（大唐彬长发电有限责任公司 陕西 咸阳 712000）
摘要：阀门电动执行机构在工业中已广泛使用，但由于生产电动执行机构的厂家众多，工作原理各不相同，工作的可靠性相差很大。因而电动执行机构是一种故障率较高的设备，本人根据自己在工作中的经验，对电动执行机构常见故障进行浅析，提出相应的解决办法。
关键词：绝对编码器 增量编码器 力矩
引言
电动执行机构主要由电源板、主板、行程检测装置、力矩测量装置、交流接触器或变频器、电机、减速机构成，电动执行机构利用小型电机驱动一级减速机构蜗轮蜗杆，向阀门可以输出多回转运动、角行程运动、直行程运动，电动执行机构的运动输出形式由所控制的阀门特性决定。如果所控制的阀门所需的工作力矩特别大，如大于2000 NM,通常再增加二级减速箱，电动执行机构直接驱动二级减速箱，再由二级减速箱驱动阀门运动；电动执行机构的保护通常有阀位保护、力矩保护、电机过热保护、电机失速保护、控制单元故障保护、电源故障保护等，对于故障的处理应根据电动执行机构的报警信息有针对性的进行。
1、电动执行机构阀位丢失：
1．1 电池电源丢失
采用增量编码器计量行程时，执行机构必须有电池作为辅助电源，交流电源消失，电动执行机构阀位的变化仍旧能够被增量编码器检测到，电动执行机构的全开位、全关位不会发生变化，如果交流电源消失，电池电源被耗尽，当电动执行机构实际阀位发生变化时，增量编码器无法检测到阀位的变化，导致阀位丢失，再次恢复交流电源时，部分厂家的产品默认阀位在50%；现在有些使用增量编码器的生产厂家，在硬件上作了改进，增加电容回路，在交流电源消失时，利用电容储存电能将阀位保存，但电动执行机构在无电池供电时，不能手动操作，否则阀位仍旧会丢失。因而在电池电量低时，及时更换电池。
1．2硬件损坏
电动执行机构编码器断线，编码器输入电压过低，行程传动装置齿轮损坏，编码器电路板腐蚀，主板行程检测和储存元件损坏，均能够导致阀位异常变化或丢失，在处理时，确认编码器输入电压正常前提下，用更换主板或更换行程编码器，逐一进行排除。
2、电动执行机构力矩故障：
2. 1 力矩保护拒动
测量电动执行机构输出力矩，主要有机械式保护开关、电机电流电压功率测量计算转矩、传感器式保护装置之分：机械式力矩保护开关在2000年之前使用较多，属于一种过渡产品，现在一些低端电动执行机构仍然使用，该种力矩保护开关仅能够提供开关量，用于力矩保护，不能提供过程力矩实时数据，测量误差较大；利用电机电流电压及电流电压之间的相角计算转矩，需要软件程序来实现；传感器式力矩保护装置，是将电动执行机构一级蜗杆的轴向形变与压力传感器组合起来，将压力传感器输出的电压经电路板放大，再将该信号输入至控制主板，便可得到电动执行机构实时力矩数值。
力矩保护拒动主要表现在执行机构交流电源跳闸、电动执行机构蜗轮蜗杆严重磨损、门杆弯曲变形、甚至电动执行机构与阀门连接螺丝扭断，应重新设定力矩保护值，并用力矩校验台进行校验。在阀门力矩选择时，既要保证执行机构可靠开关阀门，又要求电动执行机构力矩不能超过阀门门杆所能承受的最大力矩，在参数设置时有一定困难，因为每种阀门门杆所能承受的最大扭矩，往往不容易获得，电动执行机构使用厂家常常根据经验进行力矩参数设置，先设定较小力矩保护值，如果力矩保护动作，再将力矩保护参数设定适当增加，直至阀门在冷态能够正常打开和关闭，热态如果力矩保护动作，继续适当增大力矩保护值，保证阀门在热态能够正常打开和关闭。
2. 2力矩保护误动
在电动执行机构手动操作较轻的情况下，出现过力矩保护动作，排除力矩保护值设定过小后，对于智能型电动执行机构，观察液晶屏力矩数值提示或指示灯显示过力矩信息，通过向相反的方向转动，则原方向过力矩信号应消失。否则应更换主板或力矩检测装置，逐一排除。
对于机械式力矩检测装置，将电机执行机构向相反的方向转动，检查力矩开关应该断开，否则，应更换力矩保护开关；对于已将力矩保户设定至最大值，仍出现过力矩，则应考虑电动执行机构是否力矩选型过小。
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3、电动执行机构电机转动，执行机构输出轴不转动，具体原因可能有：
3. 1 电动执行机构啮合在手动侧，电动执行机构电机转动后，切换装置未能啮合至电机侧，导致电机空转。
3. 2电动执行机构所带动的蜗轮蜗杆出现磨损打滑，导致电机空转，执行机构输出主轴不转动。
3. 3电机电源线三相有一相接触不可靠，导致电机时转时不转。
对于电动执行机构电机空转，判断电源无故障后，必须打开电动执行机构一级蜗轮蜗杆箱，检查蜗轮蜗杆磨损情况，如果磨损严重，只能返厂修复，或更换新的电动执行机构；切换装置故障，根据不同电动执行机构切换装置工作原理，一般可以在现场修复。
4、电动执行机构电机过热故障，原因可能有：
4. 1电动执行机构频繁操作，导致电机真实过热，引发保护动作。
4. 2热电阻型测温元件断线或接线端子接触不良，误发电机过热信号。
4. 3电机转子轴承损坏无法转动，由电机堵转引起电机过热。
对于电机轴承损坏，应更换轴承；测温元件损坏时，则应更换电机，因为单独更换测温元件需拆开定子线圈，代价过大，费用足够购买一台新的功率数百瓦电机。
5、电动执行机构就地、远方均无法操作，原因可能有：
5. 1电源板故障，电源板向主板提供控制电源，如果电源板故障，有可能导致远方就地均无法操作。
5. 2主板故障，可能导致控制指令无法执行。
5. 3电源故障，电动装置检测到电源缺相或无电源，电动执行机构无法操作。
对于此类故障，只能用更换主板、电源板逐一排除，因为使用场所，一般不具备对电路板进行测试的条件。
6、电动执行机构无全开全关反馈，原因可能有：
6. 1终端位置继电器故障，不能可靠闭合或打开。
6. 2继电器设置不正确。
6. 3主板故障。
处理时，先进行终端位置设置检查，确保设置正确；对于继电器故障，如果位置继电器独立安装，则更换位置继电器；如果位置继电器与主板焊接在一起，则更换主板。
7 结论
我国电动执行机构的制造技术最初由国外引进，上世纪五六十年代，电动执行机构和阀门分开，电动执行机构通过笨重的传动杆间接控制阀门，执行机构没有力矩保护，依靠电机保护来防止过力矩。上世纪八十年代开始，电动执行机构逐步形成了智能一体化，控制单元、电机、减速机安装在一起，电动执行机构直接安装在阀门上，控制、保护获得了极大完善。当今高端电动执行机构已采用变频控制技术，控制进一步智能化。电动执行机构可靠程度主要取决于主板、电源板制造水平，极其重要的设备我国采用德国、英国进口电动执行机构，价格通常是国产电动执行机构的两倍，一般场合，国产电动执行机构可广泛使用，但考虑到电动执行机构的可靠性，建议使用绝对编码器的电动执行机构。电动执行机构采用绝对编码器时，无论有无交流电源，电动执行机构的阀位一般不会丢失，因为执行机构每一位置都有唯一对应的数码，当执行机构的开关位置确认后，其绝对位置就会储存在永久记忆元件中，电动执行机构再次上电，实际阀位可以立即读取，大大降低了电动执行机构故障率。
参考文献
[1]德国西博思电动执行机构使用说明书SIPOS 5 FLASH 2007年5月版
[2]英国ROTORK电动执行机构 出版日期 2002年3月版
[3]德国DREHMO-MATIC一体化电动执行机构安装、维护、调试手册 2007年1月版
[4]瑞基RAII系列电动执行机构安装使用说明书。.
论文作者:高新河
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/19
标签：执行机构论文; 力矩论文; 电机论文; 编码器论文; 阀门论文; 故障论文; 主板论文; 《电力设备》2016年第6期论文;