標題RHA電動執行系統的應用及問題處理

    1 概述

    RHA系列電動角行程執行機構是重慶四川儀表總廠于上世紀90年代引進德國H&B公司制造技術生產的。由于其運行穩定可靠，故障率低，維護量小而大量用于風門、液力耦合器、閥門等的開度或速度控制上。

    2 RHA 電動執行系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制系統一般由調節器、手操器、功率控制器（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后，經過PI調節后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） 功率控制器（KE3）

    KE3是一種帶有比例特性的位置控制器，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制的脈沖，因此可以遠距離地控制電機的轉矩。

    位置偏差ΔU>0.7%時，伺服電機達到額定轉矩。ΔU在（0-0.7）%的范圍內時，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內設置有轉速控制回路。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，以達到控制的目的。

    S&F伺服電機有兩個6極對稱定子繞組，它們的工作方式相當于單相電容式電機，其繞籠式轉子具有阻尼特性，可使電機在整個速度范圍內的功耗是恒定的。由于這個原因，即使電機在滿負載運行或在堵轉的情況下均不會產生過熱。電機是防堵阻的，不需要與定位或轉矩相關的切斷開關。

    位置發送器的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變成直線運動，再通過差動變送器和放大電路，使直線運動轉變為與位移成比例的電信號。根據需要可選S2（兩線）或S4（四線）制。位置發送器的壓簧靠其自身的彈力與齒盤面接合，其齒合處位置可通過轉動軸進行粗調，然后通過電路板上的零點電位器進行微調。

    3 執行系統的安裝與調整

    執行機構應緊固在抗震、抗擠壓的臺面上。安裝時應采用合適的緊固螺栓固緊，防止松動。如有可能應先安裝在終端控制器上。執行機構安裝完成后，機構驅動杠桿的旋轉角度可根據現場實際調節范圍，通過調整機械限位止檔來限制。這樣可防止終端控制器的過載力對執行機構造成損害。

    位置發生器通過齒盤、壓簧與機構相連接。要注意壓簧的初壓力。安裝位置發生器時如果初壓力不足，則可以小心地再彎曲壓簧，使之與齒盤結合緊密。調零時，通過手輪，把輸出軸調節到相應的位置，與此同時觀察位置發生器的輸出。壓簧與帶齒圓盤相嚙合，轉動轉軸可調節接合處壓簧與帶齒圓盤的相對位置（粗調）。然后通過調節零點電位器進行微調使輸出電流I=4mA。為了保證工作的可靠性，壓簧既要保持足夠的壓力，又不能壓得太緊，必要時可以調節壓簧。調滿度時，把輸出軸調節到另一個終點，通過調節量程電位器進行微調，使輸出電流I=20mA。來回反復調整幾次，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，反相后，零點、量程必須重新調整。

    4 常見問題及處理

    一般情況下，整個執行系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）只能單方向調節；開度只能增大，或開度只能減��；（3）干脆不能調，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，由于沒有反饋信號，執行機構總在高限，怎么也調不下來。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復。的檢查電路板上的二極管是否被擊穿（大部分是這個故障）。更換二極管后，反饋板即可恢復工作。

    （2）壓簧松脫。由于振動的原因，固定位置發送器的兩個螺絲松脫，無法得到反饋信號。重新擰緊螺絲，使壓簧與帶齒圓盤相嚙合緊密，則可正確反饋信號。

    2）端子碳化、短路故障

    由于振動或密封不嚴，用于連接電機的32針端子、電機上接線端子、電機內接線端子松動，造成線頭松脫。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，防止線頭松脫。一旦出現碳化跡象，及時更換。

    3）功率控制器（KE3）故障

    當功率控制器（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：檢查處理短路后更換保險。（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后正常。

    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電動執行系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。