电动执行器影响因素

伺服放大器灵敏度过低。伺服放大器的灵敏度应整定，灵敏度过高（≤130μA）将导致电动执行器振荡，轻则击穿单相伺服电机分相电容，重则烧毁伺服电机，使控制系统*瘫痪。灵敏度过低（≥450μA），将造成执行机构动作不及时，严重影响控制精度和调节品质。因此，应根据控制对象的响应时间和控制系统的调节特性，将伺服放大器的灵敏度调整合适（一般在180~340μA之间）。

电动执行器阀位反馈信号误差大。振动是造成电动执行器阀位反馈信号误差大的主要原因。对于差动变压器式反馈系统，振动使变压器铁芯运行不稳，产生位移，加大反馈信号误差；电位器式反馈系统则造成主电位器接触不良，出现反馈信号跳动紊乱，使真实阀位与执行器反馈阀位之间产生巨大偏差。

电动执行器选型不合适。当电动执行器用来控制脏污介质或勃度比较大的流体时，应综合考虑电动执行器的负载能力，尽可能选输出力矩大一些的电动执行器，同时定期清理调节阀阀体，保证调节阀轴（蝶阀类）转动灵活，以保证电动执行器的控制精度。如我厂用来控制氨水、焦油的六套电动执行器，调节阀时常有被焦油糊死的现象，为此，制定了严格的清扫制度，坚持每月用蒸汽清扫一次，并做好日常点检，确保电动执行器的灵活可靠和控制精度。

影响电动执行器控制精度的因素有以下几个方面：

1．调节阀振动；

2．电动执行器制动器失灵；

3．电动执行器输出存在滞后环节；

4．伺服放大器灵敏度过低；

5．电动执行器阀位反馈信号误差大；

6．电动执行器选型不合适等。

解决办法

1．调节阀振动。首先找到振源，由外部引起的振动，应使调节阀远离振源；消除或减弱振源的振动强度；采用增加支点等方法减弱调节阀的振动。由内部介质流动造成的振动，应尽量减少调节阀的阻力。在调节能力允许的情况下，可增加一个旁通管道。对于快速响应控制系统，可选用对数特性阀芯。蝶阀则尽量工作在10~70°范围之内，避开介质对阀体的作用力交变点。

2．电动执行器制动器失灵。制动器用来消除电动执行器断电后转子和输出轴的惯性惰走和负载反作用力矩的影响，使输出轴准确地停在相应的位置上。如果制动器失灵，将降低电动执行器的控制精度。因此应做好以下几点。

（1）根据负载大小调整制动力矩；

（2）制动轮与制动盘的间隙要调整合适；

（3）制动闸瓦要保证有足够的摩擦系数，严禁滴上油类物质（加注润滑油时不要超过油标上限位置）。

注意事项
以MD系列电动执行机构的整体式比例调节型为例。
在通电前，必须进行外观检查和绝缘检查，动力回路（弧电回路）及信号触点对外壳的绝缘，用500V兆欧表测zui不得低于20MΩ:信号输人、输出回路及它们与动力回路之间的绝缘，除特殊要求外，不应低于l0mΩ合格后方可通电。在通电后，应检查变压器、电机及电子电路部分元件等是否过热，转动部件是否有杂音，发现异常现象应立即切断电源，查明原因。未查明原因前，不要轻易焊下元件。更换电子元件时，应防止温度过高，损坏元件。更换场效应管和集成电路时一定要把电烙铁妥兽接地，或脱离电源利用余热进行焊接。拆卸零部件、元器件或焊接导线时，应做好标记，对应记号。应尽公避免被检设备的输出回路开路，避免被检设备在有输人信号时停电。检修后的设备必须进行校验。对干电动机要检查线圈对外壳及线圈之间的绝缘电阻，测皿线圈直流电组，清洗轴承并加润滑油，检查转子、定子线圈及制动装；对于减速器要解体清洗各部件，检查行星齿轮部分的情况，检查斜齿轮部分的情况，检查涡轮涡杆或丝杆螺母的啮合情况，zui后进行装配、调整并加长效铿基润滑脂。对于位置传感器部分要进行外观检查，检查电位器与行程控制机构的同轴连接情况，检查电位器的基本情况，检查电位器及放大板之间的连接情况。
以在各种突发情况下的生产安全性为例。
在大型管网系统中，阀门分布较广或较远，为保证在各种突发情况下的生产安全性，阀门需要具有现地断电后手动关闭门，并同样能够在现地显示及远程监控阀门开度的功能，这就需要电动执行机构具有自备电池低功耗手动模式，在现地断电情况下进入手动模式，利用自备电池可以不仅仅是现地显示阀门开度，同时能够提供远端阀门开度显示起到远程监控的作用。

低功耗手动模式，涉及到低功耗液晶屏技术、低功耗CPU技术、低功耗数据采集、计算、处理及发送并低功耗电池供电技术，其中关键的是阀门开度传感器需要选用全行程的值多圈编码器。 实际上在手动模式情况下，因变化响应要求不高，MCU（微处理器）可以采取低功耗间隙式工作模式，也就是半休眠模式，这样可以确保所耗功耗极低，自备电池容量能够较长时间的使用。
当选用低功耗半休眠模式的功能，阀门开度传感器就要选用停电状况下不影响位置记忆的传感器，例如电位器或全行程多圈值编码器。电位器的精度与测量行程有限，目前在电动执行器上的使用有两种方法，一种是全行程用一次电位器行程（通过变速），断电位置不会丢失，但是那样精度很低；另一种是用多次电位器行程，位置精度是提高了，但是每次超出行程就要靠电子记忆实现，当断电后没有了电子记忆位置，如果用电池实现记忆，需耗费较多电池能量。如果用霍尔脉冲计数的方法，计数是实时不间断的，断电后用电池耗电记忆，电池容 量是不够的。选用全行程多圈值编码器，是这种模式zui可能实现的阀门开度传感器，当然，由于数据读取时间极短而要保证数据的准确性，要求此编码器的数据可靠性要求就很高了。有一些选用的值编码器是单圈功能的，超出单圈需要用电子计圈记忆，其断电后的因需要计圈记忆的耗电较大，不适合这种半休眠低功耗模式。
全行程多圈值编码器采用RS485主动模式发送数据，每隔8mS主动发送一次，编码器的通电启动时间极短，数据含两种校验方式，可靠性高，由于是全行程多圈值编码器，在总行程中的每一个位置是*编码的，与前次读数无关而无需计数、计圈及记忆，所以可以采用间隙式通电、读数的模式，比如每隔1—5秒时间，MCU主板间隙式工作一次（或两次），每次工作时间仅几十毫秒，快速实现启动、数据读取、处理、发送的工作，其余时间处于休眠状态，这就是“半休眠低功耗模式”。

故障分析
以MD系列电动执行机构的整体式比例调节型为例。
位置传感器部分
（1）电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后，电机能正常转动，但没有阀位反馈。其可能原因是：
1）位置传感器的电位器与行程控制机构不能同轴旋转，需检查连接部分是否损坏；
2）电位器损坏或性能变坏，阻值不随转动而发生变化；
3）位置传感器的电位器及放大板间连接导线是否正常；
4）PM放大板是否损坏，有无反馈信号送出。
（2）电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后，电机能正常转动，但阀位反馈始终为一固定值，不随阀门的开、关而变化，其可能原因是：
1）导电塑料电位器的阻值为一恒值，不随转动而变，检修更换电位器；
2）放大板中有关部分异常，检查处理。
执行器
（1）执行机构接收控制系统发出的开关信号后，电机不转并有嗡嗡声。其原因可能是：
1）减速器的行星齿轮部分卡涩、损坏或变形；
2）减速器的斜齿轮传动部分变形或过度磨损或损坏；
3）减速器的涡轮涡杆或丝杆螺母传动部分变形损坏、卡涩等；4）整体机械部分配合不好，不灵活，需调整加油。
电气部分故障
1）电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后，电机不转，也无嗡嗡声。可能原因是：没有交流电源或
电源不能加到执行机构的电机部分或位置定位器部分；PM放大板工作不正常，不能发出对应的控制信号；固态继电器部分损坏，不能将放大板送来的弱信号转变成电机需要的强电信号；电机热保护开关损坏；力矩限制开关损坏；行程限制开关损坏；手动/自动开关位置选错或开关损坏；电机损坏。
2）电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后，电机不转，有嗡嗡声。其可能原因是：电机的启动电容损坏；电机线圈匝间轻微短路；电源电压不够。
3）电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后，电机抖动，并伴有咯咯声，其原因可能是：PM放大板的输出信号不足不能使固态继电器*导通，造成电机的加载电压不足；固态继电器性能变坏，造成其输出端未*导通。

与传统设备区别
从传统观念来看，气缸与电动执行器一直被认为是属于两个*不同领域的自动化产品，随着电气化程度的不断提高，电动执行器却慢慢浸入气动领域，二者在应用中既有竞争又相互补充。在本期栏目中，我们将从技术性能、购买和应用成本、能源效率、应用场合及市场形势等几个方面来对比气缸与电动执行器各自的优势
技术性能的比较
*，相比电动执行器，气缸可在恶劣条件下可靠地工作，且操作简单，基本可实现免维护。气缸擅长作往复直线运动，尤其适于工业自动化中zui多的传送要求——工件的直线搬运。而且，仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流阀就可简单地实现稳定的速度控制，也成为气缸驱动系统zui大的特征和优势。所以对于没有多点定位要求的用户，绝大多数从使用便利性角度更倾向于使用气缸工业现场使用电动执行器的应用大部分都是要求高精度多点定位，这是由于用气缸难以实现，退而求其次的结果。
而电动执行器主要用于旋转与摆动工况。其优势在于响应时间快，通过反馈系统对速度、位置及力矩进行控制。但当需要完成直线运动时，需要通过齿形带或丝杆等机械装置进行传动转化，因此结构相对较为复杂，而且对工作环境及操作维护人员的专业知识都有较高要求。

气缸的优势
（1）对使用者的要求较低。气缸的原理及结构简单，易于安装维护，对于使用者的要求不高。电缸则不同，工程人员必需具备一定的电气知识，否则极有可能因为误操作而使之损坏。
（2）输出力大。气缸的输出力与缸径的平方成正比；而电缸的输出力与三个因素有关，缸径、电机的功率和丝杆的螺距，缸径及功率越大、螺距越小则输出力越大。一个缸径为50mm的气缸，理论上的输出力可达2000N，对于同样缸径的电缸，虽然不同公司的产品各有差异，但是基本上都不超过1000N。显而易见，在输出力方面气缸更具优势。
（3）适应性强。气缸能够在高温和低温环境中正常工作且具有防尘、防水能力，可适应各种恶劣的环境。而电缸由于具有大量电气部件的缘故，对环境的要求较高，适应性较差。
电缸的优势主要体现在以下3个方面：
（1）系统构成非常简单。由于电机通常与缸体集成在一起，再加上控制器与电缆，电缸的整个系统就是由这三部分组成的，简单而紧凑。
（2）停止的位置数多且控制精度高。一般电缸有低端与之分，低端产品的停止位置有3、5、16、64个等，根据公司不同而有所变化；产品则更是可以达到几百甚至上千个位置。在精度方面，电缸也具有的优势，定位精度可达¡0.05mm，所以常常应用于电子、半导体等精密的行业。
（3）柔韧性强。毫无疑问，电缸的柔韧性远远强于气缸。由于控制器可以与PLC直接进行连接，对电机的转速、定位和正反转都能够实现控制，在一定程度上，电缸可以根据需要随意进行运动；由于气体的可压缩性和运动时产生的惯性，即使换向阀与磁性开关之间配合地再好也不能做到气缸的准确定位，柔韧性也就无从谈起了。