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閥門電動執行機構常見故障分析處理

[ 2019-07-17 ]

閥門電動執行機構常見故障分析處理:

電動執行機構主要由電源板、主板、行程檢測裝置、力矩測量裝置、交流接觸器或變頻器、電機、減速機構成,電動執行機構利用小型電機驅動一級減速機構蝸輪蝸桿,向閥門可以輸出多回轉運動、角行程運動、直行程運動,電動執行機構的運動輸出形式由所控制的閥門特性決定。

 

如果所控制的閥門所需的工作力矩特別大,如大于2000 NM,通常再增加二級減速箱,電動執行機構直接驅動二級減速箱,再由二級減速箱驅動閥門運動;電動執行機構的保護通常有閥位保護、力矩保護、電機過熱保護、電機失速保護、控制單元故障保護、電源故障保護等,對于故障的處理應根據電動執行機構的報警信息有針對性的進行。
閥門電動執行機構

 

1、電動執行機構閥位丟失 


 

電池電源丟失

 

采用增量編碼器計量行程時,執行機構必須有電池作為輔助電源,交流電源消失,電動執行機構閥位的變化仍舊能夠被增量編碼器檢測到,電動執行機構的全開位、全關位不會發生變化,如果交流電源消失,電池電源被耗盡,當電動執行機構實際閥位發生變化時,增量編碼器無法檢測到閥位的變化,導致閥位丟失,再次恢復交流電源時,部分廠家的產品默認閥位在50%;

 

現在有些使用增量編碼器的生產廠家,在硬件上作了改進,增加電容回路,在交流電源消失時,利用電容儲存電能將閥位保存,但電動執行機構在無電池供電時,不能手動操作,否則閥位仍舊會丟失。因而在電池電量低時,及時更換電池。

 

硬件損壞

 

電動執行機構編碼器斷線,編碼器輸入電壓過低,行程傳動裝置齒輪損壞,編碼器電路板腐蝕,主板行程檢測和儲存元件損壞,均能夠導致閥位異常變化或丟失,在處理時,確認編碼器輸入電壓正常前提下,用更換主板或更換行程編碼器,逐一進行排除。

 

2、電動執行機構力矩故障


 

力矩保護拒動

 

測量電動執行機構輸出力矩,主要有機械式保護開關、電機電流電壓功率測量計算轉矩、傳感器式保護裝置之分:機械式力矩保護開關在2000年之前使用較多,屬于一種過渡產品,現在一些低端電動執行機構仍然使用,該種力矩保護開關僅能夠提供開關量,用于力矩保護,不能提供過程力矩實時數據,測量誤差較大;

 

利用電機電流電壓及電流電壓之間的相角計算轉矩,需要軟件程序來實現;傳感器式力矩保護裝置,是將電動執行機構一級蝸桿的軸向形變與壓力傳感器組合起來,將壓力傳感器輸出的電壓經電路板放大,再將該信號輸入至控制主板,便可得到電動執行機構實時力矩數值。

 

力矩保護拒動主要表現在執行機構交流電源跳閘、電動執行機構蝸輪蝸桿嚴重磨損、門桿彎曲變形、甚至電動執行機構與閥門連接螺絲扭斷,應重新設定力矩保護值,并用力矩校驗臺進行校驗。在閥門力矩選擇時,既要保證執行機構可靠開關閥門,又要求電動執行機構力矩不能超過閥門門桿所能承受的最大力矩,在參數設置時有一定困難,

 

因為每種閥門門桿所能承受的最大扭矩,往往不容易獲得,電動執行機構使用廠家常常根據經驗進行力矩參數設置,先設定較小力矩保護值,如果力矩保護動作,再將力矩保護參數設定適當增加,直至閥門在冷態能夠正常打開和關閉,熱態如果力矩保護動作,繼續適當增大力矩保護值,保證閥門在熱態能夠正常打開和關閉。

 

力矩保護誤動

 

在電動執行機構手動操作較輕的情況下,出現過力矩保護動作,排除力矩保護值設定過小后,對于智能型電動執行機構,觀察液晶屏力矩數值提示或指示燈顯示過力矩信息,通過向相反的方向轉動,則原方向過力矩信號應消失。否則應更換主板或力矩檢測裝置,逐一排除。

 

對于機械式力矩檢測裝置,將電機執行機構向相反的方向轉動,檢查力矩開關應該斷開,否則,應更換力矩保護開關;對于已將力矩保戶設定至最大值,仍出現過力矩,則應考慮電動執行機構是否力矩選型過小。

 

3、電動執行機構電機轉動,執行機構輸出軸不轉動的具體原因


 

  1. 電動執行機構嚙合在手動側,電動執行機構電機轉動后,切換裝置未能嚙合至電機側,導致電機空轉。

  2. 電動執行機構所帶動的蝸輪蝸桿出現磨損打滑,導致電機空轉,執行機構輸出主軸不轉動。

  3. 電機電源線三相有一相接觸不可靠,導致電機時轉時不轉。

 

對于電動執行機構電機空轉,判斷電源無故障后,必須打開電動執行機構一級蝸輪蝸桿箱,檢查蝸輪蝸桿磨損情況,如果磨損嚴重,只能返廠修復,或更換新的電動執行機構;切換裝置故障,根據不同電動執行機構切換裝置工作原理,一般可以在現場修復。

 

4、電動執行機構電機過熱故障的原因


 

  • 電動執行機構頻繁操作,導致電機真實過熱,引發保護動作。

  • 熱電阻型測溫元件斷線或接線端子接觸不良,誤發電機過熱信號。

  • 電機轉子軸承損壞無法轉動,由電機堵轉引起電機過熱。

     

對于電機軸承損壞,應更換軸承;測溫元件損壞時,則應更換電機,因為單獨更換測溫元件需拆開定子線圈,代價過大,費用足夠購買一臺新的功率數百瓦電機。

 

5、電動執行機構就地、遠方均無法操作的原因


 

  • 電源板故障,電源板向主板提供控制電源,如果電源板故障,有可能導致遠方就地均無法操作。

  • 主板故障,可能導致控制指令無法執行。

  • 電源故障,電動裝置檢測到電源缺相或無電源,電動執行機構無法操作。

 

對于此類故障,只能用更換主板、電源板逐一排除,因為使用場所,一般不具備對電路板進行測試的條件。

 

6、電動執行機構無全開全關反饋的原因


 

  • 終端位置繼電器故障,不能可靠閉合或打開。

  • 繼電器設置不正確。

  • 主板故障。

 

處理時,先進行終端位置設置檢查,確保設置正確;對于繼電器故障,如果位置繼電器獨立安裝,則更換位置繼電器;如果位置繼電器與主板焊接在一起,則更換主板。

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