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3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理

      電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸機(jī)構(gòu)直接帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，再通過離合器帶動輸出軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)切換手柄撥在手動位置時，離合器上移，脫開蝸輪與手輪聯(lián)接，轉(zhuǎn)動手輪驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動。電動操作總是優(yōu)先，除非操作手柄被鎖定在手動檔。在輸出軸轉(zhuǎn)動的同時帶動一對錐齒輪轉(zhuǎn)動，并通過閥位傳感器檢測閥位變化。

3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能特點

3.2.1 雙密封結(jié)構(gòu) 

      在工程安裝、調(diào)試階段，即使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的端子蓋長期打開，由于端子盤與外殼之間的第二級密封的存在，阻止了灰塵、潮氣等進(jìn)入電機(jī)和電氣殼體內(nèi)部， 使電機(jī)和控制電路免受侵蝕， 了性，如圖3-2所示。

  HKM執(zhí)行機(jī)構(gòu)在3米深的水中沉浸48小時仍可以正常工作。需要注意的是，這個特點只是為在事故情況下執(zhí)行機(jī)構(gòu)受到水淹提供一種短時的護(hù)，不要誤解為執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在水下長時間地連續(xù)工作。另外，電纜進(jìn)線口的合理密封是用戶的責(zé)任，進(jìn)線口達(dá)不到合適的密封，受到水浸是會出問題的。

3.2.2 非侵入式設(shè)計思想

      非侵入式設(shè)計思想體現(xiàn)在兩個方面。，方式選擇旋鈕和就地操作旋鈕采用條狀磁鋼控制電氣殼內(nèi)的舌簧管， 摒棄了傳統(tǒng)的旋鈕貫通軸， 見圖3-4，圖3-5。第二，采用紅外設(shè)定器對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、更改、調(diào)試且不需要打開執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼。非侵入式結(jié)構(gòu)的好處是：

⑴不用打開外殼，避免了環(huán)境中的灰塵、有害氣體和潮氣對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的侵蝕。

⑵在雨中或在有可燃?xì)怏w的場合都可以方便地調(diào)試。

⑶可以方便地查詢執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種狀態(tài)。

3.2.3 保護(hù)功能

3.2.3.1 轉(zhuǎn)矩保護(hù)

用以執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作中途過轉(zhuǎn)矩，這個功能既保護(hù)閥門，又保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身，轉(zhuǎn)矩保護(hù)值由設(shè)定器設(shè)定。

3.2.3.2 閥位限位保護(hù)

      執(zhí)行機(jī)構(gòu)運行到關(guān)閉和打開限位位置自動停止(與設(shè)定的工作方式有關(guān))。

3.2.3.3 自動相序調(diào)整

      HKM執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動檢測接入電源端子的三相電源的相序，通過適當(dāng)?shù)倪壿嬤\算，以給電機(jī)接通正確的相序。如果沒有自動相序調(diào)整功能，有可能會由于接線相序錯誤而損壞閥門。由于有了自動相序調(diào)整功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源的接線可以不考慮相序。

3.2.3.4 瞬時反轉(zhuǎn)保護(hù)

      當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受向相反方向動作的命令時，自動加上一個時間延遲，產(chǎn)生對閥軸和變速箱的不要的磨損。

3.2.3.5 電源缺相保護(hù)

      HKM執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有完善的電源缺相保護(hù)功能。它采用電壓和電流相結(jié)合的方法，既能檢測電機(jī)靜止時發(fā)生的電源缺相，也能檢測電機(jī)運行過程中發(fā)生的電源缺相，從而禁止電機(jī)運行，避免缺相運行造成電機(jī)過熱。需要注意的一個重要實事是，大多數(shù)的電機(jī)缺相是在電機(jī)運行過程中發(fā)生的。

3.2.3.6 閥門卡住時的動作

      無論執(zhí)行機(jī)構(gòu)向打向還是關(guān)閉方向動作，在發(fā)出激勵電機(jī)的信號之后的5~10秒時間內(nèi)暫時禁止轉(zhuǎn)矩保護(hù)功能（如果在上述5~10秒時間內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有動作，控制電路則切斷電機(jī)的供電）。此項功能可以實現(xiàn)閥門卡住時的解卡。

3.2.3.7 過熱保護(hù)

      在電機(jī)繞組的端部裝有二個熱繼電器，直接檢測電機(jī)繞組的溫度。當(dāng)熱繼電器檢測到繞組過熱時，控制電路將禁止執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

3.2.3.8 電氣保護(hù)

      輸入輸出通道均采用光電隔離。

3.2. 4 閥位和轉(zhuǎn)矩的檢測

      有一對傘齒輪拾取輸出軸的轉(zhuǎn)動，帶動一個圓周上具有多個N、S的圓形磁片，使其周圍的兩個磁敏器產(chǎn)生脈沖信號， 對脈沖信號進(jìn)行判向、計數(shù)即可以計算出閥位。 閥位檢測分辯率為11.5°輸出軸轉(zhuǎn)角，輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)的累計值上限2040轉(zhuǎn)，這意味著HKM執(zhí)行機(jī)構(gòu)可設(shè)定行程范圍很大，了以往的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對行程的限制。

      轉(zhuǎn)矩的檢測是靠檢測電機(jī)的電流和磁通來獲得轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)了對輸出轉(zhuǎn)矩的連續(xù)測量，使得調(diào)整轉(zhuǎn)矩保護(hù)值可以由設(shè)定器來完成，方便。并排除了機(jī)械磨損，長期保持穩(wěn)定。

3.2.5 間隙定時操作

      間隙定時操作是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)在打開和關(guān)閉過程中其動作是間隙的（斷續(xù)的），即動作一段時間，停動一段時間，再動作一段時間，余以類推，其動作時間和停動時間可以設(shè)定。

      這對某些需要液壓沖擊（水錘效應(yīng)）和流體喘振的場合十分適合，并地增加了行程時間。

3.2.6 現(xiàn)場總線控制 

      現(xiàn)場總線技術(shù)是儀器儀表、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制系統(tǒng)和自動化領(lǐng)域發(fā)展的新技術(shù)，現(xiàn)場總線使得現(xiàn)場儀表之間、現(xiàn)場儀表和控制器之間構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng)，實現(xiàn)全數(shù)字化、雙向、多點的數(shù)字通信，是開放的總線，具有統(tǒng)一、公開的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/OSI模型， 可將不同廠家的儀表組成開放互連網(wǎng)絡(luò)，具有互可操作性和互用性，為全分散控制系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。通過多種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，帶有現(xiàn)場總線通訊卡的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以構(gòu)成開放的現(xiàn)場總線系統(tǒng)， 支持Modbus、CAN、Profibus、和FF等現(xiàn)場總線，實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)。

3.2.7 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試和故障查找

      與HKM系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套的紅外設(shè)定器，見圖3-6， 用于對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定和故障診斷，并且不需要打開外殼，就可以方便快捷地調(diào)試執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此外，由于診斷功能可以顯示出許多內(nèi)部狀態(tài)，使得故障查找甚為方便、快捷。

紅外設(shè)定器可以設(shè)定以下內(nèi)容：

■關(guān)閉時輸出軸的轉(zhuǎn)動方向

■打開限位和關(guān)閉限位的保護(hù)選擇

■打開和關(guān)閉操作的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值

■就地控制方式選擇

■四個狀態(tài)指示繼電器的觸發(fā)選擇

■緊急動作功能選擇

■遠(yuǎn)控禁動功能選擇

■模擬控制信號的設(shè)定

關(guān)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝與調(diào)試的具體方法和步驟，見《HKM系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝調(diào)試手冊》。

3.2.8 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的顯示

      執(zhí)行機(jī)構(gòu)自身帶有液晶顯示。液晶顯示分為菜單、報警、提示與電池電量四個顯示區(qū)。菜單顯示用于顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)定、檢查和診斷菜單。閥位顯示區(qū)以數(shù)字和模擬圖兩種形式顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位開度，閥位開度顯示的分辯率為1%，液晶顯示器帶有背光，在供有主電源的情況下，背光會點亮。

    除了液晶顯示外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還帶有2個發(fā)光二管指示燈。紅燈亮表示處于全關(guān)位置， 綠燈亮表示處于全開位置。

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用鋰電池，支持主電源掉電情況下的液晶顯示和閥位檢測， 此時不接受設(shè)定器的命令，并且不點亮背光和2個燈。

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)還帶有4個狀態(tài)指示繼電器，詳見6.3節(jié)

3.2.9 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作

      執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作方式分為電動和手動操作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)上裝有手輪， 用于手動操作。手/電動切換手柄用于將執(zhí)行機(jī)構(gòu)切換到手動操作，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)運轉(zhuǎn)時，由于設(shè)計了電動優(yōu)先操作切換機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會自動回到電動操作方式 。

      HKM系列的執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)手輪為頂裝手輪， 使得手動操作省力。

    手輪用來在電動出現(xiàn)故障時提供緊急的手動操作。當(dāng)不需要手動操作時，亦可以把手柄鎖定在電動位置。

3.2.10 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、的結(jié)構(gòu) 

a.即使在現(xiàn)場將接線端蓋打開，單獨密封的端子箱也可電動裝置的完整性。

b.現(xiàn)場操作控制繼電器和工作方式采用隔離的磁激勵方式，避免了需要密封的貫通軸。

c.就地顯示窗可以變換不同方位，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝方位。另外，通過密封的顯示窗，使用的紅外遙控器對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定和診斷，不需要在現(xiàn)場打開電氣箱而暴露內(nèi)部的控制電路，了灰塵和潮氣的侵蝕。

d.低慣量高轉(zhuǎn)矩電機(jī)。電機(jī)啟動后能夠峰值轉(zhuǎn)矩，非勵磁時幾乎沒有限運動，電機(jī)線圈內(nèi)裝有的溫度繼電器，可以地避免電機(jī)處于過熱狀態(tài)。

e.設(shè)計的固態(tài)電路檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩，避免了使用轉(zhuǎn)矩控制的彈簧繼電器和杠桿。

f.蝸桿在油浴槽內(nèi)驅(qū)動蝸輪，可限度地不同環(huán)境下執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命。

g.閥位計數(shù)器可地測量和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程，即使斷電后重新上電，也能閥位計數(shù)的準(zhǔn)確性。

h.直接驅(qū)動手輪可在電源出現(xiàn)故障時，提供的緊急手動操作。

i.手動/電動離合器即使在電機(jī)轉(zhuǎn)動時也可操作。

注：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時離合器將自動切換到電動狀態(tài)，除非手柄被有意鎖在手動位置。

j.為壽命并易于拆卸而設(shè)計的可潤滑的推力座，可在不改變閥位的情況下卸下執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

k.為了便于與閥門配合，可拆卸的驅(qū)動軸套可與閥桿進(jìn)行配制加工。

l.為了便于改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出速度，電機(jī)軸與蝸桿軸是相互的。

m.支持HART、Modbus、CAN、Profibus和FF等開放式的現(xiàn)場總線。 

3.2.11 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的爆結(jié)構(gòu)設(shè)計 

      執(zhí)行機(jī)構(gòu)的爆結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)：GB3836.1-2000《性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備部分通用要求》和GB3836.2-2000《性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分隔爆型“d”》有關(guān)規(guī)定要求設(shè)計的隔爆性產(chǎn)品， 隔爆標(biāo)志為ExdIIBT4。  適用于含有ⅡA、ⅡB級、T1~T4級性混合物的1、2工區(qū)環(huán)境， 大氣壓力86 KPa ~106KPa，環(huán)境溫度 -30℃～ +70℃。

3.2.11.1 良好的密封性

      主殼體與配合件的結(jié)合面較長，間隙較小，起到了隔爆的作用，同時，采用的骨架旋轉(zhuǎn)油封、優(yōu)良的O型圈密封，滿足了密封要求。

3.2.11.2 電纜引入裝置

      電纜引入裝置是根據(jù)GB3836.2和附錄D 《隔爆型電纜引入裝置和襯墊的補充要求》設(shè)計的隔爆結(jié)構(gòu)。螺紋結(jié)合長度及密封圈和電纜的結(jié)合寬度都合隔爆標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.2.11.3 爆型執(zhí)行機(jī)構(gòu)導(dǎo)線的引入連接，見圖3-8：

    電池腔與電氣腔、電機(jī)腔與電氣腔之間采用二級密封，了設(shè)備的隔爆性能。

    注：

    1.電纜直徑：Ф10（2根）、Ф14（1根）。

    2.不使用的進(jìn)線口要用鋼制或黃銅制的螺紋堵密封。

3.2.11.4 爆型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的視窗結(jié)構(gòu)

      透明視窗與殼體的連接采用了O型密封件和密封膠填充（此處不得拆開， 否則會破壞隔爆面），雙層透明材料壓環(huán)壓緊的結(jié)構(gòu)裝置滿足了GB3836.2中5.4、5.5和8.1的要求，詳見圖3-10。

      為了執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不同的安裝方向上有正常的液晶顯示方向，即字正常顯示方向，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液晶顯示屏提供了四種設(shè)置：

a.執(zhí)行機(jī)構(gòu)水平方向安裝（手輪朝上），液晶顯示屏按正常位置安裝；

b.執(zhí)行機(jī)構(gòu)朝下方向安裝（手輪朝下），液晶顯示屏按正常位置安裝，可用設(shè)定器將顯示方式設(shè)置為反顯示；

c.執(zhí)行機(jī)構(gòu)左側(cè)方向安裝（手輪朝左），液晶顯示屏靠近法蘭一側(cè)安裝；

d.執(zhí)行機(jī)構(gòu)右側(cè)方向安裝（手輪朝右），液晶顯示屏靠近法蘭一側(cè)安裝，可用設(shè)定器將顯示方式設(shè)置為反顯示。

以上由用戶提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝方向，我公司按液晶顯示屏的正確設(shè)置供貨。如果用戶不便于提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝方向，我公司可派工作人員現(xiàn)場設(shè)置液晶顯示屏。

 3.2.12 電子閂鎖功能

      執(zhí)行機(jī)構(gòu)在啟動高慣量負(fù)荷時很容易出現(xiàn)過轉(zhuǎn)矩的現(xiàn)象。為了能夠成功地啟動高慣量負(fù)荷，HKM執(zhí)行機(jī)構(gòu)在發(fā)出激勵電機(jī)的信號后的數(shù)秒時間內(nèi)暫時禁止轉(zhuǎn)矩保護(hù)功能。這即為電子閂鎖功能。如果在發(fā)出激勵電機(jī)的信號后的數(shù)秒內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒能動作，則控制電路會自動撤消對電機(jī)的供電。電子閂鎖功能對于開啟長時間處于關(guān)閉位置的閥門很。

3.2.13 在主電源掉電時數(shù)據(jù)保存功能

      在主電源掉電時，由電池給閥位檢測電路供電，并將閥位保存在E2PROM中。電池還要給液晶顯示器供電（但不支持背光）和給四個狀態(tài)指示繼電器供電。無論是主電源掉電還是更換電池，閥位都將被保存。建議應(yīng)在主電源有電時更換電池。

3.2.14 應(yīng)用范圍

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HKM20  調(diào)節(jié)扭矩/扭矩N.M（轉(zhuǎn)速24）  

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