RHA系列電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司執(zhí)行器分公司生產(chǎn)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系列產(chǎn)品之一，應(yīng)用遍及國內(nèi)外冶金、電力、建材、市政、石油天然氣、化工、機(jī)械、配套等各領(lǐng)域。我公司煉鐵廠使用了大量該型號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要應(yīng)用在熱風(fēng)爐煤氣調(diào)節(jié)和風(fēng)機(jī)風(fēng)門調(diào)節(jié)。

　　RHA電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是具有世界唯一抗堵轉(zhuǎn)電機(jī)和S9工作制式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于采用動(dòng)態(tài)力平衡定位方式，既可用于高精度的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，也可用于具有較高轉(zhuǎn)換頻率的三位控制和遠(yuǎn)方遙控;機(jī)械傳動(dòng)采用全齒傳動(dòng)技術(shù)，機(jī)械效率高達(dá)80%以上，是其它同類產(chǎn)品傳遞方式的2-3倍等特點(diǎn)。

1、設(shè)備簡介

　　RHA執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括下列部件：減速器、手輪、伺服電機(jī)、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(jī)構(gòu)整機(jī)工作原理圖

　　1.1、減速器

　　減速器采用高精度、高效率的多級(jí)平齒輪傳動(dòng)，經(jīng)油充分潤滑，把伺服電機(jī)的高轉(zhuǎn)速、小力矩轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速、大扭矩，驅(qū)動(dòng)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(dāng)電源故障時(shí)，電機(jī)制動(dòng)器自動(dòng)釋放，鎖住電機(jī)轉(zhuǎn)軸，則手輪軸齒輪和差動(dòng)齒輪相齒合，此時(shí)壓下手輪下邊的止擋，則可以用手輪調(diào)節(jié)輸出軸位置(只有當(dāng)電機(jī)被制動(dòng)閘鎖住時(shí)進(jìn)行手輪操作才有效)。

　　1.3、伺服電機(jī)

　　伺服電機(jī)具有IEC34規(guī)定的S9工作制式，耐長期堵轉(zhuǎn)。

　　電機(jī)有兩個(gè)6極對(duì)稱定子繞組，工作方式相當(dāng)于單相電容式電機(jī)，其鼠籠式轉(zhuǎn)子具有阻尼特性，可使電機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)的功耗是恒定的，不會(huì)產(chǎn)生過熱。因此，電機(jī)是防堵轉(zhuǎn)的，不需要與定位或轉(zhuǎn)矩相關(guān)的切斷開關(guān)。電機(jī)特性曲線見圖2。

圖2 伺服電機(jī)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(hào)裝置，其4～20mA直流信號(hào)輸出與轉(zhuǎn)角成比例。工作原理是通過一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置使驅(qū)動(dòng)杠桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，再通過差動(dòng)變壓器和放大電路，將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榕c位移比例的電流信號(hào)。

　　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(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)帶有P特性的位置自平衡系統(tǒng)。

　　其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移和調(diào)節(jié)信號(hào)成比例，調(diào)節(jié)信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置反饋信號(hào)在放大器的輸入回路進(jìn)行比較，其差值信號(hào)△Y轉(zhuǎn)換為可對(duì)伺服電機(jī)供電壓進(jìn)行控制的脈沖，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的力矩調(diào)節(jié);同時(shí)，在伺服放大器中引入了速度反饋環(huán)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)力平衡的快速定位。控制特性曲線見圖3。

圖3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制特性曲線

2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝注意事項(xiàng)

　　首先應(yīng)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)緊固在防振、防擠壓的臺(tái)面上。安裝時(shí)應(yīng)采用合適的緊固螺栓固緊，防止松動(dòng)。

　　特別注意安裝完成后，應(yīng)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)最高處的油塞換成通氣塞，以防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行產(chǎn)生的內(nèi)壓對(duì)密封的損害，如有可能執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)采用球形鉸鏈連接直接安裝在終端被調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上(閥門等)，減少連接機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)誤差以提高控制精度。

　　如果分開安裝，那么執(zhí)行機(jī)構(gòu)與終端被調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，分離安裝也會(huì)引起杠桿安裝的變化，增加關(guān)閉不嚴(yán)的幾率。如圖4所示。

圖4 建議杠桿連接安裝圖

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)在高溫環(huán)境下工作時(shí)，必須采取相應(yīng)的預(yù)防措施避免超過工作溫度，比如，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的固定臺(tái)面上墊上一層保護(hù)隔離物或附加一合適的防護(hù)板。

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝孔尺寸及現(xiàn)場具體情況將執(zhí)行機(jī)構(gòu)放置在與設(shè)備相應(yīng)的位置上，注意執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出臂與閥門應(yīng)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(jī)構(gòu)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)必須不小于20度。用卷尺測量設(shè)備芯軸與執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(diào)整到測量所得的長度。

3、調(diào)試方法

　　(1)位置調(diào)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(dòng)狀態(tài)。通電后進(jìn)行零位調(diào)節(jié)：搖動(dòng)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(yùn)行到零位，先調(diào)節(jié)位發(fā)軸6(進(jìn)行粗調(diào))到接近4mA，然后調(diào)節(jié)調(diào)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(shí)放大器22與23端應(yīng)為4mA左右。滿位調(diào)節(jié)：搖動(dòng)減速器手輪使用放大器的手操功能將減速器輸出臂運(yùn)行到滿位，此時(shí)電流輸出應(yīng)上升，否則應(yīng)撥動(dòng)S2的反向開關(guān)，再調(diào)好零位。然后調(diào)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(shí)放大器22與23端應(yīng)為20mA左右。以上調(diào)節(jié)反復(fù)進(jìn)行直到準(zhǔn)確為止。見下圖5。

圖5 “S2”位發(fā)

　　(2)加信號(hào)調(diào)節(jié)進(jìn)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(hào)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)在零位到滿位之間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并觀察22端與23端應(yīng)在4～20mA的之間變化。以上數(shù)字若不對(duì)，應(yīng)重新回到項(xiàng)2進(jìn)行調(diào)試。見圖6。

圖6 位置發(fā)送器4-20mA的特性曲線

　　(3)在加信號(hào)調(diào)試過程中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向與信號(hào)輸入方向相反。且執(zhí)行機(jī)構(gòu)不受信號(hào)控制，則放大器的第10端和第12端接線應(yīng)調(diào)換，即電機(jī)+Y、-Y繞組應(yīng)調(diào)換。

　　(4)在加信號(hào)調(diào)試過程中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到平衡點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生大幅度震蕩，則放大器的第27端和第28端應(yīng)調(diào)換，如還有輕微震蕩，則調(diào)節(jié)阻尼電位器。直到運(yùn)行與顯示完全正常為止。

4、維護(hù)規(guī)程

　　(1)常規(guī)維護(hù)

　　檢查螺紋連接的松緊

　　檢查制動(dòng)器的電磁線圈的電流利用短時(shí)信號(hào)±Y調(diào)節(jié)，應(yīng)清楚地聽到電機(jī)制動(dòng)器發(fā)出“滴答滴答”的聲音，否則應(yīng)重新調(diào)整制動(dòng)器的氣隙。

　　(2)電機(jī)的維護(hù)

　　一般情況下，只需對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行調(diào)整，而只有在三位控制操作下，才需對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行調(diào)整。

　　(3)位發(fā)的調(diào)整

　　位發(fā)通過齒盤，壓簧與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸相連，小心調(diào)整彎曲壓簧，使之與齒盤結(jié)合緊密。

5、故障分析和排除

　　(1)利用手輪在全行程內(nèi)驅(qū)動(dòng)帶終端控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，運(yùn)行困難說明機(jī)械存在故障，否則可能是電氣故障。

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

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

　　(4)用信號(hào)源電動(dòng)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如執(zhí)行器動(dòng)作運(yùn)行困難。檢查電路控制和放大板。

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

6、注意事項(xiàng)

　　(1)對(duì)電器接線應(yīng)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(yīng)大于20度。

　　(3)放大器與調(diào)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(duì)接線螺釘，出線套螺釘和位發(fā)罩螺釘應(yīng)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(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所使用的手動(dòng)操作器應(yīng)為無干接點(diǎn)輸出。

　　(7)接地線必須可靠接地。

7、結(jié)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(shù)，恒流輸出特性差，防水防震性能差，電路板經(jīng)常燒壞，信號(hào)抗干擾能力差。維護(hù)工作量比較大，后來更換了RHA執(zhí)行器后，設(shè)備故障明顯下降，維護(hù)人員的工作量大幅度減少。提高了控制品質(zhì)，確保了生產(chǎn)運(yùn)行受控。

參考文獻(xiàn)

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

　　[2]重慶川儀執(zhí)行器分公司.RHA電動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品使用說明.