电动执行机构可分为直行程和角行程两大类,它是自动控制系统中不可缺少的重要设备,其主要任务是将调节器送来的控制信号成比例地转换成直线位移或角位移往带动阀门、挡板等调节机构,以实现自动控制。因而广泛用于电力、冶金、石油、化工等产业部分的自动控制领域。
近10年来,由于广泛采用和吸收微计算机控制、微机械等新技术、新成果与成熟经验,电动执行机构得到迅速发展,现已广泛使用“微机+随动系统”结构模式的微机型电动执行机构,由微处理器完成信号传递、调节参数切换、状态指示、控制量的输出,以进步调节性能、使用及维护保养等方面的灵活性。
一、电动执行机构的可靠性
电动执行机构的可靠性是指它在规定的条件下、规定时间内完成规定功能的能力。
“规定的条件”一般可概括为:
(1)环境条件:指能影响电动执行机构性能的环境特性,如温度、湿度、气压、磁场、机械冲击、振动、粉尘等。
(2)动力条件:指能影响电动执行机构性能的动力特性。
(3)负载条件:指能影响电动执行机构性能的负载特性,如力矩、被控对象的类型与特性等。
(4)使用和维护条件:电动执行机构的可靠性只有在使用中得以实现,并在维护中得到进步,对于使用和维护条件而言,首先要留意的是完善的使用和维护保养;其次是必须要求操纵者达到相应的技术水平。
“规定的条件”是电动执行机构可靠性定义中最重要而又最轻易忽略的部分。不同条件下,其可靠性是尽然不同的,离开具体条件谈可靠性将毫无意义。而“规定的功能”是表征电动执行机构完成任务的各参量,如力矩、开/关及时间、行程、不动时间、死区等。
电动执行机构在寿命期内的可靠性变化规律是研究其可靠性的基础,取决于早期失效、随机失效及耗损失效。理论上常用可靠度(R)这一定量指标来表征设备的可靠性,它是指设备在规定条件和时间内完成规定功能的概率。为简便直观起见,电动执行机构行业在实际使用时,简单地用均匀无故障时间(MTBF)来表征可靠性的特征量,并作为代表电动执行机构可靠性的性能指标。
电动执行机构的可靠性一般受下列主要因素的制约与影响:系统选择与设计、元件/组件适用性、动作参数、机械构造、制造技术、装配精确度、运行与维护职员能力、操纵与维护程序、操纵正确性、维护结果、现场装配与施工条件、备品性能的退化、运输及使用影响等。
为使电动执行机构具有众多功能与优异性能,经常不得不增加系统结构的复杂性,为保证这些功能与性能在使用时付诸实践,使得可靠性题目更为突出。由于电动执行机构直接控制着机组的运行过程,影响着机组及发电厂的安全与经济运行,因此研究、分析电动执行机构的可靠性十分重要且有意义。
二、电动执行机构的故障分析
进步电动执行机构的可靠性,就要尽可能减少和消除故障,而事实上这种故障是多种多样的。有的是某一元件失灵引起的,有的是系统中元件/组件综合因素引起的,有的则是电气、二次回路以及外界因素引起的。有些故障通过调整的方法就可以解决,有的则是由于使用时间长、精确度差,需要修配、更换部件才能恢复其性能,也有些是因原始设计不周,需改进才能排除。
1.电动执行机构的故障特征
(1)调试阶段故障
新电动执行机构的故障题目比较复杂,其特征是设计、制造、安装及治理等质量题目交织在一起。常见故障有泄漏严重、速度难以调整稳定,脏物或油污使传动机构卡涩或动作失灵。某些组件漏装或装错弹簧、密封件,也有属于设计欠妥,元件选择不当,动作不平稳、定位精确度差等,对待这类故障,应耐心细致、慎重处理,逐一排除。
(2)运行初期和中期故障
调试后进进正常生产阶段的故障特征有:少数密封件由于装配质量和材料质量题目短期内损坏而漏油;原先粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、杂质和脏物脱落导致某些元件工作不稳定。一般到运行中期,系统元件/组件处于最佳运行工作状态,故障率较低。