基于高精度电液转换器接线工艺的研究与应用

梁 彦，周海荣

（南方电网调峰调频发电公司检修试验分公司，广东 广州 511400）

0 引 言

电液转换器是电液伺服系统的关键执行元件，具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、结构紧凑等优点，现已广泛应用于军事工业和其他工业控制领域[1-2]。高精度的电液转换器常在其线圈上采用振频信号与电信号叠加的控制方式，以确保其性能。在长期振动的工作环境下，它的电导线接线的稳定性至关重要。

现有的技术使得高精度电液转换器接线存在如下缺陷：

（1）采用导线和接线柱十字交叉的连接方式，使得安装的牢固性不够；

（2）采用点锡焊方式容易脱焊，因为点锡焊方式对现在安装条件和安装工艺要求较高，会使得接触面的焊锡无法完全覆盖，无法有效保障工艺；

（3）采用激光焊接的方式，环境要求高、成本高，激光焊接需要在工厂采用专门的设备进行加工才能实施，不适用于电液转换器的使用现场进行后续维护；

（4）直接焊锡或者激光焊接的方式，电导线往往没有进行有效的保护，易老化、磨损。

基于这些问题，对高精度电液转换器的接线方式进行深入的需求分析，克服现有技术的不足，并有针对性地进行技术研究及技术攻关，提出了直角插簧端子固定、全包围防护的接线优化方案。现场安装实物图，如图1 所示。

图1 现场安装实物图

1 接线方式研究

对于细长的导线，传统的接线方式一般采用端子固定、十字交叉固定或者插簧固定等方式。对于高精度电液转换器的接线方式进行了深入分析。

（1）端子固定。电液转换器这种高精度设备结构紧凑并带有磁力，使用端子固定会有很大的不便利性，一般不采用。

（2）十字交叉固定。十字交叉的连接方式使得导线没有足够的支持，只能靠焊接点来固定。这样电液转换器的导线会同时收到上下的牵引力、左右的拉伸力以及设备振频信号作用，长期工作后会出现连接不牢固、甚至脱落的现象。

（3）插簧固定。插簧方式安装工艺的要求简单、可操作性强、人工成本低，既保障了安装的牢固性，又提高了导线的耐用性和导电性[3]。

因此，插簧固定的接线方式能很好地满足插簧高精度电液转换器的要求。一般有直线插簧和角型插簧，需根据实际需要选择。

2 焊接工艺研究

现有电导线在电气连接时，通常采用焊锡或者激光焊接的方式。

激光焊接技术采用具有高能量密度的激光束，通过激光自身具有的高度聚焦功能，能够在短时间内迅速形成强烈的脉冲，从而完成加工、切割材料等工作。它具有高效性、精密性、360°范围之内任意聚焦等特性，使得焊接牢固，不容易虚焊、脱焊。但是，该项技术制作成本高、需要大型器械等因素的限制，对于高精度电液转换器的接线优化并不适用[4]。

采用点锡焊方式容易脱焊，因为点锡焊方式对现在安装条件和安装工艺要求较高，会使得接触面的焊锡无法完全覆盖，无法有效保障工艺。若施工时工艺不到位，那么在长期低频振动状态下，这样的焊接方式会导致脱焊，进而无法有效控制设备。

结合插簧固定的接线方式，本文提出一种渗焊的焊接方式，即通过将焊锡高温融化成液态，利用液态的流动性将插簧内的空间填满，然后冷却固定。这样的方式能有效避免虚焊、脱焊的现象。

3 防护工艺研究

高精度电液转换器采用振频信号实现位置移动，控制导线的上下的牵引力、左右的拉伸力以及设备振频信号[5]。由于电液转换器的精密性要求，导线的直径一般≤0.5 mm。采用普通的线鼻子的方式，使得导线的连接处无法得到有效的防油、防振动的保护，长期运行会导致导线磨损、断股。

结合现场运维经验和对导线防护技术的研究，提出以下全包围防护方案：

（1）通过渗焊的方式，使得多股导线聚合在一起，有效防止单根断股；

（2）使用配套的耐油、绝缘的热缩套管，充分包裹导线与直角插簧连接处，使得导线不会大幅度晃动；同时，导线不会长期处于油污包围的环境，有效规避了导线长期晃动、恶劣环境下的破损和老化现象，有利于提高设备的使用寿命。

4 应 用

本文提出的基于高精度电液转换器的直角插簧端子固定、全包围防护的接线工艺，于2018 年在广东省的广州蓄能水电厂4 台机组共80 个调速器系统电液转换器上实施并应用。经现场反馈，该工艺安装方式、工艺要求简单、可操作性强、人工成本低，既保障了安装的牢固性，又提高了导线的耐用性，彻底根绝了该厂近几年10 余起因电液转换器接线问题导致机组被迫停运的事件。工艺流程见图2。

图2 基于高精度电液转换器接线工艺流程示意图

5 结 论

经实践证明，基于高精度电液转换器的直角插簧端子固定、全包围防护的接线工艺，要求简单、可操作性强、人工成本低，具有很强的推广性和可操作性。