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电动执行器选型要素

一、电动执行器选择要素

1、驱动能源

最常用的驱动能源是电源或流体源,如果选择电源为驱动能源,对于大尺寸阀门一般选用三相电源,对于小尺寸阀门可选用单相电源。一般电动执行机构可有多种电源类型供选择。有时也可选直流供电,此时可通过安装电池实现电源故障安全操作。流体源种类很多,首先可以是不同的介质如:压缩空气、氮气、天然气、液压流体等,其次它们可以具备各种压力,第三执行机构具有各种尺寸以提供输出力活力矩。

2、阀门类型

当选择阀门用执行机构时,必须要知道阀门的种类,这样才可以选择正确的执行机构类型。有些阀门需要多回转驱动,有些需要单回转驱动,有些需要往复式驱动,它们影响了执行机构类型的选择。通常多回转的气动执行机构比电动多回转执行机构价格要贵,但是往复式直行程输出的气动执行机构价格比电动多回转执行机构便宜。

3、力矩大小

对于90度回转的阀门如:球阀、蝶阀、旋塞阀,最好通过阀门厂商获得相应阀门力矩大小,大部分阀门厂商是通过测试阀门在额定压力下阀门所需的操作力矩,他们将这一力矩提供给客户。对于多回转的阀门情况有所不同,这些阀门可分为:往复式(提升式)运动-阀杆不旋转、往复式运动-阀杆旋转、非往复式-阀杆旋转,必须测量阀杆的直径,阀杆连接螺纹尺寸已决定执行机构规格。

二、执行机构选型

一但执行机构类型和阀门所需驱动力矩确定了,就可以使用执行机构厂商提供的数据表或选型软件进行选型。有时还需考虑阀门操作的速度和频率。

流体驱动的执行机构可调节行程速度,但是三相电源的电动执行机构只有固定的行程时间。

部分小规格的直流电动单回转执行机构可调节行程速度。

三、电动执行器结构原理

以MD系列电动执行机构的整体式比例调节型为例。

MD系列电动执行机构以交流伺服电动机为驱动装置的位皿伺服机构,由配接的位置定位器PM-2控制板接受调节系统的4~20mA直流控制信号与位置发送器的位置反馈借号进行比较,比较后的信号偏差经过放大使功率级导通,电动机旋转驱动执行机构的输出件朝着减小这一偏差的方向移动(位置发送器不断将输出件的实际位置转变为电信号—位盈反馈信号送至位致定位器),直到偏差信号小于设定值为止。此时执行机构的输出件就稳定在与输人信号相对应的位置上。

四、电动执行器预测维护

操作人员可以借助内置的数据存储器来记录阀门每次动作时力矩感应装置测得的数据,这些数据可以用来监测阀门运行的状态,可以提示阀门是否需要维修,也可以用这些数据来诊断阀门。

1、阀门密封或填料摩擦力

2、阀杆、阀门轴承的摩擦力矩

3、阀座摩擦力

4、阀门运行中的摩擦力

5、阀芯的所受的动态力

6、阀杆螺纹摩擦力

7、阀杆位置

上述大部分数据存在于所有种类的阀门,但着重点不同,例如:对于蝶阀,阀门运行中的摩擦力是可以忽略的,但对于旋塞阀这个力数值却很大。不同的阀门具有不同的力矩运行曲线,例如:对于楔式闸饭,开启和关闭力矩都非常大,其它行程时只有填料摩擦力和螺纹摩擦力,关闭时,液体静压力作用在闸板上增加了阀座摩擦力,最终楔紧效应使力矩迅速增大直到关闭到位。所以根据力矩曲线的变化可以预测出将会发生的故障,可以对预测性维护提供有价值的信息。

8、过流保护

当执行机构在运动过程中电机电流超过预设的最大电流值时,内部的逻辑电路将使得电机立即停止动作以防止电机烧毁。

9、减速、水压冲击保护

在阀门操作必须降低以防止水压冲击或水锤的场合,可选用中断定时器功能,在接近目标位置的范围内(此范围可由用户自行设定)进行脉冲点动操作,开启和停止的脉冲操作时间周期可在1-99秒范围内独立调整。

10、联锁保护

执行机构在高度安全的场合提供了联锁控制方式,在联锁控制方式下,有效的开阀或关阀指令均需一个相应的联锁信号,在其中任意一个信号丢失的情况下,执行机构将保位。

11、紧急保护(ESD)

执行机构提供了灵活的紧急保护功能,可与任何远程开关和模拟控制电路同时使用,也可超越就地和远程信号。每台执行机构均可单独设定紧急保护时的动作方式,如全开、全关或保位。如果需要,ESD信号可设定为超越联锁控制、就地停止和电机温度保护电路。

12、电气保护

输入输出通道均采用光电隔离。

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