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电动执行机构动力电源电压低电机不能常运转的原因分析
2017-11-16 13:42 中国泵阀制造网 作者:中国泵阀第一网信息部 点击:1581
【中国泵阀制造网 行业论文】当由力矩控制的电动阀处于关闭位置,主控发出开(动)操作命令时,阀门的电机主轴端部齿轮带动齿轮传动机构,再通过一级或多级蜗轮蜗杆传动机构,将转矩通过固定的减速比传递给蜗轮,使电机的高转速、小力矩转换为蜗轮的低转速、大力矩。然后由蜗轮带动连轴器、阀杆螺母转动,由于阀杆螺母被轴承室及轴承的限制,不能做径向及轴向的位移运动,迫使其只能围绕自身轴线转动...

前言

M形电动执行结构由内部的3个机械传动齿轮相互咬合,组成蜗杆传动,并在阀门腔的下方和涡轮相连接。正常情况下,涡轮和蜗杆处于电动咬合状态。在阀腔的侧面有一个圆柱形力矩传动杆,力矩传动杆内置复位弹簧。阀门在电动开(关)到位后,由于阀门本体不再转动,电机继续运转,带动蜗杆上的力矩传动轮传动,从而使力矩传动杆在力矩传动论的作用下发生位移,带动力矩凸轮转动,使力矩压片和限位开关动作,切断电源使电机停止工作。控制方式分为02和03控制。

02控制方式:开限位控制阀门的开启,关限位控制阀门的关闭,开、关力矩起保护作用;

03控制方式:阀门打开时,限位开关起控制阀门的开启作用,开力矩起保护作用;阀门关闭时,关力矩起控制阀门关闭,关限位起反馈信号等作用(图1)。

图1 M形电动头原理图


图1  M形电动头原理图


设备在长时间的运转过程中,由于各部件老化、设备振动、环境影响等,而发生各种故障。针对每一故障进行分析,不断总结经验,既可提高设备运行效率,也可提升维修人员处理故障的能力。

1电动执行结构的工作过程

当由力矩控制的电动阀处于关闭位置,主控发出开(动)操作命令时,阀门的电机主轴端部齿轮带动齿轮传动机构,再通过一级或多级蜗轮蜗杆传动机构,将转矩通过固定的减速比传递给蜗轮,使电机的高转速、小力矩转换为蜗轮的低转速、大力矩。然后由蜗轮带动连轴器、阀杆螺母转动,由于阀杆螺母被轴承室及轴承的限制,不能做径向及轴向的位移运动,迫使其只能围绕自身轴线转动,这时阀杆螺母迫使阀杆向上运动,达到开阀的目的。当阀门开启的瞬间,关力矩开关复位,再向上开启数秒后关限位开关复位,然后继续向上开启,直至开限位开关动作,正常情况下,此时阀门停止动作,如果开限位开关失效,阀门会继续向上开启,直至开力矩开关动作。阀门关方向操作与关方向原理,与其相同。

2电动执行结构的组成

(1)箱体,阀门电动头的箱体具有较好的防护性能,可用于户外、防爆、防火等。箱体可采用灰铸铁、铝合金材料等。

(2)传动机构,主要起到减速器的作用,可将专用电机的高速度降为对阀门的操作速度。采用齿轮传动,具有传动平稳、传动比精确、工作可靠、效率高、选用速度和尺度范围广等优点。缺点是传动距离小、需要经常润滑。

(3)行程控制机构,主要是控制阀门电动头的断电、反馈信号等,以起到保护作用。执行结构一般为棍柱式和凸轮式,调节图1 M形电动头原理图型电动头通过变送器模块进行反馈阀门位置。

(4)力矩控制机构,主要用于强制密封式阀门、控制阀门的关闭位置,在电动头出现故障时能及时切断电源。力矩开关的触发结构有弹簧式旋转触压和轴式旋转触压,在03控制时,由于弹簧旋转式的反作用力,会经常出现报警。

(5)开度指示机构,包括装置本体上的就地开度指示和遥控时间控制室OM画面的开度指示。就地指示由指针和刻度盘组成,通过机械传动体现在指示器上,显示比较直观;OM画面一般只有调节阀才有开度指示,大多情况下是由电位器的变化进行反馈。

(6)电机,运行特点是高启动转矩,低惯性和短时工作。

3常见故障及处理方法

3.1电动阀门在OM画面指示不正确

(1)原因分析。通过此现象可以判断阀门本体密封性,以及阀门本体、电动头机械部分可操作性均保持良好,此类问题比较常见,缺陷原因是电动头限位开关的动作点与阀体的实际位置不一致,需由机修人员重新调整限位开关。

(2) 处理方式。打开箱体用手动方式将阀门摇到全关位置,如果是02控制的电动阀,需要开关触发结构把关限位开关压下;如果是03控制电动阀,需要开关触发结构把关力矩开关压下。

3.2阀门开启时达不到指定位置

(1)原因分析。阀门电动、手动皆不能使阀门打到全开位置,且开启力矩较大,故障判断是阀杆螺母螺纹有部分损坏;螺距不均匀;有异物卡涩在阀门内部。

(2)处理方式。如果是阀杆或阀杆螺母螺纹有损坏,应及时更换;如有异物卡涩,需对阀门进行解体清楚异物,并从源头加以解决。

3.3阀门开启位置与设计流量不成比例

(1)故障原因分析。调节阀开度<10%和>80%时流量变化不大,开度达到10%时流量已达80 t/h,开度在50%时流量为250 t/h,已大大超过设计流量。发生原因是仪控在画面上的模拟信号与实际反馈信号不一致;阀体各连接传动件的间隙较大;限位开关动作不准确,需重新调整。

(2)处理方式。仪控和阀体故障,应由相关专业人员配合进行处理;限位开关动作不准确,可手动将阀门摇到开位或关位,根据控制方式调整限位开关的位置,使开关和阀门位置相一致。

3.4阀门卡涩故障报警

(1)原因分析。阀门的卡涩分为“假卡”和“真卡”2种状态。“假卡”的表现形式是:主控OM画面显示不可操作,但用手动方式旋转几圈后,阀门又可以服从主控操作。

产生原因为:

①阀门关力矩设定过大,开限位设定过于滞后,关闭过紧或开力矩动作出现卡涩。

②阀门在电动关闭后,又人为的进行关闭使阀门出现卡涩。“真卡”的表现形式为:主控OM画面无法控制,采用手动后阀门仍然无法操作。

该现象产生的原因:

①阀门丝杆变形。

②电动头内部传动部分锈蚀

③阀腔内部有异物卡住阀瓣,使阀门无法正常开启和关闭。

(2)处理方式。针对假卡现象,需要按照要求调整开关力矩值,但由于此力矩值在出厂前已按照设计要求设定好,所以在调整时应按照厂家提供的设备维护手册进行。对于真卡故障,需要根据故障的具体原因进行分析和处理,更换损坏的部件或对异物进行清理。

3.5动力电源电压低电机不能常运转

(1)原因分析。故障主要出现在调节型电动阀,故障原因多为模块故障。

(2)处理方式。断开电机主接线,测量模块输出电压,正常数值应为一相对地电压约230 V,另两向对地电压约130 V。如果测量电压有两相明显<130 V时,应确定为模块故障,应由仪控人员更换此模块。

3.6就地阀门不传动,电机升温过快

(1)原因分析。因为电机的电源缺相,此现象出现后应立即拉下开关,以免烧毁电机。缺相原因是端子虚接、电缆断路,以及空气开关、接触器、热继电器的某一相触点接触不良等。

(2)处理方式。

①紧固每个接线端子。

②断电状态下,用万用表测量每个触点的电阻,根据阻值大小找出存在故障的点,并进行更换。

3.7阀门运行到全关全开时OM画面阀位漂移

(1)原因分析。此类故障多出现在调节阀上,阀位的开启程度通过变送器输出电流的大小反馈到OM画面,变送器的输出值为(4~20)m A,对应阀门的开度为0~100%,当阀门处于全关闭位置时,对应的开度应为0,变送器的输出电流值为4 m A。当变送器出现不稳定时,就会出现阀位的变化,变化允许值为±1%,如果超出这个值就会出现无显示的情况。

(2)处理方式。将阀门摇到全开位置,将万用表的电流档和变送器输出线串接,测量输出电流值。微调变送器开关将输出电流值调到20 m A,匀速摇动阀门至关闭状态,当阀门到达全关位后测量变送器输出值,正常情况应为4 m A。如果阀门在匀速转动时电流不能呈线性变化或跳动较大,可判断为该变送器工作不稳定,容易出现电流飘动,应进行更换。

3.8阀位到达某一值时出现跳自动

(1)原因分析。出现该情况的阀门是自动调节阀,因为阀位变化不是操纵员手动进行操作,而是根据测量的相关数据,按照要求通过换算转换成打开阀门的开度。当测量的数据不符合要求时,就会根据相应的逻辑关系开启或关闭阀门。如果在运行中阀门收到脉冲,但阀位未出现变化时就会出现跳自动的现象。

(2)处理措施。故障原因是阀门卡涩或变送器有故障,可按照阀门卡涩及电流飘动故障现象进行处理。

4总结

由于核电系统的复杂性,电厂的运行需要满足各系统不同的控制方法和使用要求。在阀门的使用过程中,电动执行机构作为阀门的动力源,在电厂使用十分广泛,但由于阀门的工作环境、压力、流量、温度不同以及设备的磨损等,在长时间运行过程中就会出现各种故障,所以缺陷处理也是维修中的重点工作。

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(来源:中国泵阀第一网)

本文标签: 电动执行机构 
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