RHA系列電動執(zhí)行機構在鋼鐵廠的應用

　　RHA系列電動執(zhí)行機構是重慶川儀自動化股份有限公司執(zhí)行器分公司生產(chǎn)的電動執(zhí)行機構系列產(chǎn)品之一，應用遍及國內(nèi)外冶金、電力、建材、市政、石油天然氣、化工、機械、配套等各領域。我公司煉鐵廠使用了大量該型號執(zhí)行機構，主要應用在熱風爐煤氣調節(jié)和風機風門調節(jié)。

　　RHA電動執(zhí)行機構是具有世界唯一抗堵轉電機和S9工作制式的執(zhí)行機構，由于采用動態(tài)力平衡定位方式，既可用于高精度的連續(xù)調節(jié)控制，也可用于具有較高轉換頻率的三位控制和遠方遙控;機械傳動采用全齒傳動技術，機械效率高達80%以上，是其它同類產(chǎn)品傳遞方式的2-3倍等特點。

1、設備簡介

　　RHA執(zhí)行機構包括下列部件：減速器、手輪、伺服電機、位置發(fā)生器和伺服放大器五部分組成。如圖1所示。

圖1 執(zhí)行機構整機工作原理圖

　　1.1、減速器

　　減速器采用高精度、高效率的多級平齒輪傳動，經(jīng)油充分潤滑，把伺服電機的高轉速、小力矩轉換為低轉速、大扭矩，驅動輸出軸輸出。

　　1.2、手輪

　　手輪輸入采用差分雙輸入系統(tǒng)，即使在帶電條件下操作也是安全的。

　　當電源故障時，電機制動器自動釋放，鎖住電機轉軸，則手輪軸齒輪和差動齒輪相齒合，此時壓下手輪下邊的止擋，則可以用手輪調節(jié)輸出軸位置(只有當電機被制動閘鎖住時進行手輪操作才有效)。

　　1.3、伺服電機

　　伺服電機具有IEC34規(guī)定的S9工作制式，耐長期堵轉。

　　電機有兩個6極對稱定子繞組，工作方式相當于單相電容式電機，其鼠籠式轉子具有阻尼特性，可使電機在整個速度范圍內(nèi)的功耗是恒定的，不會產(chǎn)生過熱。因此，電機是防堵轉的，不需要與定位或轉矩相關的切斷開關。電機特性曲線見圖2。

圖2 伺服電機特性曲線

　　1.4、位置發(fā)生器

　　位置發(fā)生器是用于連續(xù)定位控制的反饋信號裝置，其4～20mA直流信號輸出與轉角成比例。工作原理是通過一個自動轉換裝置使驅動杠桿的旋轉運動轉變成直線運動，再通過差動變壓器和放大電路，將直線運動轉變?yōu)榕c位移比例的電流信號。

　　1.5、伺服放大器

　　伺服放大器具有位置反饋環(huán)和速度反饋環(huán)的雙環(huán)控制，與執(zhí)行機構構成一個帶有P特性的位置自平衡系統(tǒng)。

　　其中，執(zhí)行機構的位移和調節(jié)信號成比例，調節(jié)信號與執(zhí)行機構的位置反饋信號在放大器的輸入回路進行比較，其差值信號△Y轉換為可對伺服電機供電壓進行控制的脈沖，實現(xiàn)控制電機的力矩調節(jié);同時，在伺服放大器中引入了速度反饋環(huán)，實現(xiàn)執(zhí)行機構動態(tài)力平衡的快速定位�？刂铺匦郧�線見圖3。

圖3 執(zhí)行機構控制特性曲線

2、執(zhí)行機構安裝注意事項

　　首先應將執(zhí)行機構緊固在防振、防擠壓的臺面上。安裝時應采用合適的緊固螺栓固緊，防止松動。

　　特別注意安裝完成后，應將執(zhí)行機構最高處的油塞換成通氣塞，以防止執(zhí)行機構運行產(chǎn)生的內(nèi)壓對密封的損害，如有可能執(zhí)行機構應采用球形鉸鏈連接直接安裝在終端被調節(jié)機構上(閥門等)，減少連接機構的傳動誤差以提高控制精度。

　　如果分開安裝，那么執(zhí)行機構與終端被調節(jié)機構的相對運動會發(fā)生變化，分離安裝也會引起杠桿安裝的變化，增加關閉不嚴的幾率。如圖4所示。

圖4 建議杠桿連接安裝圖

　　執(zhí)行機構在高溫環(huán)境下工作時，必須采取相應的預防措施避免超過工作溫度，比如，在執(zhí)行機構的固定臺面上墊上一層保護隔離物或附加一合適的防護板。

　　執(zhí)行機構的安裝孔尺寸及現(xiàn)場具體情況將執(zhí)行機構放置在與設備相應的位置上，注意執(zhí)行機構輸出臂與閥門應在同一平面內(nèi)，向外小于10度，向內(nèi)小于3度，杠桿與連桿之間的角度在執(zhí)行機構到達終點時必須不小于20度。用卷尺測量設備芯軸與執(zhí)行機構輸出軸的中心距，確定連桿的大概長度，并把連桿與球形絞鏈焊接在一起，將連桿的長度調整到測量所得的長度。

3、調試方法

　　(1)位置調節(jié)：用工具打開位發(fā)罩，斷開放大器短接線的36端和35端，使其處于手動狀態(tài)。通電后進行零位調節(jié)：搖動減速器手輪或使用放大器的手操功能(可借助短接接通端子36-34(+△Y)或端子36-33(-△Y))，將減速器輸出臂運行到零位，先調節(jié)位發(fā)軸6(進行粗調)到接近4mA，然后調節(jié)調零電位器2，使位發(fā)的“+”、“-”端輸出4±0.03mA(用萬用表監(jiān)測)。此時放大器22與23端應為4mA左右。滿位調節(jié)：搖動減速器手輪使用放大器的手操功能將減速器輸出臂運行到滿位，此時電流輸出應上升，否則應撥動S2的反向開關，再調好零位。然后調節(jié)量程電位器1使位發(fā)的“+”、“-”端輸出20±0.03mA(用萬用表監(jiān)測)。此時放大器22與23端應為20mA左右。以上調節(jié)反復進行直到準確為止。見下圖5。

圖5 “S2”位發(fā)

　　(2)加信號調節(jié)進行以下操作：在放大器的29端和30端之間輸入4～20mA的直流信號，電動執(zhí)行機構應在零位到滿位之間正常運轉，并觀察22端與23端應在4～20mA的之間變化。以上數(shù)字若不對，應重新回到項2進行調試。見圖6。

圖6 位置發(fā)送器4-20mA的特性曲線

　　(3)在加信號調試過程中，執(zhí)行機構運動方向與信號輸入方向相反。且執(zhí)行機構不受信號控制，則放大器的第10端和第12端接線應調換，即電機+Y、-Y繞組應調換。

　　(4)在加信號調試過程中，執(zhí)行機構達到平衡點時產(chǎn)生大幅度震蕩，則放大器的第27端和第28端應調換，如還有輕微震蕩，則調節(jié)阻尼電位器。直到運行與顯示完全正常為止。

4、維護規(guī)程

　　(1)常規(guī)維護

　　檢查螺紋連接的松緊

　　檢查制動器的電磁線圈的電流利用短時信號±Y調節(jié)，應清楚地聽到電機制動器發(fā)出“滴答滴答”的聲音，否則應重新調整制動器的氣隙。

　　(2)電機的維護

　　一般情況下，只需對制動器進行調整，而只有在三位控制操作下，才需對制動器進行調整。

　　(3)位發(fā)的調整

　　位發(fā)通過齒盤，壓簧與執(zhí)行機構輸出軸相連，小心調整彎曲壓簧，使之與齒盤結合緊密。

5、故障分析和排除

　　(1)利用手輪在全行程內(nèi)驅動帶終端控制器的執(zhí)行機構，運行困難說明機械存在故障，否則可能是電氣故障。

　　(2)在處理機械故障時，拆開執(zhí)行器和終端控制器的連接，檢查減速器。

　　(3)用信號源電動操作執(zhí)行機構，如執(zhí)行器不動作，檢查電機控制和激磁繞組和電流和繞線阻值。如果正常再檢查電機與手輪的齒合傳動齒輪是否損壞;如不正常電機控制繞組損壞。

　　(4)用信號源電動操作執(zhí)行機構，如執(zhí)行器動作運行困難。檢查電路控制和放大板。

　　(5)用信號源電動操作執(zhí)行機構，如執(zhí)行器動作但無反饋信號輸出。用萬用表測量位發(fā)板信號輸出端，無電流信號輸出則說明位發(fā)板損壞。

6、注意事項

　　(1)對電器接線應檢查兩遍以上，確保接線的正確性。

　　(2)輸出臂與連接桿的最小夾角應大于20度。

　　(3)放大器與調節(jié)器之間的距離最大為400米，放大器與減速器的距離最大為250米。

　　(4)對接線螺釘，出線套螺釘和位發(fā)罩螺釘應擰緊。

　　(5)在操作中要特別注意安全，在帶電情況下決不能用手觸摸放大器的各接線端子，以免發(fā)生觸電傷亡事故。

　　(6)調節(jié)型電動執(zhí)行機構，所使用的手動操作器應為無干接點輸出。

　　(7)接地線必須可靠接地。

7、結束語

　　我廠使用了部分國產(chǎn)DKJ型執(zhí)行器，其采用晶體管技術，恒流輸出特性差，防水防震性能差，電路板經(jīng)常燒壞，信號抗干擾能力差。維護工作量比較大，后來更換了RHA執(zhí)行器后，設備故障明顯下降，維護人員的工作量大幅度減少。提高了控制品質，確保了生產(chǎn)運行受控。

參考文獻

　　[1]賈淑梅，劉振嵩.冶金工業(yè)自動化儀表與控制裝置[J].中國冶金建設協(xié)會.

　　[2]重慶川儀執(zhí)行器分公司.RHA電動電動執(zhí)行機構產(chǎn)品使用說明.