ZPE-2032型电动伺服放大器介绍

    电动伺服放大器是电动执行器的辅助单元，与执行机构一起配套可组成比例式电动执行机构。它的功能相当于气动执行器中的调节阀定位器。所以，一些西欧国家又把电动伺服放大器称为电动阀门定位器。 
    电动伺服放大器在比例式电动执行机构系统中（见图1）主要有二大功能：①作为驱动伺服电机的功率放大级，以足够的功率去驱动伺服电机旋转。②将调节器输入信号和位置反馈信号进行综合比较，并将其偏差进行放大。

   ZPE-2032型电动伺服放大器是专门为DDZ-S型电动执行机构配套而设计的新产品，也可以作为一个通用单元应用于其它类型的电动执行机构上。和其它类型的电动伺服放大器相比，它具有如下特点：
    ①采用信号隔离器代替原来电动伺服放大器中的前置级磁放大器，具有体积小、反应灵敏、无交流分量、性能稳定、抗干扰能力强、加工方便等优点；
    ② 可以和三相功率控制器组合起来成为三相伺服放大器。 
    ③具有断输入信号、断位置反馈信号及断电源三断保护和逻辑保护（如有偏差信号无输出，无偏差信号有输出和可控硅短路、开路保护）等事件信号处理功能；
    ④ 专用电路模块化；
一、主要技术性能
    ① 输入信号：4~20mA，d.c.
    ② 输入电阻：250Ω
    ③ 输入通道：2个（相互电隔离）
    ④ 死区：0.5%~5%可调
    ⑤ 输出功率：220V，a.c.；5A（最大）
    ⑥ 保护功能：断信号保护、断电源保护和逻辑保护
    ⑦ 电源电压；220V，a.c.；50Hz
    ⑧ 使用环境条件：工作温度为0~50℃；相对温度为10%~70%；大气压力为86~106kPa；周围空气中无具有腐蚀作用的介质 
二、工作原理
    ZPE-2032型电动伺服放大器由信号隔离器、综台放大电路、触发器、固态继电器以及逻辑保护、断信号保护电路等组成。其原理框图如图2所示。
  
    1、综合放大电路
   采用集成电路（IC）的综合放大电路主要将输入信号和位置反馈信号进行综合比较，将其偏差进行放大。通常，放大倍数K约为60。这里设置了“调零”电路，调节“凋零”电位器可使输入信号和位置反馈信号相等时，其放大电路输出为零。 
    2、信号隔离器
    信号隔离器主要作用是将输入信号、位置反馈信号和放大器电路三者进行相互隔离（即没有相同公共端，以提高系统抗干扰能力），其实质是一个隔离式电流/电压转换电路，将输入4~20mA电流转换成1~5V电压送到综合放大电路进行综合运算。
   隔离的方法通常采用变压器、光电元件、电容等方法。本产品采用光电元件隔离，其精度为0.1%~0.25%；绝缘电阻>50MΩ；绝缘强度为1500V，a.c.。 
    3、触发器
   触发器是一个开关电路，调整开关触发的阔值就相当调整放大器的死区。正偏差时，触发器I动作；负偏差时，触发器Ⅱ动作；无偏差时（或小于死区）两者都不动作。 
    4、断电源保护电路
    断电源或断熔断丝时有事件信号输出。 
    5、事件处理电路
    规定事件时输出触点为短路状态，无事件时输出触点为开路状态。 
    6、断信号保护电路
   其主要功能是检查输入信号是否断落，若信号开路或短路时，便有一个开关信号发出到事件处理电路，输出事件信号。这里设定电流为3mA，当信号小于3mA时，视为断信号保护处理。 
    7、固态继电器
    它是一个无触点功率放大元件，将弱电转变成强电输出。 
    8、逻辑保护电路
   该电路主要是作逻辑判断，如有偏差信号无输出，无偏差信号有输出或可控硅开路、短路时便有逻辑信号输出到事件处理电路，输出事件信号。 
三、仪表安装、使用和调校
    1、仪表安装和接线
    本仪表为架装式仪表，主要有机芯和外壳两大部分组成，整个机芯可以从机壳中抽出。
   接线端子在面板上，采用新型接线式接插件，插头可以从插座上拔下，接好线后再插上，用螺钉固紧。这样既保留了接线端子方便接线的优点，又保留了接插件方便调换的优点。
    仪表安装主要靠仪表前面板2只安装孔，用2只M5螺钉固定在架子上。 
    2、仪表的调整和校对
   本仪表单独校对时，可用2台信号源作输入信号，用2只灯泡（交流220V/100W）作为负载（也可以用单相伺服电机作负载）。
    仪表调校步骤如下：
    ① 接线
    仪表调校前需按图3进行接线。

    ② 调零
   合上开关K₁与K₂，将信号都调整到12mA，用万用表（直流电压档）在印制电路板测试点0，1（印制电路板上有标志）上测量电压，如电压不为零，可调节“调零”电位器，使测量电压为零。
    ③ 调死区
   用万用表测量印制电路板测试点0，2（印制电路板上有标志）上电压，调节“死区”设定电位器，一般当电压为0.8V左右时，死区为150μA。
   实测死区时可按下述方法进行：合上开关K₁，K₂，K₃及K_4，将信号都调整到12mA，此时使信号源2保持不变，缓慢增加信号源1电流，使负载灯泡1亮，记下此时电流值，再缓慢减小信号源1电流，直到负载灯泡2亮，记下此时电流值，两者之差的绝对值为死区值。
    ④ 断信号保护检验
   信号源调节在4mA以上，先接通开关K₂且断开开关K₁，此时印制电路板上断信号指示灯亮，测量输出端⑦与⑧应为短路状态其后接通开关K₁，此时断信号指示灯熄，接线端子⑦与⑧为开路状态。其后断开开关K₂，此时印制电路板上断位置反馈指示灯亮，接线端子⑦与⑧应为短路状态。最后接通开关K₂，此时断位置反馈指示灯熄，端子⑦与⑧应为开路状态。
    ⑤ 逻辑保护检验
   合上开关K₁，K₂，K₃及K₄，当两路输入信号无偏差时，两负载灯炮不亮。当调节输入信号1大干输入信号2时（偏差值应大于死区值），负载灯泡1亮，此时断开开关K₃，负载灯泡1熄，放大器印制电路板上正转逻辑保护指示灯亮，测量输出端子⑦与⑧应为短路状态。再将K₃合上，负载灯泡1亮，正转逻辑保护指示灯熄，测量输出端子⑦与⑧应为开路状态同样。当调节输入信号1小于输入信号2时（偏差值应大于死区值），负载灯泡2亮，此时断开K₄，灯泡2熄，印制电路板上反转逻辑保护指示灯亮，测量输出端子⑦与⑧应为短路状态。再合上K₄，负载灯泡2亮，反转逻辑保护指示灯熄，测量端子⑦与⑧应为开路状态。
    ⑥ 断电源保护检验
   断开放大器电源，测量端子⑦与⑧应为短路状态，接通放大器电源（其它情况均为正常状态），测量端子⑦与⑧应为开路状态。
   放大器自校完成后，将其与操作器、执行机构接成系统试验时，只需按要求调整“死区”即可正常工作。 
    3、仪表维修、故障分析与排除 
    A、维修注意事项
    ①保险丝熔断时，未经查明原因，不要先换保险丝通电，更不能用铜丝或大容量的保险丝来替代。
    ② 更换电子元件时，切勿带电操作 
    B、定期检查
    定期检查通常一年检查一次，检查内容有：
    ① 灰尘清除；
    ② 继电器触点接触是否良好，指示灯是否损坏；
    ③ 其余按调校方法全面检查。 
    C、故障分析与排除
    常见故障和产生原因以及排除措施列于表1。
表1 故障及排除方法

故障	原因	采取措施
电源指示灯不亮	电源不通 指示灯极性接错 指示灯坏	检查电源是否接好 保险丝是否装好 保险丝是否烧掉 接指示灯两根线调换位置 调换新指示灯
断信号指示灯亮	输入信号开路或短路	检查输入线路接线 检查相应的信号隔离器是否没有输出
逻辑保护指示灯亮	负载开路 可控硅开路 可控硅短路	检查与电机的接线是否断开 更换固态继电器 更换固态继电器
不能调零	调零电位器损坏 两信号隔离器误差太大	更换元件 检查信号隔离器输入输出特性，如相差太大要调换
有输入信号无输出	死区调得太大 元器件损坏	检查死区电位，调得太大可缩小 逐级检查，配合保护指示灯加以判断，更换元器件

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