水厂电动执行器的应用原理及故障处理

梅文迪

（大庆油田水务公司技术开发公司）

摘 要：现代社会经济与科学技术不断发展进步，工业设备也趋向于大型化、智能化、规范化发展，传统的手动控制系统或半自动系统在实际应用中的生产效率交底，参数报警系统以及连锁爆出无法更好的满足现代化生产的综合需求，而电动制定器的出现和应用，促进了控制精度与生产效率的不断提高。本文就水厂电动执行器的应用原理及故障处理进行简要分析，仅供相关人员参考。

关键词：水厂；电动执行器；应用原理；故障处理

电动执行机构作为执行单元，在电动单元组合式仪表中发挥着重要的作用。电动执行机构可以与多种电动操作器进行协调配合，促进无扰动切换模式的形成，从而实现自动调节，在石油化工、电力以及锅炉系统上水等方面均具有良好的应用价值。基于计算机控制系统条件下，电动执行器的稳定性和控制精度是影响自动化控制系统运行可靠性的重要环节，因此在水厂应用中加大力度探讨电动执行器的故障处理是非常必要的。

1 水厂电动执行器的应用原理

就电动执行器的实际应用情况来看，其属于一种自动化控制的几点一体化设备器件，作为一项执行设备，电动执行器处于自动化仪表的终端部位，主要功能是对阀门和挡板等设备进行开关和调节控制，促进工作效率的提升。

电动执行器主要由伺服放大器和执行机构两部分组成，应用原理如图1所示，其中，Ii为输入电流，If为变送器的反馈电流，θ为执行器旋转的角度或位移输出量。

DKJ角形成电动执行器是具有良好应用价值的一种闭合随动系统，能够实现深度负反馈。就电动执行器运行原理来看，伺服放大器将输入信号和位置反馈信号进行对i后，准确把握二者之间的偏差，并加以放大处理，以此作为主要因素驱动两相电机转动。在减速机作用下，输出轴改变转角的过程中，经过位置发送器，促进位置反馈电流的转换，并反馈至私服放大器的输入端。直至输入信号与位置反馈信号之间差值为0时，两相电动机停止转动，此时输出轴处于与输入信号相对应的位置上，并保持稳定的运行状态。

电动执行器是一种智能型电子式变频电动调节阀，也是一种新型的执行机构，对执行器的要求能够自动调节。在调节过程中，变频电动调节阀的阀芯的运行速度在阀位反馈信号和输入信号偏差较大时，阀芯的运行速度是不断变化的，且比普通的电动执行器要快。就电动执行器工作模式来看，电动执行器在实际应用中主要包含就地方式、远程方式以及自动调节方式三种。当执行机构出现故障或紧急事故时，旋钮切到“手动”位置，摇动手轮就可以实现手动操作。遥控方式是把中控室内的操作器切换开关放在“手动”位置时，通过旋转“开”或“关”旋钮发出控制信号控制执行机构正转或反转。

以自动调节方式为例，其控制过程的实现，往往受到输入信号以及位置反馈信号的影响。当输入信号与位置发送器反馈电流均为0时，伺服放大器没有输出电压，电机停转，执行机构输出軸保持良好的稳定状态。当输入信号大于0时，其与系统自身位置反馈电流在伺服放大器中的磁势大小不等，极性相反，极易出现误差磁势，此种情况下执行机构输出轴往往会朝向减少误差磁势的方向运动，直至输入信号与位置反馈信号保持相等。这一条件下，输出轴所处位置与输入信号相对应。

2 电动执行机构的组成及功能

电动执行机构主要由三部分组成，一是电机，主要接受伺服放大器或电动操作器输出，促进电能向机械能的转换，从而完成驱动执行机构的相关动作。二是减速器，主要功能是将电机的高转速、小转矩输出功率向低转速、大转矩输出功率转化，并降低驱动输出臂的转角控制在直角范围内，在联杆作用下通过扭矩来驱动阀板开启。三是位置发送器，其主要在连杆作用下产生轴向位移，调整铁芯在线圈中的具体位置，确保差动变压器出书对应位置电压向直流电流信号进行转换。就电动执行机构中位置发送器的具体情况来看，减速器输出轴的转角位移与位置发送器的输出电流之间保持良好的线性关系。

3 水厂电动执行机构常见鼓掌分析与处理

3.1经常发生电源保险丝被烧断或空开跳闸，执行机构电机不转动故障分析

（1）执行机构大部分都安装在工作环境恶劣、灰尘大、易漏水的地方。或有漏水滴在了电源插座上引起保险丝烧坏或空开跳闸；如：执行机构内部或传输线路有了问题。也可引起空开跳闸，此时，可以把执行机构的插头拔掉以检查是否是其内部还是传输线路的问题。如拔掉该插头后，保险丝不再被烧坏或空开不跳闸，就是其内部有问题，否则很可能是传输线路出了问题。很可能是临近插头的线路受潮，致使电源造成短路。

（2）执行机构电机启动电容击穿、电机绕组短路或开路，此时，更换电容或电机或者查出绕组开路点。

3.2调节器输出变化但执行机构始终不动作故障分析

（1）闭环回路上各连接线有断开或各接点接触不良的现象。

（2）伺服放大器无输出，伺服放大器本体故障，一般在放大器前级，导致伺服放大器无输出。

（3）电机故障造成执行机构不动作，电动执行机构的电机烧坏，或电机绕组损坏；电机绕组断路或短路造成执行机构不动作。有时电机内刹车片断裂，造成电机卡死。导致执行机构不动作。

3.3执行机构在开或关过程中反馈信号实时跟踪阀门当前位置时，反馈信号上下漂移，造成执行机构摆动的故障分析。

（1）当执行机构电机的电动刹车失灵，执行器无法精确定位，容易引起反馈信号漂移。

（2）差动变压器的铁芯连杆锁紧装置松动，输出轴的转角位移与位置发送器的输出电流波动不呈线性关系。

（3）全开位置与全关位置的角度太小，使差动变压器输出过于敏感。适当扩大灵敏度（死区）的设置。

3.4执行机构的动作方向与调节器给定方向相反的故障分析

从调节器给出阀位调节信号，当要求阀位开大时，阀位反馈信号却显示关小了。经检查发现是由于伺服放大器输出的正反转信号线接反造成，这样导致电机该增大输出转角时却反而减小。

3.5阀位输出线性不好或没有输出信号故障分析

（1）导电塑料电位器损坏。调整电位器但电阻值不变化或变化很小。

（2）位置发送器工作不正常，导致电流信号无输出。

4 结束语

总而言之，电动执行机构极易发生多种故障问题，并且以伺服放大器故障为典型代表。为促进伺服放大器可靠性不足等问题的妥善解决，应当对DCS进行合理利用，确保伺服放大器的实际控制功能得到最大程度的发挥，从而保证电动执行器的安全可靠运行，降低事故发生几率。

参考文献：

[1] 王慧，李彦君，吕震 电动执行器的应用原理及故障处理[J]. 《中国仪器仪表》， 2015（2）

[2] 江淑安 探究电动执行器技术在自动控制中的应用[J]. 《河北企业》， 2014（4）：133-133

[3] 梅魁 电动执行器的原理简介及发展趋势展望[J]. 《科技资讯》， 2013（18）：134-135