電動執行器的故障診斷策略分析

姜春華

摘 要：當前我國正處在全面改革的深化階段，在諸多領域的發展都有著很大的進步，一些先進的技術也得到了廣泛應用，電動執行器這一技術手段在鍋爐、風機、汽輪發電機等比較流行的自動化系統中發揮著重要作用。由于多種因素的影響，電動執行器的故障對實際作業就有著影響。本文主要就電動執行器的工作原理以及故障進行詳細分析，然后結合實際對故障的診斷方法加以應用，希望此次理論研究對電動執行器的正常使用有所裨益。

關鍵詞：電動執行器；故障診斷；原理

0 引言

隨著經濟社會的發展，現代工礦業設備的發展也向著新的階段邁進，大型化以及智能化成了發展的主要目標。在一些比較大型的電廠或者相關工廠中，對控制系統的應用就越來越受到重視，這是對工作效率的重要保障。以往的保護系統隨著企業的發展已經不能很好地滿足生產的需要，因此就需要加強對電動執行器的理論研究，使其促進實際作業水平的提高。

1 電動執行器的工作原理以及故障分析

1.1 電動執行器的工作原理分析

電動執行器主要是以電動機作為動力裝置的位置式執行機構，也是自動化控制系統中比較重要的部分，在調節介質流量以及實現工藝過程參數的控制下，對控制系統安全平穩運行以及品質優劣有著重要的影響。所以保障電動執行器的正常運行是對工作效率和質量提升的重要基礎。在電動執行器的具體運行過程中，電動執行器當中的位置發送器能夠實現減速器輸出位移以及單片機識別信號轉換，而電信號作為位置反饋信號以及伺服放大器輸入信號，在伺服放大器的死區小于偏差信號的時候，前者就能，電機也能得到有效轉動。在這一過程中的偏差信號極性對執行機構的旋轉方向朝向減小偏差方向就有著影響，和輸入信號能夠保持比例上的關系。

1.2 電動執行器的故障分析

從實際的情況來看，電動執行器的故障是體現在多個層面的，其中在死區故障方面就比較突出。由于伺服放大器死區和觸發區有著直接的關系，觸發器的單結晶體管峰值電壓所對應差值大于或者等于150毫安，如果在執行區的死區比較大，執行器輸出對輸入信號跟蹤就有著很大的影響，從而比較容易造成執行器的閥門停在某一位置不能工作，進而造成整個控制系統的性能下降。

再者，電動執行器的故障還體現在恒偏差故障類型上，在死區的電流超過了150毫安的時候就會造成這一故障。故障也比較明顯。對于這一故障的判斷依據主要是對一段時間內所輸入的信號以及反饋信號差值，若差值超過了這一區的范圍就相對比較穩定。恒增益故障類型，主要是位置發送器把執行機構輸出軸的全程范圍角位移信號轉成和其成比例的直流信號，這一信號再反饋到伺服放大器輸入端。而在卡死故障也比較突出，且有著不同的表現形式，在時間內指令變化程度比較大反饋不能隨著指令變化，沒有變化的時候反饋以及角度也不會發生變化，在指令和反饋兩方面有著很大的差距。

2 電動執行器故障診斷方法探究

通過對電動執行器故障的簡單分析，就要采取相對應的措施進行解決，在故障的診斷方法上要能夠科學化的實施，筆者結合實際綜合分析了幾種比較有效的故障診斷方法，希望有助于電動執行器的正常運行。

首先在數據驅動故障診斷的方法應用上就比較有效，這一診斷方法主要是直接對過程數據過程監控，對數據進行采集然后在多元的統計方法下對數據進行小波分析以及頻譜分析，從中找到有深度的數據進行挖掘。這一診斷技術靠從高維數據驅動技術向低維數據轉化中來獲得信息優勢，需要工程師能夠對操作員的過程在智能系統計算下加以統計，通過多元投影方法來實現質量數據以及過程數據從高維數據空間到低維特征空間的投影。

通過支持向量機的利用對電動執行器故障的診斷也能起到積極的作用，這是研究有限樣本情況下建立分類器和機器學習規律的通用學習方法，在保持經驗風險值固定和最小化置信范圍來對現結構的風險最小化實現。在解析模型故障分析的作用下能夠對信息通過模型表達得到相應處理，結合殘差產生形式對參數的估計方法以及狀態估計方法加以應用也能得到良好效果的呈現。對于狀態估計的方法應用過程中，是通過系統可測信息以及解析模型來實現的被控對象狀態的顯示，然后對整個系統的運行狀態得到及時有效的反映，這樣就能夠將故障得到準確的診斷。

電動執行器的故障診斷主要是調節電位器來將執行器的死區保持在正常值的范圍內。從調節的方向上要能夠從大向小進行調節，不能使死區過小，否則會出現自振蕩的問題靈敏度如果比較小也會造成整機發生自振蕩，對正常工作就會產生影響。在電動機斷電的時候會發生慣性惰走，而在反饋增大的時候會使差值反向越過死區，最終造成電動機的反向轉動。所以只要對電位器進行有效調節使死區能夠適當變大，就能夠對局部的反饋大小得到有效改變。只要能夠針對不同的故障采取相對應的診斷方法，進行詳細的分析，就能夠得到準確的故障診斷。

3 結語

總而言之，在當前的社會發展中，對先進技術的應用已經成為競爭力提升的重要保障。在電動執行器故障過程中就要能夠結合實際進行分析，采用多樣化的診斷方法對實際故障進行診斷，要能對執行器的工作原理以及電路圖進行深入的分析，對故障的原因也要能進行總結，為電動執行器的故障最終解決打下基礎。此次主要對電動執行器的工作原理以及故障類型進行了分析，然后分析了幾種故障診斷的有效方法，希望能夠有助于實際故障的解決。

參考文獻

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（作者單位：河鋼集團承鋼分公司）