改進(jìn)LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器

1、改進(jìn)LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器廣州員村熱電廠是熱電并供的環(huán)保型發(fā)電廠，裝機(jī)容量3臺(tái)220t/h的鍋爐，2臺(tái)5萬kW抽汽式凝汽機(jī)組。機(jī)爐的監(jiān)視控制全部由日本Y0KO-GAWA CENTUM-XL DCS完成，為了提高機(jī)爐設(shè)備運(yùn)行可靠性，給水、減溫水、蒸汽管道等重要部位的調(diào)節(jié)門裝置了美國(guó)LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器，但在實(shí)際運(yùn)行中卻不時(shí)發(fā)生故障，影響生產(chǎn)安全，經(jīng)過反復(fù)研究，找到該進(jìn)口產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理和元器件方面的薄弱環(huán)節(jié)，經(jīng)過合理改造，解決了執(zhí)行器存在的問題。    1 存在問題    員村熱電廠機(jī)爐管道上安裝的LIM1TORQUE電動(dòng)

2、執(zhí)行器共36臺(tái)，分析投產(chǎn)后的維修記錄，發(fā)現(xiàn)該類執(zhí)行器的主要故障有：    (1機(jī)力矩不足，暫載率設(shè)計(jì)過低，自動(dòng)調(diào)節(jié)頻繁時(shí)電機(jī)過熱會(huì)引起拒動(dòng)。    (2執(zhí)行器內(nèi)電容選型不當(dāng)，耐壓低、介損大，電容器容易損壞。    (3執(zhí)行器內(nèi)220V110V24V變壓器鐵芯和繞組過熱會(huì)燒壞。    2 分析、解決問題    通過認(rèn)真查核圖紙資料和LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器說明書，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行反復(fù)的研究和試驗(yàn)，分步解決執(zhí)行器存在的各個(gè)問題。  

3、;  2.1 解決執(zhí)行器電機(jī)過熱、拒動(dòng)的問題    單相交流異步電動(dòng)機(jī)中啟動(dòng)繞組的串聯(lián)電容器如果只在啟動(dòng)過程才接入的稱電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)；如果是長(zhǎng)期接入的稱電容電動(dòng)機(jī)。這兩種接線方式中前一種適用于一次性啟動(dòng)或不頻繁啟動(dòng)的場(chǎng)合，特點(diǎn)是啟動(dòng)力矩大，但啟動(dòng)電流也大，電機(jī)容易過熱；后一種適于多次性啟動(dòng)的場(chǎng)合，啟動(dòng)電流較小，但啟動(dòng)力矩也小，機(jī)械負(fù)荷不能太重，否則啟動(dòng)失敗，電機(jī)也會(huì)過熱。前一種接線方式中，啟動(dòng)完成后一般靠離心開關(guān)切除串聯(lián)電容器。但LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器卻用普通繼電器代替離心開關(guān)，難以保證啟動(dòng)成功。    發(fā)電廠熱控

4、自動(dòng)調(diào)節(jié)有兩個(gè)特點(diǎn)：a.對(duì)運(yùn)行參數(shù)連續(xù)跟蹤調(diào)節(jié)，要求電動(dòng)執(zhí)行器在一分鐘內(nèi)能多次連續(xù)正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；b.執(zhí)行器所帶動(dòng)的閥門比較靈活，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。可見采用電容式電動(dòng)機(jī)的接線方式更為合理。    我們根據(jù)上述分析采取改進(jìn)措施：如圖1，拆除J1/J2啟動(dòng)繼電器的線圈和觸點(diǎn)，電容器與電動(dòng)機(jī)固定連接，使電動(dòng)執(zhí)行器運(yùn)轉(zhuǎn)全過程電容器不切出。    經(jīng)過上述改進(jìn)，達(dá)到初步目的：(1降低電機(jī)啟動(dòng)電流，克服執(zhí)行器多次啟動(dòng)引起過熱的現(xiàn)象；(2運(yùn)轉(zhuǎn)全過程提供足夠的轉(zhuǎn)矩，確保操作可靠；(3簡(jiǎn)化接線，降低故障率；(4降低運(yùn)行電流，克服過熱。  

5、  2.2 解決移相電容選型不當(dāng)?shù)膯栴}我們參考特種微型電機(jī)計(jì)算理論，重新計(jì)算移相電容器的參數(shù)，達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)過程主繞組和副繞組的電壓數(shù)值相近，相角近90°的目的。    按電容器耐壓水平大于工作電壓的原則，據(jù)矢量三角形可以計(jì)算出電容器的運(yùn)行電壓：UC=1.414×240=339.4V，可以選用耐壓500V以上的電容器。    參考LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器說明書，合理選用容量匹配的電容器，用給水調(diào)節(jié)門4做試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：    (1串聯(lián)電容器：500V、50F(電機(jī)串聯(lián)電容

6、器繞組為副繞組    各元件的運(yùn)行參數(shù)如表1，圖3(主繞組有功功率1=U1I1cos。    (2串聯(lián)電容60F，運(yùn)行參數(shù)見表2，圖4。    (3串聯(lián)電容40F，運(yùn)行參數(shù)見表3，圖5。    (4分析比較串聯(lián)電容器容量對(duì)電機(jī)性能的影響(開閥為例，同一電機(jī)在4閥門上作測(cè)試比對(duì)，見表4。    結(jié)論：C=50F時(shí)，繞組電流最低：降至66%左右；發(fā)熱損耗降至43%。原理是用提高電機(jī)功率因數(shù)來提高有功出力，達(dá)到既降低電機(jī)電流，又提高轉(zhuǎn)矩的雙重目的。&#

7、160;   用試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)選購(gòu)500V、50F的優(yōu)質(zhì)電容器，更換LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)的移相電容，取得明顯效果：    所選的電容器連續(xù)通電半小時(shí)以上無明顯溫升。    電機(jī)啟動(dòng)力矩可以滿足最大閥門的要求，啟動(dòng)平穩(wěn)快速，啟動(dòng)電流明顯降低(從原來15A降至8A。    可帶電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，電容器未發(fā)生過擊穿、過熱等故障，電機(jī)無過熱。    2.3 執(zhí)行器內(nèi)部變壓器的改進(jìn)    LIMITORQUE電動(dòng)執(zhí)行器是進(jìn)口設(shè)備

8、，其電機(jī)標(biāo)牌上標(biāo)明使用的交流電源頻率是60Hz，60HVz變壓器用50Hz交流電源供電時(shí)將出現(xiàn)鐵芯磁密升高(甚至飽和；繞組空載電流激增的現(xiàn)象，造成鐵芯和繞組過熱，這是變壓器燒壞的直接原因。    針對(duì)變壓器設(shè)計(jì)不當(dāng)：根據(jù)安裝空間較小的特殊要求，參照電工手冊(cè)重新設(shè)計(jì)變壓器。    (1變壓器變比K=220V/110V=2(初級(jí)電壓=220V，次級(jí)電壓=110V。    (2實(shí)測(cè)現(xiàn)變壓器次級(jí)最大負(fù)載電流=0.19A實(shí)測(cè)初級(jí)空載電流=0.3A(注：比常規(guī)大6倍以上    (3核算變

9、壓器容量：    P=115×0.19=21.9W    為提高可靠性按30W設(shè)計(jì)I2=30/115=0.26A    (4擬選用厚0.35mm、GEIB-19，D310高磁密優(yōu)質(zhì)硅鋼片作鐵芯、鐵芯截面(如圖6，圖7。表1主繞組電壓電流副繞組電壓電流總電流電容器端電壓cosP1 U1I1U2I2IUC開閥214V2.91A210V2.87A4.48A331V0.87541W關(guān)閥214V2.89A209V2.92A4.53A332V0.92569W表2主繞組電壓電流副繞組電壓電流總電流電

10、容器端電壓cosP1 U1I1U2I2IUC開閥213V4.15A229V4.08A4.09A339V0.27239W關(guān)閥213V4.05A227V4.11A4.07A340V0.325280W表3主繞組電壓電流副繞組電壓電流總電流電容器端電壓cosP1 U1I1U2I2IUC開閥213V4.36A233V4.3A4.03A341V0.22204W關(guān)閥213V4.25A231V4.33A4.06A342V0.25226W表4 40F50F60Fcos(主繞組0.220.870.27I1(A4.362.914.15I (A4.034.484.09P1(W204541239    (5查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知參數(shù)，見表5。表5鐵芯型號(hào)規(guī)格尺寸中間片凈面積(cm2鐵芯凈重(kgacHhACEIB1919×37191257.533.5676.40.78窗口有效高度h=0.9(h-2=28.4mm    LIMTORQUE電動(dòng)執(zhí)行器更換新設(shè)計(jì)的變壓器后，完全杜絕了由于執(zhí)行器