变频技术在智能执行器中的应用及常见故障分析

    1 智能电动执行机构概述
    现代工业随着自动化的进步、控制技术的发展以及受数字技术和微处理技术的影响，人们对工业过程控制的终端———执行器提出了新的要求，使得智能型变频电动执行机构成为现代电动执行机构的发展方向。
    在传统工业的设计当中，采用伺服放大器和传统执行机构组合而成，功能相对简单，只可以完成基本的功能设计。智能电动执行机构要完成人机交互、智能控制、通讯等一些相对比较复杂的功能，这就要求在传统电动执行机构的基础上增加一些新的模块来支撑这些功能。智能电动执行机构的组成如图1所示。

图1 智能电动执行机构的组成

    它的基本功能模块主要由主控单元、接口模块、电源模块、伺服驱动控制模块、检测反馈模块等组成。智能电动执行机构主控单元通过接受上位机命令并结合所要调控对象（如阀门）的检测传感器反馈回来的信号，主控CPU拒此计算所需的速度控制信号，然后将该信号传送。
    2 变频技术在智能电动执行机构中的应用及优点
    从智能电动执行机构的组成图中，我们可以看出，电机通过功率驱动模块驱动电机以不同的速度转动，这里就运用到了变频技术。
    SIPOS（西博思）5FLASH作为最典型、应用最广的智能型电动执行机构，采用内置一体化变频器控制输出轴转速，其原理是将频率（如50Hz）和峰值固定的单相电源（如220V）或三相电源（如380V）转换成频率和峰值可调的三相电源来给电机供电，从而实现对输出轴转速的控制。这样的设计简化了机械结构，满足了执行机构控制阀门以精确的速度运行的过程要求，在不改变其内部机械结构的情况下，输出轴转速可在1∶8的范围内自行设定。
    将变频技术应用于执行机构中，使得输出轴可以根据主控单元的指令输出相应的转速，这样做在实际生产中有很多的优点：
    （1）由于机械重当执行机构被卡住时可产生最大力矩使阀门脱离被卡位置。
    （2）柔性到达全关或全开位置，避免由于惯性对阀门造成的冲撞，保护阀门，延长使用寿命。
    （3）启动和运行电流永远小于电机额定电流。
    （4）在紧急情况下，可根据实际需要自行设定紧急开和紧急关速度。
    （5）实现控制过程最优化，通过自动改变输出轴转速以改善阀门线性等。
    3 SIPOS5FLASH执行机构常见故障分析
    在生产实践中，由于阀门机械、环境温度、动作频率等因素，使得我们在检查SIPOS电动执行机构时常常会发现出现在执行机构中变频器部分的故障——“LowVoltage（低电压故障）”。通常的处理办法就是更换电子板，其实不然，我们应该根据发生故障的具体情况来判断。
    3.1 SIPOS5FLASH执行机构LowVoltage检测机理
    SIPOS5FLASH采用内置一体化变频