改进LIMITORQUE电动执行器

1、改进LIMITORQUE电动执行器广州员村热电厂是热电并供的环保型发电厂，装机容量3台220t/h的锅炉，2台5万kW抽汽式凝汽机组。机炉的监视控制全部由日本Y0KO-GAWA CENTUM-XL DCS完成，为了提高机炉设备运行可靠性，给水、减温水、蒸汽管道等重要部位的调节门装置了美国LIMITORQUE电动执行器，但在实际运行中却不时发生故障，影响生产安全，经过反复研究，找到该进口产品设计原理和元器件方面的薄弱环节，经过合理改造，解决了执行器存在的问题。 1 存在问题 员村热电厂机炉管道上安装的LIM1TORQUE电动执行器共36台，分析投产后的维修记录，发现该类执行器的主要故障有： (1

2、)机力矩矩不足，暂载率率设计过过低，自自动调节节频繁时时电机过过热会引引起拒动动。 (2)执执行器内内电容选选型不当当，耐压压低、介介损大，电容器器容易损损坏。 (3)执行器器内2220VV1110VV224V变变压器铁铁芯和绕绕组过热热会烧坏坏。 2 分分析、解解决问题题 通过认认真查核核图纸资资料和LLIMIITORRQUEE电动执执行器说说明书，在现场场进行反反复的研研究和试试验，分分步解决决执行器器存在的的各个问问题。 2.11 解决决执行器器电机过过热、拒拒动的问问题 单相交交流异步步电动机机中启动动绕组的的串联电电容器如如果只在在启动过过程才接接入的称称电容启启动式电电动机；如果是

3、是长期接接入的称称电容电电动机。这两种种接线方方式中前前一种适适用于一一次性启启动或不不频繁启启动的场场合，特特点是启启动力矩矩大，但但启动电电流也大大，电机机容易过过热；后后一种适适于多次次性启动动的场合合，启动动电流较较小，但但启动力力矩也小小，机械械负荷不不能太重重，否则则启动失失败，电电机也会会过热。前一种种接线方方式中，启动完完成后一一般靠离离心开关关切除串串联电容容器。但但LIMMITOORQUUE电动动执行器器却用普普通继电电器代替替离心开开关，难难以保证证启动成成功。 发电厂厂热控自自动调节节有两个个特点：a.对对运行参参数连续续跟踪调调节，要要求电动动执行器器在一分分钟内能能

4、多次连连续正反反转调节节；b.执行器器所带动动的阀门门比较灵灵活，启启动转矩矩并不大大。可见见采用电电容式电电动机的的接线方方式更为为合理。 我们根根据上述述分析采采取改进进措施：如图11，拆除除J1/J2启启动继电电器的线线圈和触触点，电电容器与与电动机机固定连连接，使使电动执执行器运运转全过过程电容容器不切切出。 经过上上述改进进，达到到初步目目的：(1)降降低电机机启动电电流，克克服执行行器多次次启动引引起过热热的现象象；(22)运转转全过程程提供足足够的转转矩，确确保操作作可靠；(3)简化接接线，降降低故障障率；(4)降降低运行行电流，克服过过热。 2.22 解决决移相电电容选型型不当

5、的的问题我们参考考特种微微型电机机计算理理论，重重新计算算移相电电容器的的参数，达到运运转过程程主绕组组和副绕绕组的电电压数值值相近，相角近近90的目的的。2.22.1 电容器器电压计计算 按电容容器耐压压水平大大于工作作电压的的原则，据矢量量三角形形可以计计算出电电容器的的运行电电压：UUC=1.41442440=3339.4V，可以选选用耐压压5000V以上上的电容容器。2.22.2 电容器器电容值值计算 参考LLIMIITORRQUEE电动执执行器说说明书，合理选选用容量量匹配的的电容器器，用给给水调节节门4做试验验，实验验数据如如下： (1)串联电电容器：5000V、550FF(电机机

6、串联电电容器绕绕组为副副绕组) 各元元件的运运行参数数如表11，图33(主绕绕组有功功功率1=U1I1coss)。 (22)串联联电容660FF，运行行参数见见表2，图4。 (33)串联联电容440FF，运行行参数见见表3，图5。 (44)分析析比较串串联电容容器容量量对电机机性能的的影响(开阀为为例，同同一电机机在4阀门上上作测试试比对)，见表表4。 结论：C=550FF时，绕绕组电流流最低：降至666%左左右；发发热损耗耗降至443%。原理是是用提高高电机功功率因数数来提高高有功出出力，达达到既降降低电机机电流，又提高高转矩的的双重目目的。 用试验验取得的的数据选选购5000V、50F的优

7、优质电容容器，更更换LIIMITTORQQUE电电动执行行器内的的移相电电容，取取得明显显效果： 所所选的电电容器连连续通电电半小时时以上无无明显温温升。 电电机启动动力矩可可以满足足最大阀阀门的要要求，启启动平稳稳快速，启动电电流明显显降低(从原来来15AA降至88A)。 可带电电机连续续运转，电容器器未发生生过击穿穿、过热热等故障障，电机机无过热热。 2.33 执行行器内部部变压器器的改进进 LIMMITOORQUUE电动动执行器器是进口口设备，其电机机标牌上上标明使使用的交交流电源源频率是是60HHz，660HVVz变压压器用550Hzz交流电电源供电电时将出出现铁芯芯磁密升升高(甚甚至

8、饱和和)；绕绕组空载载电流激激增的现现象，造造成铁芯芯和绕组组过热，这是变变压器烧烧坏的直直接原因因。 针对变变压器设设计不当当：根据据安装空空间较小小的特殊殊要求，参照电电工手册册重新设设计变压压器。 (1)变压器器变比KK=2220V/1100V=22(初级级电压=2200V，次次级电压压=1110V)。(2)实实测现变变压器次次级最大大负载电电流=00.199A实测测初级空空载电流流=0.3A(注：比比常规大大6倍以以上) (3)核算变变压器容容量： P=11150.119=221.99W 为为提高可可靠性按按30WW设计II2=300/1115=00.266A (4)拟拟选用厚厚0.3

9、35mmm、GEEIB-19，D3110高磁磁密优质质硅钢片片作铁芯芯、铁芯芯截面(如图66，图77)。表1主绕组电电压电流流副绕组电电压电流流总电流电容器端端电压cosP1U1I1U2I2IUC开阀214VV2.911A210VV2.877A4.488A331VV0.877541WW关阀214VV2.899A209VV2.922A4.533A332VV0.922569WW表2主绕组电电压电流流副绕组电电压电流流总电流电容器端端电压cosP1U1I1U2I2IUC开阀213VV4.155A229VV4.088A4.099A339VV0.277239WW关阀213VV4.055A227VV4.1

10、11A4.077A340VV0.3225280WW表3主绕组电电压电流流副绕组电电压电流流总电流电容器端端电压cosP1U1I1U2I2IUC开阀213VV4.366A233VV4.3AA4.033A341VV0.222204WW关阀213VV4.255A231VV4.333A4.066A342VV0.255226WW表440FF50FF60FFcos(主绕绕组)0.2220.8770.277I1(AA)4.3662.9114.155I(A)4.0334.4884.099P1(WW)204541239 (5)查阅设设计手册册，可知知参数，见表55。表5铁芯型号号规格尺寸中间片净净面积(cm22

11、)铁芯净重重(kgg)acHhACEIBB1919337191257.5533.55676.40.788窗口有效效高度h=00.9(h-22)=228.44mm (6)查手册册：初级级用QZZ 0.28，次级用用QZ 0.338漆包包线(最最大外径径分别为为0.332及00.422mm)。 (7)每每伏匝数数N0=4.51105/13300006.4=55.4匝匝/V，初级匝匝数N11=5.42220：11888匝，次级匝匝数N22=1.18801110=9688匝。 (8)初级每每层可绕绕88匝匝，共114层，每层垫垫0.005mmm厚牛皮皮纸，初初级绕组组共厚11400.377=5.2mm

12、m。 (9)初初次级绝绝缘及静静电屏蔽蔽层共厚厚0.335mmm，其中中初级与与静电屏屏蔽层之之间垫00.055mm聚聚脂薄膜膜两层，0.005mmm牛皮纸纸1层，静电屏屏蔽用00.055mm厚厚的铜片片，静电电屏蔽与与次级间间垫0.05mmm聚脂脂薄膜和和牛皮纸纸各一层层。骨架架用0.5mmm环氧板板制作，外包两两层0.05mmm聚脂脂薄膜和和两层00.055mm牛牛皮纸，加上线线包，最最外层包包两层00.122mm牛牛皮纸共共0.994mmm。 (10)次级每每层可绕绕67匝匝，共110层，每层垫垫0.005mmm厚牛皮皮纸一层层，共厚厚4.77mm重重新设计计的变压压器体积积比原来来的小，初级空空载电流流只有原原来的ll/277，空载载温升从从原来的的30降至55，满满负载工工作8小小时，温温升从原原来的660降降至255，连连续722小时运运行正常常。 LIMMTORRQUEE电动执执行器更更换