Анализ типичных неисправностей и устранение неисправностей электроприводов клапанов

Электропривод в основном состоит из платы питания, основной платы, датчика перемещения, устройства измерения крутящего момента, контактора переменного тока или преобразователя частоты, двигателя и редуктора. Электропривод использует небольшой двигатель для привода червячной передачи в редукторе первой ступени, способном обеспечивать многооборотное, угловое или линейное перемещение клапана. Выходное движение привода определяется характеристиками управляемого клапана.
Если рабочий крутящий момент, требуемый для управляемого клапана, особенно высок, например, более 2000 Н·м, обычно добавляется редуктор второй ступени. Электропривод непосредственно приводит в действие редуктор второй ступени, который, в свою очередь, приводит в движение клапан. Защита электропривода обычно включает в себя защиту положения клапана, защиту по крутящему моменту, защиту от перегрева двигателя, защиту от опрокидывания двигателя, защиту от сбоев блока управления и защиту от сбоев питания. Поиск и устранение неисправностей следует осуществлять на основе информации о сигналах тревоги, выдаваемых электроприводом.

1. Потеря положения клапана электропривода

Потеря заряда батареи
При использовании инкрементального энкодера для измерения хода привод должен иметь батарею в качестве вспомогательного источника питания. Даже при отключении питания переменного тока инкрементальный энкодер может регистрировать изменения положения клапана электропривода, и положения «полностью открыто» и «полностью закрыто» электропривода не изменятся. Однако при отключении питания переменного тока и разрядке батареи инкрементальный энкодер не сможет регистрировать фактическое изменение положения клапана, что приведет к потере положения клапана. При восстановлении питания переменного тока некоторые производители по умолчанию устанавливают положение клапана на 50%. Некоторые производители, использующие инкрементальные энкодеры, усовершенствовали свои аппаратные средства, добавив конденсаторную цепь. Этот конденсатор накапливает энергию для поддержания положения клапана при отключении питания переменного тока. Однако электропривод невозможно управлять вручную без батареи, в противном случае данные о положении клапана будут потеряны. Поэтому важно своевременно заменять батарею при ее низком заряде.

Повреждение оборудования
Обрыв провода энкодера в электроприводе, низкое входное напряжение энкодера, повреждение шестерен привода перемещения, коррозия на плате энкодера или повреждение компонентов обнаружения и хранения перемещения на материнской плате могут привести к ненормальному изменению положения клапана или его потере. При поиске и устранении неисправностей убедитесь, что входное напряжение энкодера в норме, а затем замените материнскую плату или энкодер перемещения, чтобы последовательно устранить эти проблемы.

2. Отказ крутящего момента электропривода

Отказ защиты по крутящему моменту
Измерение выходного крутящего момента электроприводов в основном включает в себя механические защитные выключатели, расчет крутящего момента на основе тока, напряжения и мощности двигателя, а также защитные устройства на основе датчиков. Механические защитные выключатели по крутящему моменту были широко распространены до 2000 года и являлись переходным продуктом. Некоторые недорогие электроприводы до сих пор используют их. Эти защитные выключатели по крутящему моменту обеспечивают только переключение для защиты по крутящему моменту и не могут предоставлять данные о крутящем моменте в режиме реального времени, что приводит к значительным погрешностям измерения. Для расчета крутящего момента с использованием тока, напряжения двигателя и фазового угла между ними требуется программное обеспечение. Устройства защиты от крутящего момента с датчиками объединяют осевую деформацию первичной червячной передачи привода с датчиком давления. Выходное напряжение датчика давления усиливается печатной платой, а сигнал поступает на плату управления для получения значения крутящего момента привода в режиме реального времени.
Отказ защиты от крутящего момента в первую очередь проявляется отключением питания переменного тока привода, значительным износом червячной передачи привода, изгибом штока затвора или даже поломкой винтов, соединяющих привод с клапаном. Значение защиты от крутящего момента следует сбросить и проверить на калибровочном стенде. При выборе момента клапана крайне важно убедиться, что привод может надежно открывать и закрывать клапан, а также что крутящий момент электропривода не превышает максимального крутящего момента, который может выдержать шток клапана. Это создает определенные сложности при настройке параметров, поскольку максимальный крутящий момент, который может выдержать каждый шток клапана, часто сложно определить. Производители электроприводов часто устанавливают параметры крутящего момента, основываясь на опыте, изначально устанавливая низкое значение защиты от крутящего момента. При срабатывании защиты от крутящего момента значение защиты от крутящего момента увеличивается соответствующим образом до тех пор, пока клапан не сможет нормально открываться и закрываться в холодном состоянии. Если защита по крутящему моменту срабатывает в горячем состоянии, значение защиты по крутящему моменту увеличивается для обеспечения нормального открытия и закрытия в горячем состоянии.

Неисправность защиты по крутящему моменту
При легком ручном управлении электроприводом срабатывает защита по крутящему моменту. После исключения возможности слишком низкого значения защиты по крутящему моменту, для интеллектуальных электроприводов наблюдайте за значением крутящего момента, отображаемым на ЖК-дисплее, или за индикатором, сигнализирующим о превышении крутящего момента. Вращайте в противоположном направлении, и сигнал о превышении крутящего момента должен исчезнуть. В противном случае замените материнскую плату или устройство обнаружения крутящего момента для устранения проблемы. Для механических устройств обнаружения крутящего момента вращайте электропривод в противоположном направлении, чтобы проверить, не отключён ли выключатель по крутящему моменту. Если нет, замените выключатель по крутящему моменту. Если превышение крутящего момента сохраняется даже после установки выключателя защиты по крутящему моменту на максимальное значение, проверьте, не слишком ли мал крутящий момент электропривода.

3. Конкретные причины вращения двигателя электропривода, но отсутствия вращения выходного вала

Электропривод задействуется со стороны ручного управления. После вращения двигателя электропривода коммутационное устройство не срабатывает со стороны двигателя, что приводит к холостому ходу двигателя.
Червячная передача, приводимая в движение электроприводом, изношена и проскальзывает, что приводит к холостому ходу двигателя и остановке выходного вала привода.
Одна из трёх фаз кабеля питания двигателя имеет плохой контакт, что приводит к прерывистому вращению двигателя.
Если двигатель электропривода работает на холостом ходу, убедитесь, что источник питания исправен, откройте главный червячный редуктор электропривода и осмотрите червячную передачу на предмет износа. При значительном износе верните привод на завод для ремонта или замените его новым. Неисправное коммутационное устройство обычно можно отремонтировать на месте, в зависимости от принципа действия коммутационного устройства различных электроприводов.

4. Причины перегрева двигателя электропривода

Частое включение электропривода может привести к перегреву двигателя и срабатыванию защитного устройства.
Обрыв провода или плохой контакт на клеммах терморезисторного датчика температуры могут стать причиной ложного сигнала перегрева.
Повреждённый подшипник ротора двигателя препятствует вращению, что приводит к остановке и перегреву двигателя.
Если подшипник двигателя повреждён, его следует заменить; если датчик температуры повреждён, следует заменить двигатель. Замена одного только датчика температуры требует разборки обмотки статора, что является чрезмерно дорогостоящим мероприятием, потенциально эквивалентным покупке нового двигателя мощностью в сотни ватт.

5. Причины выхода из строя электропривода

Неисправность силовой платы. Силовая плата обеспечивает питание управления главной платой. Неисправность силовой платы может помешать как локальному, так и удалённому управлению.
Неисправность главной платы может помешать выполнению команд управления.
Неисправность источника питания приводит к тому, что электропривод обнаруживает потерю фазы или отсутствие питания, что препятствует работе электропривода.
При таком типе неисправности единственным вариантом является поочередная замена главной платы и силовой платы, поскольку тестирование плат в рабочих условиях, как правило, невозможно.

6. Причины отсутствия полной обратной связи электропривода при открытии/закрытии

Реле конечного положения неисправно и не может надежно замыкаться или размыкаться.
Реле настроено неправильно.
Неисправна материнская плата.
При поиске и устранении неисправностей сначала проверьте правильность настройки положения конечного положения. В случае неисправности реле, если реле положения установлено отдельно, замените его. Если реле положения приварено к материнской плате, замените материнскую плату.