阀门电动执行机构常见故障分析处理

电动执行机构主要由电源板、主板、行程检测装置、力矩测量装置、交流接触器或变频器、电机、减速机等构成。它利用小型电机驱动一级减速机构（蜗轮蜗杆），可向阀门输出多回转运动、角行程运动或直行程运动，其运动输出形式由所控制的阀门特性决定。

若所控制的阀门所需工作力矩特别大，例如大于 2000 N·m，通常需增加二级减速箱。此时，电动执行机构直接驱动二级减速箱，再由二级减速箱驱动阀门运动。电动执行机构的保护功能通常包括阀位保护、力矩保护、电机过热保护、电机失速保护、控制单元故障保护、电源故障保护等。对于故障的处理，应根据电动执行机构的报警信息有针对性地进行。

1. 电动执行机构阀位丢失

电池电源丢失

采用增量编码器计量行程时，执行机构必须有电池作为辅助电源。当交流电源消失时，电动执行机构阀位的变化仍能被增量编码器检测到，其全开位、全关位不会改变。若交流电源消失且电池电源被耗尽，当电动执行机构实际阀位发生变化时，增量编码器无法检测到阀位变化，就会导致阀位丢失。再次恢复交流电源时，部分厂家的产品默认阀位在 50%。如今，有些使用增量编码器的生产厂家在硬件上进行了改进，增加了电容回路。在交流电源消失时，利用电容储存电能保存阀位，但电动执行机构在无电池供电时不能手动操作，否则阀位仍会丢失。因此，在电池电量低时，应及时更换电池。

硬件损坏

电动执行机构编码器断线、编码器输入电压过低、行程传动装置齿轮损坏、编码器电路板腐蚀、主板行程检测和储存元件损坏等，均可能导致阀位异常变化或丢失。处理时，在确认编码器输入电压正常的前提下，可通过更换主板或更换行程编码器，逐一进行排查。

2. 电动执行机构力矩故障

力矩保护拒动

测量电动执行机构输出力矩主要有机械式保护开关、电机电流电压功率测量计算转矩、传感器式保护装置三种方式：

• 机械式力矩保护开关在 2000 年之前使用较多，属于过渡产品，现在一些低端电动执行机构仍在使用。该种力矩保护开关仅能提供开关量用于力矩保护，不能提供过程力矩实时数据，测量误差较大。

• 利用电机电流电压及电流电压之间的相角计算转矩，需要软件程序来实现。

• 传感器式力矩保护装置是将电动执行机构一级蜗杆的轴向形变与压力传感器组合起来，将压力传感器输出的电压经电路板放大，再将该信号输入至控制主板，即可得到电动执行机构实时力矩数值。

力矩保护拒动主要表现在执行机构交流电源跳闸、电动执行机构蜗轮蜗杆严重磨损、门杆弯曲变形，甚至电动执行机构与阀门连接螺丝扭断。此时应重新设定力矩保护值，并用力矩校验台进行校验。在阀门力矩选择时，既要保证执行机构可靠开关阀门，又要求电动执行机构力矩不能超过阀门门杆所能承受的极限力矩。由于每种阀门门杆所能承受的极限扭矩往往不易获得，电动执行机构使用厂家常根据经验进行力矩参数设置，先设定较小力矩保护值，若力矩保护动作，再适当增加力矩保护参数，直至阀门在冷态能正常打开和关闭；若热态力矩保护动作，继续适当增大力矩保护值，保证阀门在热态能正常打开和关闭。

力矩保护误动

在电动执行机构手动操作较轻的情况下出现过力矩保护动作，排除力矩保护值设定过小后，对于智能型电动执行机构，可观察液晶屏力矩数值提示或指示灯显示的过力矩信息，通过向相反方向转动，原方向过力矩信号应消失，否则应更换主板或力矩检测装置，逐一排除故障。

对于机械式力矩检测装置，将电机执行机构向相反方向转动，检查力矩开关应断开，否则应更换力矩保护开关。若已将力矩保护设定至极限值，仍出现过力矩，则应考虑电动执行机构是否力矩选型过小。

3. 电动执行机构电机转动，执行机构输出轴不转动的原因

• 电动执行机构啮合在手动侧，电机转动后，切换装置未能啮合至电机侧，导致电机空转。

• 电动执行机构所带动的蜗轮蜗杆出现磨损打滑，导致电机空转，执行机构输出主轴不转动。

• 电机电源线三相有一相接触不可靠，导致电机时转时不转。

对于电动执行机构电机空转，在判断电源无故障后，必须打开电动执行机构一级蜗轮蜗杆箱，检查蜗轮蜗杆磨损情况。若磨损严重，只能返厂修复或更换新的电动执行机构；若切换装置故障，根据不同电动执行机构切换装置的工作原理，一般可在现场修复。

4. 电动执行机构电机过热故障的原因

• 电动执行机构频繁操作，导致电机真实过热，引发保护动作。

• 热电阻型测温元件断线或接线端子接触不良，误发电机过热信号。

• 电机转子轴承损坏无法转动，由电机堵转引起电机过热。

对于电机轴承损坏，应更换轴承；测温元件损坏时，应更换电机，因为单独更换测温元件需拆开定子线圈，代价过高，费用足够购买一台新的功率数百瓦电机。

5. 电动执行机构就地、远方均无法操作的原因

• 电源板故障：电源板向主板提供控制电源，若电源板故障，可能导致远方和就地均无法操作。

• 主板故障：可能导致控制指令无法执行。

• 电源故障：电动装置检测到电源缺相或无电源，电动执行机构无法操作。

对于此类故障，只能通过更换主板、电源板逐一排除，因为使用场所一般不具备对电路板进行测试的条件。

6. 电动执行机构无全开全关反馈的原因

• 终端位置继电器故障，不能可靠闭合或打开。

• 继电器设置不正确。

• 主板故障。

处理时，先进行终端位置设置检查，确保设置正确；对于继电器故障，若位置继电器独立安装，则更换位置继电器；若位置继电器与主板焊接在一起，则更换主板。