Электроприводы ГЗ-А.70: полное техническое описание, конструкция и применение

Электроприводы ГЗ-А.70 представляют собой серию многооборотных электромеханических приводов, предназначенных для дистанционного и автоматического управления запорной, регулирующей и специальной трубопроводной арматурой (задвижками, клинкетами, шиберами, кранами) в системах теплоснабжения, водоснабжения, нефте- и газопроводов, а также в технологических установках различных отраслей промышленности. Приводы относятся к классу общепромышленного исполнения и рассчитаны на длительный режим работы (S1) в циклическом автоматическом или неавтоматическом режиме. Основное назначение – преобразование электрической энергии во вращательное движение выходного органа с созданием необходимого крутящего момента и осевого усилия для перемещения затвора арматуры.

Конструктивное устройство и принцип действия

Конструкция электропривода ГЗ-А.70 является модульной и включает в себя несколько ключевых узлов, собранных в едином корпусе.

• Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором: Двухфазный или трехфазный, с конденсаторным пуском, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме. Имеет встроенный тепловой защитный выключатель.
• Планетарно-цилиндрический редуктор</strong: Многоступенчатая система, обеспечивающая высокое передаточное число, необходимое для получения значительного выходного момента при низкой скорости вращения выходного вала. Отличается компактностью и высоким КПД.
• Узел управления (концевой выключатель): Механический или бесконтактный блок, предназначенный для автоматического отключения электродвигателя при достижении затвором арматуры крайних положений «Открыто» и «Закрыто». Конструктивно представляет собой систему кулачков, воздействующих на микровыключатели или датчики положения.
• Узел моментной защиты (силоизмерительное устройство): Критически важный элемент, защищающий арматуру и сам привод от поломок при возникновении чрезмерного сопротивления (например, при заклинивании затвора). При достижении заданного порогового момента срабатывает механическая муфта, которая активирует микровыключатель и отключает двигатель.
• Ручной дублер (штурвал): Устройство для ручного управления приводом при отсутствии электропитания или во время проведения ремонтных работ. Переключение с электрического на ручной режим осуществляется поворотом рукоятки или откидной ручкой без использования дополнительных инструментов.
• Блок электрических соединений (БЭС): Клеммная коробка для подключения силовых и контрольных кабелей. Может иметь сальниковые вводы.
• Указатель положения: Механический указатель (лимб), визуально отображающий текущее положение затвора арматуры («Открыто», «Закрыто», промежуточное).
• Чугунный или алюминиевый корпус: Защищает внутренние механизмы от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Принцип работы основан на передаче вращения от электродвигателя через редуктор на выходной вал. Управление осуществляется подачей напряжения на двигатель. Вращение прекращается либо по команде оператора, либо автоматически при срабатывании концевых или моментных выключателей. Обратная передача движения (от арматуры к двигателю) блокируется самотормозящей характеристикой редуктора.

Основные технические характеристики и параметры

Серия ГЗ-А.70 включает в себя модификации, различающиеся по величине развиваемого момента на выходном валу. Ключевые параметры сведены в таблицу.

Таблица 1. Основные параметры электроприводов серии ГЗ-А.70

Параметр	ГЗ-А.70-0,25	ГЗ-А.70-0,4	ГЗ-А.70-0,63	ГЗ-А.70-1,0
Номинальный выходной момент, кН·м (кгс·м)	2.5 (250)	4.0 (400)	6.3 (630)	10.0 (1000)
Максимальное время работы под нагрузкой, мин, не более	15
Номинальная скорость выходного вала, об/мин	1.2; 1.6; 2.4 (зависит от модификации)
Передаточное число редуктора	От 537:1 до 5370:1 (в зависимости от скорости)
Угол поворота выходного вала (настраиваемый)	От 90° до нескольких полных оборотов (стандартно до 180° или 360°+)
Мощность электродвигателя, кВт	0.18	0.25	0.37	0.55
Напряжение питания, В	~220/380, 50 Гц (3-фазный) или ~220, 50 Гц (2-фазный с конденсатором)
Класс защиты оболочки (IP)	IP54 (стандартно), возможно исполнение IP55, IP65
Климатическое исполнение и категория размещения	УХЛ, ТУХЛ, ХЛ; категория 1-4 по ГОСТ 15150
Рабочий цикл (вкл./пауза)	25% (15 мин работы / 45 мин паузы)
Масса, кг	~45	~55	~70	~90

Комплектация и варианты исполнения

Базовый электропривод может поставляться в различных комплектациях, определяемых условиями эксплуатации и требованиями системы управления.

• По типу управления: Исполнение без реверса (только на открытие или закрытие), с реверсом (для управления в двух направлениях), с тормозом (для точной остановки и удержания положения в несамотормозящихся системах).
• По наличию дополнительных устройств:
  • Потенциометр дистанционной индикации положения (ДИП) на 1 кОм или 5 кОм.
  • Бесконтактные датчики положения (герконы, датчики Холла) для формирования дискретных сигналов «Открыто», «Закрыто».
  • Дополнительные независимые микровыключатели (до 3-4 «сухих контактов») для сигнализации промежуточных положений или включения внешних устройств.
  • Электронный блок управления и защиты (БУЗ) с функцией контроля тока и фазы, обеспечивающий защиту от перегрузки по току, заклинивания, пропадания фазы.
• По климатическому исполнению: Стандартное (УХЛ), тропическое (Т), северное (ХЛ). Для работы в условиях агрессивных сред возможно исполнение с химически стойким покрытием.
• По типу присоединения к арматуре: Со стандартным выходным валом под муфту или с конкретным присоединительным размером (фланец, вал) под определенную модель задвижки.

Схемы подключения и управление

Управление электроприводом ГЗ-А.70 осуществляется, как правило, через стандартные схемы «Пуск-Стоп» с использованием реверсивного магнитного пускателя. В клеммной коробке привода находятся контакты для подключения силового кабеля двигателя, а также контакты концевых и моментных выключателей (обычно нормально-разомкнутые и нормально-замкнутые), которые интегрируются в цепь управления для автоматической остановки.

Типовая схема управления (реверсивная) включает в себя два пускателя (KM1 – «Открытие», KM2 – «Закрытие»), цепи блокировок от взаимного включения, кнопочный пост и сигнальные лампы. Контакты концевых выключателей SQ1 («Открыто») и SQ2 («Закрыто»), а также моментной защиты SQ3 и SQ4, последовательно включаются в цепи катушек соответствующих пускателей, обеспечивая автоматическое отключение. Сигнальные цепи используют дополнительные контакты выключателей для индикации крайних положений и аварии по моменту.

Для интеграции в системы АСУ ТП используются сигналы от потенциометра ДИП (аналоговый сигнал 0-1000 Ом, соответствующий 0-100% хода) и дискретные сигналы «Открыто/Закрыто» и «Авария по моменту».

Монтаж, наладка и эксплуатация

Монтаж привода на арматуру должен производиться в соответствии с инструкцией завода-изготовителя, обеспечивая соосность валов и отсутствие перекосов. После механического присоединения производится электрическое подключение и настройка.

• Настройка концевых выключателей: При полностью закрытой и полностью открытой арматуре регулируется положение кулачков на регулировочных валах редуктора так, чтобы соответствующий микровыключатель срабатывал непосредственно перед механическим упором арматуры.
• Настройка моментной защиты: Путем изменения силы прижатия пружин в силоизмерительном узле выставляется порог срабатывания, который должен на 10-15% превышать номинальное усилие для перемещения затвора арматуры. Настройка производится с помощью динамометрического ключа на выходном валу.
• Проверка: После настройки проводят несколько пробных циклов «Открытие-Закрытие» под наблюдением, контролируя точность остановки, срабатывание защит и отсутствие посторонних шумов.

Эксплуатация требует проведения периодических технических обслуживаний: проверки состояния смазки в редукторе (замена по регламенту), очистки контактов, проверки работоспособности выключателей, контроля состояния сальников и защитного покрытия.

Области применения и типовые объекты

• ЖКХ и тепловая энергетика: Управление задвижками на магистральных и распределительных тепловых сетях, в ЦТП, ИТП, на трубопроводах горячего и холодного водоснабжения.
• Нефтегазовая промышленность: Установка на линейную и технологическую арматуру с низким и средним давлением, на установках подготовки и перекачки.
• Химическая и пищевая промышленность: Управление запорной арматурой на технологических линиях, где не требуются взрывозащищенные исполнения.
• Водоподготовка и водоотведение: Использование на очистных сооружениях, насосных станциях, магистралях подачи и отвода воды.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Надежная и проверенная временем конструкция с высокой ремонтопригодностью.
• Наличие полноценного механического ручного дублера.
• Самотормозящийся редуктор, исключающий самопроизвольное перемещение.
• Модульность конструкции, позволяющая комплектовать привод необходимым набором опций.
• Относительно низкая стоимость по сравнению с современными импортными аналогами.

Недостатки:

• Большие габариты и масса по сравнению с современными приводами аналогичного момента.
• Ограниченный рабочий цикл (25%), что не позволяет использовать его в режиме частых включений.
• Механические концевые и моментные выключатели требуют периодической проверки и настройки, подвержены износу.
• Отсутствие в базовой комплектации встроенных интеллектуальных функций (диагностика, цифровой интерфейс).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ГЗ-А.70 от более современных приводов, например, типа ПЭ?

Приводы ПЭ (электроприводы однооборотные) и аналогичные им импортные (AUMA, ROTORK) часто имеют компактный моноблочный корпус, встроенный контроллер с цифровым интерфейсом (HART, Profibus), более высокий класс защиты (IP67/IP68), неограниченный рабочий цикл и бесконтактные датчики положения и момента. ГЗ-А.70 – это привод предыдущего поколения с электромеханическим управлением, более громоздкий, но при этом простой в ремонте и настройке силами обычного электротехнического персонала.

Что делать, если привод не останавливается в крайних положениях?

Необходимо проверить и перенастроить концевые выключатели. Возможные причины: сбита настройка кулачков, неисправен микровыключатель, произошел износ или поломка шестерен в механизме привода кулачков. Также следует проверить, не «залипли» ли контакты в силовом пускателе.

Привод срабатывает по моменту при нормальном усилии на арматуре. В чем причина?

1. Неправильная настройка моментной защиты (слишком низкий порог). Требуется регулировка.
2. Износ или ослабление пружин в силоизмерительном узле.
3. Механическое заедание в самом приводе (редукторе) или в соединении с арматурой (перекос, недостаток смазки).
4. Падение напряжения в сети, приводящее к увеличению тока и ложному срабатыванию тепловой защиты двигателя, которое можно спутать с моментной.

Можно ли использовать ГЗ-А.70 для управления шаровым краном?

Да, но с учетом специфики. Для шарового крана, как правило, требуется привод с углом поворота 90°. В ГЗ-А.70 необходимо установить ограничители хода выходного вала на этот угол и соответствующим образом настроить концевые выключатели. Также важно, чтобы номинальный момент привода был меньше максимально допустимого момента крана.

Какой кабель рекомендуется для подключения?

Для силовой цепи используется кабель с медными жилами, сечение которого выбирается по номинальному току двигателя (указан в паспорте) с учетом длины линии и способа прокладки. Для цепей управления и сигнализации (концевые выключатели, ДИП) обычно достаточно кабеля КВВГ или аналогичного с сечением жил 1.0–1.5 мм². Все кабели должны вводиться в БЭС через сальниковые вводы соответствующего размера.

Как интерпретировать маркировку ГЗ-А.70-0,4-2,4-У2?

• ГЗ-А.70 – тип и серия привода.
• 0,4 – номинальный выходной момент, кН·м (в данном случае 4.0 кН·м).
• 2,4 – скорость выходного вала, об/мин.
• У2 – климатическое исполнение (У – для умеренного климата, категория размещения 2 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией).