電動執行機構(電動執行機構)又you稱cheng閥fa門men電dian動dong裝zhuang置zhi或huo電dian動dong頭tou。它ta在zai不bu同tong的de行xing業ye中zhong被bei稱cheng為wei。它ta在zai工gong業ye管guan道dao閥fa門men行xing業ye中zhong被bei稱cheng為wei閥fa門men電dian動dong裝zhuang置zhi,在zai電dian氣qi儀yi表biao行xing業ye中zhong被bei稱cheng為wei電dian動dong執zhi行xing機ji構gou(電動執行機構)。機製)。
閥fa門men是shi工gong業ye管guan道dao控kong製zhi中zhong常chang用yong的de重zhong要yao設she備bei。電dian動dong閥fa由you於yu其qi電dian源yuan很hen容rong易yi獲huo得de,通tong常chang不bu需xu要yao維wei護hu。它ta們men比bi氣qi動dong和he液ye壓ya驅qu動dong設she備bei更geng常chang用yong。在zai工gong業ye場chang合he,電dian動dong閥fa門men必bi須xu具ju有you較jiao高gao的de可ke靠kao性xing和he安an全quan性xing。電dian動dong閥fa門men的de安an全quan性xing和he可ke靠kao性xing通tong常chang取qu決jue於yu電dian動dong執zhi行xing機ji構gou(電動執行機構),因此其性能、控製精度、功能、智能程序的綜合性能是電動閥門機技術水平的體現。因此,除了選擇電動執行機構(電動執行機構)時必須考慮的一些基本因素外,還應提出合理的技術要求,以使電動閥的價值最大化。
閥fa門men是shi工gong業ye管guan道dao控kong製zhi中zhong常chang用yong的de重zhong要yao設she備bei。電dian動dong閥fa由you於yu其qi電dian源yuan很hen容rong易yi獲huo得de,通tong常chang不bu需xu要yao維wei護hu。它ta們men比bi氣qi動dong和he液ye壓ya驅qu動dong設she備bei更geng常chang用yong。在zai工gong業ye場chang合he,電dian動dong閥fa門men必bi須xu具ju有you較jiao高gao的de可ke靠kao性xing和he安an全quan性xing。電dian動dong閥fa門men的de安an全quan性xing和he可ke靠kao性xing通tong常chang取qu決jue於yu電dian動dong執zhi行xing機ji構gou(電動執行機構),因此其性能、控製精度、功能、智能程序的綜合性能是電動閥門機技術水平的體現。因此,除了選擇電動執行機構(電動執行機構)時必須考慮的一些基本因素外,還應提出合理的技術要求,以使電動閥的價值最大化。
本文將解釋選擇電動執行器(電動執行器)的主要考慮因素,並簡要介紹電動執行器的選擇方法和技術。電動執行機構(電動執行機構)選型要點
1、根據閥門類型選擇電動執行機構(電動執行機構)
閥門的類型很多,工作原理也不同。通常,開閉控製是通過旋轉閥板角度、提升閥板(或閥芯)等來實現的。當與電動執行機構(電動執行機構)匹配時,首先根據閥門類型選擇電動執行機構(電動執行機構)。1.角行程電動執行機構(電動執行機構)(旋轉角度<360度)
電動執行機構(電動執行機構)輸出軸的旋轉小於一周,即小於360度(有時稱90度以內的角度和其他行程,大於90度和小於360度稱為部分旋轉型),通常90度來實現閥門的開啟和關閉過程控製。根據安裝接口方式的不同,這種類型的電動執行機構分為直接連接型和底座曲柄型(“電動執行機構的選擇方法和技巧”將進行更詳細的說明)。
a) 直接連接:指電動執行機構(電動執行機構)輸出軸與閥杆直接連接安裝的形式。
b) 底座曲柄型:指輸出軸通過曲柄與閥杆連接的形式。
這種類型的電動執行機構適用於蝶閥、球閥、旋塞閥等。2.多圈電動執行機構(電動執行機構)(旋轉角度>360度)
電動執行機構輸出軸的旋轉大於一周,即大於360度,通常需要多次轉動才能實現閥門開啟和關閉過程的控製。
這種電動執行機構適用於閘閥、截止閥等。
3、直線行駛(直線運動)
電動執行器(電動執行器)輸出軸的運動是線性運動類型,而不是旋轉形式。
這種電動執行機構適用於單座控製閥和雙座控製閥。
2、根據生產過程控製要求(PID調節功能),確定電動執行機構(電動執行機構)的控製模式)
1、開關類型(開環控製)
開關式電動執行機構(電動執行機構)通常實現閥門的開啟或關閉控製。閥門處於全開或全關位置。此類閥門不需要精確控製介質流量(此處未完全說明),還有一種開關類型,具有閥位反饋形式,反饋信號連接到DCS或其他控製器進行PID計算,然後控製執行機構打開或關閉,以達到控製開度的目的。
特別值得一提的是,開關型電動執行機構(電動執行機構)youyujiegouxingshibutong,yekefenweifentishijiegouhezhengtishijiegou。zaixuanzemoxingshibixuduicijinxingjieshi,fouzezaixianchanganzhuangguochengzhongjingchanghuichuxianbupipei,liruyukongzhixitongchongtu。
a) 分體式結構(通常稱為普通型):控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)與(yu)電(dian)動(dong)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)分(fen)開(kai)。電(dian)動(dong)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)不(bu)能(neng)單(dan)獨(du)控(kong)製(zhi)閥(fa)門(men),必(bi)須(xu)增(zeng)加(jia)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)才(cai)能(neng)實(shi)現(xian)控(kong)製(zhi)。通(tong)常(chang),控(kong)製(zhi)器(qi)或(huo)控(kong)製(zhi)櫃(gui)用(yong)於(yu)外(wai)部(bu)控(kong)製(zhi)。支(zhi)持(chi)
這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)不(bu)方(fang)便(bian)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)安(an)裝(zhuang),這(zhe)增(zeng)加(jia)了(le)布(bu)線(xian)和(he)安(an)裝(zhuang)成(cheng)本(ben),並(bing)且(qie)容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。當(dang)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)時(shi),不(bu)容(rong)易(yi)診(zhen)斷(duan)和(he)維(wei)護(hu),性(xing)價(jia)比(bi)不(bu)理(li)想(xiang)(但優點適用於高溫場合,因為在高溫環境中控製電路可能遠離執行器)。
b) 一體化結構(通常稱為整體式):控製單元和電動執行機構封裝成一個整體,無需外部控製單元即可現場操作,並可通過遠程輸出相關控製信息進行操作。
這種結構的優點是便於係統的整體安裝,降低了布線和安裝成本,易於診斷和故障排除。但是傳統的集成在後麵描述。
2、可調型(閉環控製)(即伺服集成)
可調節電動執行機構(電動執行機構)bujinjuyoukaiguanshiyitihuajiegoudegongneng,haikeyijingquekongzhifamen,congerjingquetiaojiejiezhiliuliang。youyukongjianxianzhi,qigongzuoyuanlizaicibuzaixiangximiaoshu。yixiashixuanzeketiaodiandongzhixingqishixuyaozhuyidecanshudejianyaoshuoming
a)控製信號類型(電流、電壓)
可調電動執行器(電動執行器)的控製信號一般包括電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V)。在選擇模型時,需要澄清控製信號的類型和參數(目前,最常用的是4-20mA)。
b)工作形式(電動開啟式、電動關閉式)(即正作用和反作用)
調節電動執行機構(電動執行機構)的工作模式一般為電動開啟式(以4-20mA控製為例,電動開啟式表示4mA信號對應閥門關閉,20mA對應閥門打開),另一種類型是電動關閉(以4-20mA控製為例,電動打開類型意味著4mA信號對應於閥門打開,20mA對應於閥門關閉)。在正常情況下,選型需要明確的工作形式。許多產品出廠後不能修改(應該是產品的一部分),大多數智能電動執行器(如CONAC係列、NDL、NDQ係列)都可以通過現場設置隨時進行修改(例如,如果參數或跳線被修改,傳統的模擬控製板必須要麼改變跳線,要麼改變電機正反向接線和傳感器接線。
c)失去信號保護
失去信號保護意味著當控製信號由於線路等故障而丟失時,電動執行器(電動執行器)將打開和關閉控製閥至設定的保護值。常用保護值為全開、全關,並保持原始位置。在這種情況下,出廠後不容易修改(舊的模擬控製形式應該很難修改),大多數智能電動執行器可以通過現場設置靈活修改,如CONAC係列、NDL、NDQ係列等,可以通過菜單參數修改來實現,其中,當信號被切斷時,NDL和NDQ係列可以將閥位置設置為任何設置位置。
3、根據閥門所需的扭矩確定電動執行機構(電動執行機構)的輸出扭矩(可輸入推力)
閥門開啟和關閉所需的扭矩決定了電動執行機構(電動執行機構)選擇的輸出扭矩。一般由用戶提出或閥門製造商選擇。作為電動執行機構(電動執行機構),製造商隻應用執行機構,它負責閥門的輸出扭矩。閥門正常開啟和關閉所需的扭矩取決於閥門的尺寸、工gong作zuo壓ya力li和he其qi他ta因yin素su。然ran而er,由you於yu閥fa門men製zhi造zao商shang的de加jia工gong精jing度du和he裝zhuang配pei工gong藝yi不bu同tong,不bu同tong製zhi造zao商shang生sheng產chan的de同tong一yi規gui格ge閥fa門men所suo需xu的de扭niu矩ju也ye有you差cha異yi,即ji同tong一yi閥fa門men製zhi造zao商shang生sheng產chan的de同tong一yi閥fa門men的de扭niu矩ju也ye是shi一yi個ge。合he理li的de扭niu矩ju範fan圍wei。(文章“電動執行機構的選擇方法和技巧”有更詳細的解釋)
第四,確定電氣參數
由於不同電動執行器(電動執行器)製造商的電氣參數不同,在設計和選擇時通常需要確定電氣參數,主要包括電機功率、額定電流、二次控製回路電壓等。,因此,通常情況下,控製係統和電動執行器參數不匹配,導致跳閘、熔斷器跳閘、熱過載繼電保護等故障。
第五,根據使用場合選擇外殼防護等級和防爆等級
1、外殼額定值
外殼防護等級是指電動執行機構外殼的防異物和防水性能。它由字母IP後跟兩位數表示。第一個數字是從1到6表示異物的程度(見表1),第二個數字是1到8表示防水等級(見表2)。
表1:。第一位數字表示的防異物等級

表2:。防水等級由第二位數字表示

2、防爆等級在爆炸性氣體、蒸汽、液體、可(ke)燃(ran)性(xing)粉(fen)塵(chen)等(deng)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)火(huo)災(zai)或(huo)爆(bao)炸(zha)危(wei)險(xian)的(de)場(chang)所(suo),必(bi)須(xu)對(dui)電(dian)動(dong)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)提(ti)出(chu)防(fang)爆(bao)要(yao)求(qiu),並(bing)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)選(xuan)擇(ze)防(fang)爆(bao)形(xing)式(shi)和(he)類(lei)別(bie)。防(fang)爆(bao)等(deng)級(ji)可(ke)用(yong)防(fang)爆(bao)標(biao)誌(zhi)EX和防爆內容表示(參見《爆炸環境用防爆電氣設備》GB3836-2000)。
防爆標誌的內容包括:防爆類型+設備類別+(氣體組)+溫度組
a) 防爆型:根據所采取的防爆措施,可分為本質安全型、隔爆型、增安型、正壓型、澆注型、填砂型等,其標識見下表3。
表3:防爆形式和標誌

b) 設備類別:
表4:。設備類別

根據適用於爆炸性氣體混合物的最大試驗安全間隙或最小點火電流比,II級隔爆型“Exd”和本質安全型“Exi”電氣設備進一步分為IIA、IIB和IIC類。它們之間的關係如表5所示:
表5:氣體組

c) 溫度類別:
電氣設備根據其最高表麵溫度分為T1~T6組,因此相應T1~T6組電氣設備的最高表麵溫度不能超過相應溫度組的允許值。可燃氣體或蒸汽的溫度組、設備表麵溫度與著火溫度的關係見下表6:
表6:。“溫度”組

電動執行機構(電動執行機構)製(zhi)造(zao)商(shang)銷(xiao)售(shou)的(de)防(fang)爆(bao)電(dian)動(dong)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)必(bi)須(xu)取(qu)得(de)防(fang)爆(bao)證(zheng)書(shu)。但(dan)是(shi),一(yi)些(xie)用(yong)戶(hu)在(zai)安(an)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)遵(zun)守(shou)規(gui)則(ze),這(zhe)將(jiang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)防(fang)爆(bao)性(xing)能(neng)。例(li)如(ru),細(xi)電(dian)纜(lan)不(bu)符(fu)合(he)電(dian)動(dong)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)(電動執行機構)的要求。如果電纜太薄,則會在電纜入口處留下間隙,無法達到防爆性能。
電動執行機構的選擇方法與技巧
電動執行機構(電動執行機構)的選擇主要從以下幾個方麵進行:
1、電動執行機構結構型式(電動執行機構)
根據被控對象的運動方式,電動執行器分為以下結構類型:角行程、直行程、部分旋轉型和多旋轉型。根據連接和安裝方法(一般為角行程電動執行機構(電動執行機構))分為底座式和直接連接式。
讓我們來談談各種閥門和阻尼器選擇何種結構類型的電動執行器(電動執行器),或者何種受控對象適用於各種結構的電動執行器(電動執行器)。
1、角行程電動執行機構(電動執行機構)
角行程電動執行器(電動執行器)輸出軸的運動方式為角度旋轉,一般旋轉範圍為0~90度。此類執行機構通常適用於阻尼器、蝶閥、球閥、V形閥等。
角行程電動執行器(電動執行器)根據連接方式分為直接連接型和底座型。當連接直接連接類型時,電動執行器的輸出軸直接連接到閥杆。底座式連接方法是通過球鉸+連杆連接致動器輸出軸和閥杆。
2、直行電動執行機構(電動執行機構)
直行電動執行器(電動執行器)輸出軸的運動是線性運動,因此這種類型的執行器適用於線性運動的閥門(切斷閥和閘閥除外,稍後將討論)。閥座閥、雙座閥、套筒閥、角閥、三通閥、隔膜閥等。
3、多圈電動執行機構(電動執行機構)
多圈電動執行器(電動執行器)輸出軸運動方式為旋轉,全行程超過360度。適用於閘閥、截止閥等受控對象。多圈電動執行器是特殊的,可以重新配置。第一級減速器被轉換為角行程電動執行器(電動執行器)或直行程電動執行器(電動執行器),甚至是多圈式。第一級減速後,輸出力(扭矩)增加,運動速度減慢。
2、電動執行機構(電動執行機構)的輸出力(扭矩)
電動執行器(電動執行器)最重要的參數是輸出力。對於直行程電動執行機構(電動執行機構),單位為N或Kg,10N=1Kg,稱為推力。對於機構的角電動執行器(電動執行器),單位為Nm或Kg.m,10Nm=1Kgm。輸出力的大小應根據受控對象的最大驅動力確定。通常,執行機構需要保留30%的保證金才能投保。由於閥門驅動力的計算非常複雜,以下給出了一些常見的閥門經驗數據:
常用閥門需要驅動力才能用於應用致動器(預留了30%的餘量)
閘閥(口徑25至1800mm,壓力1至320Kg/cm2或1至32MPa,扭矩單位Kg.m)

截止閥(口徑15至350mm,壓力6至320Kg/cm2,扭矩單位Kg.m)

球閥(口徑50至1000mm,壓力6至100Kg/cm2,扭矩單位Kg.m)

蝶閥(口徑50至2000mm,壓力2.5至25Kg/cm2,扭矩單位Kg.m)

3、電動執行機構行程(電動執行機構)
這個參數也是一個更重要的參數。對於角行程電動執行器(電動執行器),行程固定在0〜90度。對於直行程,行程單位為mm,需要根據滑閥行程進行調整。確定直行程電動執行器(電動執行器)常規行程具有以下齒輪:10mm、16mm、25mm、40mm、60mm、100mm。對於多匝電動執行器(電動執行器),一般來說,此類執行器的匝數可以滿足需要。
四、電氣接口
確定電動執行機構(電動執行機構)需要反饋什麼樣的信號,以確定電動執行器(電動執行器)的控製方法。
控製方式:
1.模擬量控製:一般的模擬量控製是4~20mA,也有0~10mA、1~5V等,後兩者現在用得不多。通常可調節(集成)電動執行器可以通過模擬控製。
2.開關控製:一般開關控製信號為“開”和“關”指令信號,也可能有“停”指令信號。開關量主要包括以下幾種:無源、24V DC、220V AC。通常,如果配備伺服放大器,則開關量為220V AC。如果不使用伺服放大器控製執行機構,而選擇220V AC開關型電動執行機構(電動執行機構),需要注意的是,所提供的220V開關功率必須大於致動器電機功率。
反饋信號:
1.模擬反饋:模擬反饋信號是電動執行機構(電動執行機構)輸出的與當前閥位對應的所有閥位反饋信號。也有4~20mA、0~10mA和1~5V。兩者現在都很少使用。通常,那些配備有伺服放大器的裝置需要模擬閥位置反饋信號。如果DCS或顯示儀表需要顯示當前閥門位置,電動執行機構也必須需要模擬閥門位置反饋信號
2.開關反饋信號:根gen據ju工gong藝yi要yao求qiu,電dian動dong執zhi行xing機ji構gou可ke能neng需xu要yao輸shu出chu完wan全quan閉bi合he和he完wan全quan打da開kai的de開kai關guan信xin號hao,甚shen至zhi其qi他ta有you意yi義yi的de信xin號hao,如ru執zhi行xing機ji構gou故gu障zhang報bao警jing信xin號hao。通tong常chang,開kai關guan值zhi是shi被bei動dong的de,但dan它ta也ye是shi主zhu動dong的de。
除了上麵提到的幾個重要參數外,有些參數並不那麼重要,但根據工藝要求,也可能非常重要,如安裝尺寸、重量、控製精度、全行程時間、防護等級等。