电动执行机构控制原理.docx

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电动执行机构控制原理

电动执行机构电气控制原理

一、电动执行机构概述：

执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。

主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。

按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。

电动阀门的驱动装置，用以控制阀门的开启和关闭。

它可以准确地控制指令动作，是对阀门实现远控、集控和自动控制的必不可少的驱动装置。

安化公司多使用的是DZW型阀门电动装置，具有防尘、防水、防腐性能。

二、技术条件和性能参数

1、技术条件

环境温度：

-20℃～60℃

相对温度：

不大于95%（25℃时）

工作环境：

无易燃易爆和强腐蚀介质

防护等级：

IP55，IP65（特殊订货）

电源：

380V50Hz（特殊要求可在订货时提出）

三、结构

阀门电动装置由六个部分组成，即电机、减速器、控制机构、手—电动切换

机构、手轮部件及电气部分，其传动原理见图一。

1、电动机：

采用YDF2-W户外型三相异步电动机，该电机为短时工作制，额定持续

工作时间为10分钟。

2、减速器：

由一对正齿轮和蜗轮付组成，电动机的动力经减速器传速给输出轴。

图一传动原理图

1、电机2、3正齿轮4、蜗杆

5、蜗轮6、输出轴7、8伞齿轮

9、行程控制机构10、中间齿轮11、可调式开度指示器

12、蜗杆上环槽13、曲拐14、转矩控制机构

15、碟簧组

3、控制机构：

由转矩控制机构、行程控制机构及可调式开度指示器组成，用以控

制阀门的开启和关闭及阀位指示。

（1）转矩控制机构（图二）：

由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、支板和微动开关组成。

当输出轴受到一定的阻转矩后，蜗杆除旋转外，还产生轴向位移，带动曲拐旋转，同

时使碰块也产生一角位移，从而压迫凸轮，使支板上抬。

当输出轴上的转矩增大到预

定值时，则支板上抬直至微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装置输出转矩的控制。

转矩控制机构（图二）

（2）行程控制机构（图三）：

由十进位齿轮组、顶杆、凸轮和微动开关组成，简称计数器。

其工作原理是由减速箱内的一主动小齿轮（Z=8）带动计数器工作。

如果计数器按阀门开或关的位置已调整好，当计数器随输出轴转到预先调整好的位置（圈数）时，则凸轮将被转动90°，压迫微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装置行程（转圈数）的控制。

为了控制较多转圈数的阀门，可调整凸轮转180°或270°再压迫微动开关动作。

行程控制机构最多可提供四对微动开关。

即开方向有四只微动开关，其中有四

个常开接点、四个常闭接点；关方向有四只微动开关，其中有四个常开接点、四

个常闭接点，均引接到电动装置的接线端子上，能满足电站各种控制线路的要求。

（3）可调式开度指示器（图四）

由减速齿轮组、调节齿轮、阀门开度表盘、凸轮、微动开关及电位器组成。

在

现场调试时，可根据所配阀门开关的圈

数，将调节齿轮调整到所需位置，并与

减速齿轮组啮合（在立柱上有所需圈数

的数字）。

当阀门在开启或关闭过程中，

开度盘经减速后转动，指示阀门的开关

量，指示角度与阀门开关量同步。

电位

器的动作与开度盘同步，供远传指示阀

门位置用。

根据用户需要，可增设中途

开关。

开度指示器内设一微动开关和一

凸轮。

当电动装置运转时，凸轮转动使

微动开关周期性动作，可使控制操作指

示灯闪烁，以示电动装置的工作状态。

根据我厂提供的控制原理图，该指示灯可显示五种工作状态：

①阀门处于全开状态，红灯常亮，绿灯熄灭；

②阀门处于全关状态，绿灯常亮，红灯熄灭；

③阀门处于开启过程中，红灯闪烁，绿灯亮；

④阀门处于关闭过程中，绿灯闪烁，红灯亮；

⑤当阀门在启闭过程中，如中途停止，则红绿灯皆亮。

4、接线端子

接线端子采用国际先进结构设计制作，接线可靠、操作方便、绝缘材

料介电强度高，机械强度好，本产品共设51芯接线端子（动力线3芯端子，控制

线48芯端子），电动装置所有电气元件的接点均引接到端子上，供用户选用。

5、手一电动切换机构（图五）：

为半自动切换，电动转变为手动操作需扳动切换

手柄，而由手动转变为电动时系自行进行（不需要扳动切换手柄）。

由电动变为手

动时，即用人工把切换手柄向手动方向推动，使输出轴上的中间离合器向上移动，

压迫压簧。

当手柄推到一定位置时，中间离合器脱离蜗轮与手动轴爪啮合，则可

使手轮上的作用力通过中间离合器传到输出轴上，即成为手动状态。

手动变为电

动时为自动切换，当电机旋转带动蜗轮转动时，直立杆立即倒下，在压簧作用下

中间离合器迅速向蜗轮方向移动，与手轮轴脱开，与蜗轮啮合，则成为电动状态。

手一电动切换机构（图五）：

1.蜗杆2.手轮3.中间离合器4.压簧5.框架6.直立杆

7.蜗轮8.凸轮9.切换手柄10.切换轴11.切换块

6、手动部件：

由手轮和手动轴组成，供安装调试和处理故障等需手动时使用。

本装置的手动速比有：

（1）1200牛顿米及以下规格的手动速比为1:

1，即为手轮转一圈，输出轴也转一圈；

（2）1800牛顿米及以上规格的手动速比见性能参数表。

手动速比小，有利于调速和迅速处理故障。

手轮上允许适当使用加力杆，1200牛顿米以下电动装置（DZW5A除外）也可以切断电源后旋下蜗杆端部的压花螺帽，按指定方向用扳手扳动方榫旋转，此时速比约25:

1，使阀门松动后再使用手轮。

四、电气控制部分

本装置的电气控制是根据电力部规划设计总院制定的阀门电动装置《95典设线路》，随着电站自

动化程度的提高，要求电装能够提供较多的控制点，满足计算机控制的设计。

需要，为此本装置在控制方面作了较大的改进，在行程控制机构上最大可增设四组（开、关方向各四只）微动开关（特殊订货时），设有51芯接线端子，装置内的电气元件均引接到端子（见端子接线图），用户可根据自己的控制线路选用。

（图十三、十四、十六）

另外，根据用户要求，提供非典设的接线形式，即在行程控制机构上设两组开、关方向各二只）微动开关，27芯接线端子，该接线形式的电动装置可实现基本控制功能（图十五）。

图十三～图十六中的有关电气元件名称，代号等见表二。

注：

TH为电机内热敏开关，RT为电装内空间加热器，TH和RT根据用户要求提11供（标准配置不提供）

五、电动阀门的调试方法

打开阀门端盖，测量电机绝缘电阻和直流电阻，检查接线紧固无松动

将阀门置于中间位置,断开动力电源,检查控制回路行程开关,转矩限制机构

合上电源开关,检查电机转向

将阀门置于全关位置,调整关行程开关或者关转规矩限制机构

手动开阀门,然后电动关.校验关行程能否正确切断电机电源，使阀门关停在指定位置

将阀门置于全开位置,调整关行程开关或者开转规矩限制机构

手动关阀门,然后电动开，校验关行程能否正确切断电机电源，使阀门开停在指定位置

电动阀门，记录阀门开关动作时间

至集控室内，要求运行人员DCS远程操控制阀门开关，检查DCS画面是否正常

1、手动关严阀门（顺时针关，逆时针开）

2、用螺丝刀将行程控制机构中顶杆推进并旋转90度，使主动小齿轮与计数器个位齿轮组脱开

3、用螺丝刀旋转“关”向调整轴，直到凸轮压住弹性压板迫使微动开关动作为止

4、松开顶杆，使主动齿轮和个位齿轮正确啮合，用螺丝刀左右调整应不能旋转。

5、在关方向调整后，用手将阀门开到所需位置。

6、重复上述步骤：

脱开行程控制机构，按箭头方向旋转“开”向调整轴，直至微动开关动作

7、松开顶杆，使主动齿轮和个位齿轮正确啮合，用螺丝刀左右调整应不能旋转。

设定关阀限位

将就地执行器的红色选择“现场控制”，压下手动——电动手柄，置于手动位置。

旋转手轮至关闭指定位置，用遥控器设置进入调整模式

用遥控器选择进入行程控制设置界面

按确认键盘，当屏幕黑色线闪烁，全

关指示灯点亮，关闭限位则设定。

检查：

用手轮向关方向旋转一圈，此时黄色指示灯应点亮，关阀位置指示灯应熄灭，将手

轮向关方向旋转一圈，此时关阀指示灯应点亮，黄色指示灯应熄灭。

恢复：

将就地执行器的红色选择器逆时针旋转至“远程”控制，退出设定模式

设定开阀限位

将就地执行器的红色选择“现场控制”，压下手动——电动手柄，置于手动位置。

旋转手轮至开指定位置，用遥控器设置进入调整模式

用遥控器选择进入行程控制设置界面

按确认键盘，当屏幕黑色线闪烁，全

开指示灯点亮，开限位则设定。

检查：

用手轮向关方向旋转一圈，此时黄色指示灯应点亮，关阀位置指示灯应熄灭，将手

轮向关方向旋转一圈，此时关阀指示灯应点亮，黄色指示灯应熄灭。

恢复：

将就地执行器的红色选择器逆时针旋转至“远程”控制，退出设定模式

注：

一般阀门调试过程中容易发生的问题

1、保证阀门关闭的严密性

关不严：

跑、冒、滴、漏现象影响机组自动化程度，直接影响机组的经济效益。

行程定位有偏差（D500/8=62.5圈）（读秒）定位方式有问题（力矩控制的阀门靠行程，机械定位不准确）阀门本身关闭力矩不足、在调试过程中对力矩定值的设定有问题（阀门选型）阀门操作过程中由于零部件损坏或者阀腔内有异物发生故障（阀杠内有异物）

2、保证阀门可靠的开启

阀门关严后,由于介质和环境温度的变化,阀门部件的热膨胀会使得阀瓣和阀座之间的压力变大.因此阀门关闭后重新开启所需要的操作转矩要比关闭阀门所需要的力矩大的多

3、保证不出现的误操作

控制回路中应该增加电气闭锁，当转矩开关复位后即使控制指令是长信号也不会继续开启已经关闭的阀门。

六、使用和检维修

1.电动执行机构使用前应认真仔细阅读使用说明书按规定的检验方法，进行检查和校验。

2.电动执行机构的减速器应根据现场使用环境加注合适的润滑油。

3.电动执行机构投入运行前应检查现场电源电压是否与规定相符。

同时按规定的电器安装接线图检查接线，拆线时，做好标记并包扎好，接线时，按照拆线的顺序接回并注意线头编号，各接线端子接线应牢靠。

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