RHA係列電動角行程執行機構是重慶四川儀表總廠於上世紀90年代引進德國H&B公司製造技術生產的。由於其運行穩定可靠,故障率低,維護量小而大量用於風門、液力耦合器、閥門等的開度或速度控製上。
2 RHA 電動執行係統的組成及功能簡述
一個完整的以電動執行器作為執行機構的連續控製係統一般由調節器、手操器、功率控製器(伺服放大器)、執行機構(包含位置發送器)四部分組成。圖1是結構框圖,各部分功能如下:

(1)調節器
調節器接受被控對象的輸入信號後,經過PI調節後輸出調節信號到手操器。
(2)手操器
接受調節器來的信號,輸出到KE3、完成手動、自動的轉換,反饋和調節信號的指示及手動調節的工作。
(3) 功率控製器(KE3)
KE3是一種帶有比例特性的位置控製器,執行機構的位移與調節信號成比例,調節信號與執行機構的位置反饋信號在KE3的輸入回路進行比較,其差值信號ΔU轉換為可對伺服電機供電電壓進行控製的脈衝,因此可以遠距離地控製電機的轉矩。
位置偏差ΔU>0.7%時,伺服電機達到額定轉矩。ΔU在(0-0.7)%的範圍內時,轉矩與U成正比。在定位過程中,伺服放大器減少電機轉矩,直到電機的力矩和過程所要求的力矩達到平衡,執行機構的動作停止。
為了保持定位的穩定,在KE3內設置有轉速控製回路。采自轉速傳感器與轉速成正比的電壓信號,在KE3中經放大形成定位過程的動態阻尼。
(4)執行機構
整個執行機構由三個重疊齒輪、伺服電機及位置發送器組成。
三個重疊齒輪是執行機構的減速裝置,伺服電機通過重疊齒輪來驅動輸出軸,以達到控製的目的。
S&F伺服電機有兩個6極ji對dui稱cheng定ding子zi繞rao組zu,它ta們men的de工gong作zuo方fang式shi相xiang當dang於yu單dan相xiang電dian容rong式shi電dian機ji,其qi繞rao籠long式shi轉zhuan子zi具ju有you阻zu尼ni特te性xing,可ke使shi電dian機ji在zai整zheng個ge速su度du範fan圍wei內nei的de功gong耗hao是shi恒heng定ding的de。由you於yu這zhe個ge原yuan因yin,即ji使shi電dian機ji在zai滿man負fu載zai運yun行xing或huo在zai堵du轉zhuan的de情qing況kuang下xia均jun不bu會hui產chan生sheng過guo熱re。電dian機ji是shi防fang堵du阻zu的de,不bu需xu要yao與yu定ding位wei或huo轉zhuan矩ju相xiang關guan的de切qie斷duan開kai關guan。
位wei置zhi發fa送song器qi的de工gong作zuo原yuan理li是shi通tong過guo一yi個ge自zi動dong轉zhuan換huan裝zhuang置zhi使shi驅qu動dong杠gang杆gan的de旋xuan轉zhuan運yun動dong變bian成cheng直zhi線xian運yun動dong,再zai通tong過guo差cha動dong變bian送song器qi和he放fang大da電dian路lu,使shi直zhi線xian運yun動dong轉zhuan變bian為wei與yu位wei移yi成cheng比bi例li的de電dian信xin號hao。根gen據ju需xu要yao可ke選xuanS2(兩線)或S4(四線)製zhi。位wei置zhi發fa送song器qi的de壓ya簧huang靠kao其qi自zi身shen的de彈dan力li與yu齒chi盤pan麵mian接jie合he,其qi齒chi合he處chu位wei置zhi可ke通tong過guo轉zhuan動dong軸zhou進jin行xing粗cu調tiao,然ran後hou通tong過guo電dian路lu板ban上shang的de零ling點dian電dian位wei器qi進jin行xing微wei調tiao。
3 執行係統的安裝與調整
執行機構應緊固在抗震、抗kang擠ji壓ya的de台tai麵mian上shang。安an裝zhuang時shi應ying采cai用yong合he適shi的de緊jin固gu螺luo栓shuan固gu緊jin,防fang止zhi鬆song動dong。如ru有you可ke能neng應ying先xian安an裝zhuang在zai終zhong端duan控kong製zhi器qi上shang。執zhi行xing機ji構gou安an裝zhuang完wan成cheng後hou,機ji構gou驅qu動dong杠gang杆gan的de旋xuan轉zhuan角jiao度du可ke根gen據ju現xian場chang實shi際ji調tiao節jie範fan圍wei,通tong過guo調tiao整zheng機ji械xie限xian位wei止zhi檔dang來lai限xian製zhi。這zhe樣yang可ke防fang止zhi終zhong端duan控kong製zhi器qi的de過guo載zai力li對dui執zhi行xing機ji構gou造zao成cheng損sun害hai。
位置發生器通過齒盤、壓ya簧huang與yu機ji構gou相xiang連lian接jie。要yao注zhu意yi壓ya簧huang的de初chu壓ya力li。安an裝zhuang位wei置zhi發fa生sheng器qi時shi如ru果guo初chu壓ya力li不bu足zu,則ze可ke以yi小xiao心xin地di再zai彎wan曲qu壓ya簧huang,使shi之zhi與yu齒chi盤pan結jie合he緊jin密mi。調tiao零ling時shi,通tong過guo手shou輪lun,把ba輸shu出chu軸zhou調tiao節jie到dao相xiang應ying的de位wei置zhi,與yu此ci同tong時shi觀guan察cha位wei置zhi發fa生sheng器qi的de輸shu出chu。壓ya簧huang與yu帶dai齒chi圓yuan盤pan相xiang齧nie合he,轉zhuan動dong轉zhuan軸zhou可ke調tiao節jie接jie合he處chu壓ya簧huang與yu帶dai齒chi圓yuan盤pan的de相xiang對dui位wei置zhi(粗調)。然後通過調節零點電位器進行微調使輸出電流I=4mA。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)工(gong)作(zuo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),壓(ya)簧(huang)既(ji)要(yao)保(bao)持(chi)足(zu)夠(gou)的(de)壓(ya)力(li),又(you)不(bu)能(neng)壓(ya)得(de)太(tai)緊(jin),必(bi)要(yao)時(shi)可(ke)以(yi)調(tiao)節(jie)壓(ya)簧(huang)。調(tiao)滿(man)度(du)時(shi),把(ba)輸(shu)出(chu)軸(zhou)調(tiao)節(jie)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)終(zhong)點(dian),通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)量(liang)程(cheng)電(dian)位(wei)器(qi)進(jin)行(xing)微(wei)調(tiao),使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)I=20mA。來回反複調整幾次,直到滿足要求。
根據實際需要,通過撥動電路板上的開關,位置發生器可實現反相輸出,反相後,零點、量程必須重新調整。
4 常見問題及處理
一般情況下,整個執行係統的故障最終都表現為執行機構不能正確動作。常見的故障有:(1)打到手動能調節,而自動不行;(2)隻能單方向調節;開度隻能增大,或開度隻能減小;(3)幹脆不能調,究其原因,大多數故障都不是電機或機械問題,而是由輔助機構和電子部分故障引起。
1)位置發送器故障及處理
當位置發送器發生故障時,由於沒有反饋信號,執行機構總在高限,怎麼也調不下來。引起這種故障的原因有:
(1)反饋電路板壞。對策:更換反饋板,更換下來的反饋板一般是可以修複。的檢查電路板上的二極管是否被擊穿(大部分是這個故障)。更換二極管後,反饋板即可恢複工作。
(2)壓ya簧huang鬆song脫tuo。由you於yu振zhen動dong的de原yuan因yin,固gu定ding位wei置zhi發fa送song器qi的de兩liang個ge螺luo絲si鬆song脫tuo,無wu法fa得de到dao反fan饋kui信xin號hao。重zhong新xin擰ning緊jin螺luo絲si,使shi壓ya簧huang與yu帶dai齒chi圓yuan盤pan相xiang齧nie合he緊jin密mi,則ze可ke正zheng確que反fan饋kui信xin號hao。
2)端子碳化、短路故障
由於振動或密封不嚴,用於連接電機的32針端子、電機上接線端子、電機內接線端子鬆動,造成線頭鬆脫。得電時出現打火,使端子被碳化,絕緣被破壞,造成短路。這時執行機構正、反兩方向都不能動。對策:采取減振和密封措施,檢查接線端子,防止線頭鬆脫。一旦出現碳化跡象,及時更換。
3)功率控製器(KE3)故障
當功率控製器(KE3)發生故障時,不論在自動還是手動狀態下進行手動操作,執行機構都不會動作。產生這種故障的現象有:(1)保險燒斷。原因是KE3到執行機構之間的線路或執行機構內有短路處。對策:檢查處理短路後更換保險。(2)保險未斷,KE3 內電容.電阻等元器件損壞。發生這種故障的原因一同上,但保險未起保護作用;原因二是現場為堿性環境且保護箱也不嚴密,雨水或清潔水滲入導致KE3內部短路,對策:更換KE3,加強密封和現場管理。KE3 雖也可修理,但要求維修人員技術水平比較高。另還有不知原因的故障,如:KE3內外完好,調節時調到一半調不上去,更換KE3後正常。
4)手操器故障
手操器結構簡單,故障很少。筆者所遇一是手動自動、轉換失靈;一是表頭指針卡死。更換或修理即可。
5)其它故障
其它如人為、調節器、電纜接頭、室內線頭脫落或24V電源等故障也曾發生,相應處理即可。因不是本文重點,在此不再說明。
5 結束語
本文是筆者使用RHA電動執行係統多年的一點總結和體會,希望能給大家的工作帶來一些方便,不足之處請各位專家批評指正。
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