排除。
 

　　結(jié)論：關(guān)和開(kāi)指示燈不亮(開(kāi)路)時(shí)可控硅不動(dòng)作。
 

　　二．電阻電容
 

　　1．故障現(xiàn)象：
 

　　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電后，給定一個(gè)信號(hào)(例75%)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)全開(kāi)到底，然后回到位置(75%)。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)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(gè)有問(wèn)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(dòng)作，將電源線接到X5/1和X5/2端子上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)方向動(dòng)作，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作不正常，說(shuō)明故障在執(zhí)行器上。用萬(wàn)用表測(cè)電機(jī)繞組正常，再測(cè)電容兩邊的電阻發(fā)現(xiàn)有一個(gè)開(kāi)路，將其更換后故障排除。
 

　　結(jié)論：遇到以上故障現(xiàn)象時(shí)，首先要判斷故障發(fā)生在那一個(gè)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(hào)(4mA)執(zhí)行機(jī)構(gòu)先全開(kāi)后再全關(guān)。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)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(shuō)明電阻沒(méi)問(wèn)題，檢查電機(jī)繞組，發(fā)現(xiàn)阻值正常，電機(jī)沒(méi)問(wèn)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(wèn)題時(shí)首先懷疑電阻和電容。
 

　　三.其它
 

　　1、故障現(xiàn)象：
 

　　現(xiàn)場(chǎng)只要送AC220V電源，保護(hù)開(kāi)關(guān)立即動(dòng)作(跳閘)執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺放保險(xiǎn)已燒。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)程：
 

　　首先用萬(wàn)用表檢測(cè)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(shuō)明電機(jī)已短路，再檢測(cè)抱閘兩端電阻，電阻趨向于無(wú)窮大，說(shuō)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(xiǎn)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(chǎng)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使電機(jī)長(zhǎng)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(dòng)作方向不受輸入信號(hào)的控制。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)程：
 

　　先檢查兩個(gè)限流電阻和移相電容均沒(méi)有異常，用萬(wàn)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(shí)地發(fā)生變化)，說(shuō)明電機(jī)繞組不對(duì),終的辦法是更換了這臺(tái)電機(jī)(PSQ200)。
 

　　3、故障現(xiàn)象：
 

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向不受伺放板的控制。
 

　　故障判斷和檢修過(guò)程：
 

　　首先讓用戶用萬(wàn)用表檢測(cè)兩個(gè)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(gè)因素以外再?zèng)]有其它的可能性，用戶只想我們派人過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)，田光日正好去了杭州順便去了現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)限流電阻開(kāi)路，讓公司給寄一限流電阻過(guò)去，此案例說(shuō)明有此用戶根本沒(méi)有配合我們的工作，有些反映的情況與實(shí)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(gè)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(wú)論現(xiàn)場(chǎng)給什么信號(hào)電機(jī)都不動(dòng)作，
 

　　故障判斷和檢修過(guò)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(cè)電機(jī)繞組阻值均正常，手輪搖執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作正常。檢測(cè)的結(jié)果都正常就是通電時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)，此時(shí)懷疑電機(jī)的轉(zhuǎn)子，把電機(jī)拆開(kāi)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子用手都擰不動(dòng)，原來(lái)轉(zhuǎn)子和電機(jī)端蓋之間已有一層堅(jiān)固的灰，把這層灰清除之后，加上一點(diǎn)潤(rùn)滑油，用手就可以擰動(dòng)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。