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電動(dòng)閥門(mén)執(zhí)行器的選型分析

[ 2015-07-22 ]

閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器又稱(chēng)電動(dòng)執(zhí)行器，在流體控制行業(yè)閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器有著重要的作用,閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行器是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化重要的部分.專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)之為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),在工業(yè)管道閥門(mén)行業(yè)稱(chēng)之為閥門(mén)電動(dòng)裝置，在儀表行業(yè)稱(chēng)之為電動(dòng)執(zhí)行器，但現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已沒(méi)有很明確的區(qū)分,統(tǒng)一稱(chēng)之為電動(dòng)執(zhí)行器。

閥門(mén)在工業(yè)管路控制中的重要設(shè)備，電動(dòng)閥門(mén)隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，因其動(dòng)力源容易取得，且一般情況下無(wú)需維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，比起氣動(dòng)、液動(dòng)等不同驅(qū)動(dòng)方式的設(shè)備使用更為普遍。在工業(yè)場(chǎng)合電動(dòng)閥門(mén)必需具有更高的可靠性和安全性，當(dāng)閥門(mén)能保證性能和壽命的情況下，電動(dòng)閥門(mén)的安全性與可靠性取決于電動(dòng)執(zhí)行器，因此電動(dòng)執(zhí)行器的性能、控制水平是電動(dòng)閥門(mén)整機(jī)技術(shù)水平的綜合表現(xiàn)。所以在電動(dòng)執(zhí)行器選型時(shí)除必需考慮的一些基本要素外，對(duì)其提出合理的技術(shù)要求才能使電動(dòng)閥門(mén)價(jià)值實(shí)現(xiàn)最大化。

電動(dòng)執(zhí)行器的類(lèi)型很多，不同類(lèi)型和功能的電動(dòng)執(zhí)行器與閥門(mén)配套后都可稱(chēng)之為電動(dòng)閥門(mén)，但往往在設(shè)計(jì)、選型的過(guò)程中只重視閥門(mén)的參數(shù)忽略或沒(méi)有明確電動(dòng)執(zhí)行器的相關(guān)要求，這樣不僅使電動(dòng)閥門(mén)發(fā)揮不出最佳的性能，而且在安裝、調(diào)試、使用過(guò)程中也會(huì)帶來(lái)不必要的麻煩，甚至給生產(chǎn)造成嚴(yán)重的后果。

針對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器選型考慮的要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)目前智能電動(dòng)執(zhí)行器的相關(guān)功能做簡(jiǎn)單介紹，它將是當(dāng)今乃至將來(lái)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展所需的主流產(chǎn)品。

電動(dòng)執(zhí)行器選型考慮要點(diǎn)

一、根據(jù)閥門(mén)類(lèi)型選擇電動(dòng)執(zhí)行器

閥門(mén)的種類(lèi)相當(dāng)多，工作原理也不太一樣，一般以轉(zhuǎn)動(dòng)閥板角度、升降閥板等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)啟閉控制，當(dāng)與電動(dòng)執(zhí)行器配套時(shí)首先應(yīng)根據(jù)閥門(mén)的類(lèi)型選擇電動(dòng)執(zhí)行器。

1．角行程電動(dòng)執(zhí)行器（轉(zhuǎn)角<360度）

電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)小于一周，即小于360度，通常為90度就實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。此類(lèi)電動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。

a)直連式：是指電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。 b)底座曲柄式：是指輸出軸通過(guò)曲柄與閥桿連接的形式。此類(lèi)電動(dòng)執(zhí)行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。

2．多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器（轉(zhuǎn)角>360度）

電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)大于一周，即大于360度，一般需多圈才能實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。

此類(lèi)電動(dòng)執(zhí)行器適用于閘閥、截止閥等。

3．直行程電動(dòng)執(zhí)行器（直線運(yùn)動(dòng)）

電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸的運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)式，不是轉(zhuǎn)動(dòng)形式。此類(lèi)電動(dòng)執(zhí)行器適用于單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥等。

二、根據(jù)生產(chǎn)工藝控制要求確定電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式

電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式一般分為開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）和調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）兩大類(lèi)。

1．開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）

開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器一般實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)控制，閥門(mén)要么處于全開(kāi)位置，要么處于全關(guān)位置，此類(lèi)閥門(mén)不需對(duì)介質(zhì)流量進(jìn)行精確控制。

特別值得一提的是開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時(shí)必需對(duì)此做出說(shuō)明，不然經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。

a)分體結(jié)構(gòu)（通常稱(chēng)為普通型）：控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器分離，電動(dòng)執(zhí)行器不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的控制，必需外加控制單元才能實(shí)現(xiàn)控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。

此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不便于系統(tǒng)整體安裝，增加接線及安裝費(fèi)用，且容易出現(xiàn)故障，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修，性價(jià)比不理想。

b)一體化結(jié)構(gòu)（通常稱(chēng)為整體型）：控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器封裝成一體，無(wú)需外配控制單元即可現(xiàn)實(shí)就地操作，遠(yuǎn)程只需輸出相關(guān)控制信息就可對(duì)其進(jìn)行操作。

此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是方便系統(tǒng)整體安裝，減少接線及安裝費(fèi)用，容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方，所以產(chǎn)生了智能電動(dòng)執(zhí)行器，關(guān)于智能電動(dòng)執(zhí)行器后面將再做說(shuō)明。 2．調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）

調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器不僅具有開(kāi)關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)而精確調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。因的功能，它還能對(duì)閥門(mén)進(jìn)行精確控制，從篇幅有限其工作原理在此不作詳細(xì)說(shuō)明。下面就調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器選型時(shí)需注明的參數(shù)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。

a)控制信號(hào)類(lèi)型（電流、電壓）

調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器控制信號(hào)一般有電流信號(hào)(4～20mA、0～10mA)或電壓信號(hào)(0～5V、１～5V)，選型時(shí)需明確其控制信號(hào)類(lèi)型及參數(shù)。

b)工作形式（電開(kāi)型、電關(guān)型）

調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器工作方式一般為電開(kāi)型（以4～20mA的控制為例，電開(kāi)型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥關(guān)，20mA對(duì)應(yīng)的是閥開(kāi)），另一種為電關(guān)型（以4-20mA的控制為例，電開(kāi)型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥開(kāi)，20mA對(duì)應(yīng)的是閥關(guān)）.一般情況下選型需明確工作形式，很多產(chǎn)品在出廠后并不能進(jìn)行修改，奧美閥控生產(chǎn)的智能型電動(dòng)執(zhí)行器可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定隨時(shí)修改。

c)失信號(hào)保護(hù)

失信號(hào)保護(hù)是指因線路等故障造成控制信號(hào)丟失時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器將控制閥門(mén)啟閉到設(shè)定的保護(hù)值，常見(jiàn)的保護(hù)值為全開(kāi)、全關(guān)、保持原位三種情況，且出廠后不易修改。奧美閥控生產(chǎn)的智能電動(dòng)執(zhí)行器可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定進(jìn)行靈活修改，并可設(shè)定任意位置（0~100%）為保護(hù)值。

三、根據(jù)閥門(mén)所需的扭力確定電動(dòng)執(zhí)行器的輸出扭力

閥門(mén)啟閉所需的扭力決定著電動(dòng)執(zhí)行器選擇多大的輸出扭力，一般由使用者提出或閥門(mén)廠家自行選配，做為執(zhí)行器廠家只對(duì)執(zhí)行器的輸出扭力負(fù)責(zé)，閥門(mén)正常啟閉所需的扭力由閥門(mén)口徑大小、工作壓力等因素決定，但因閥門(mén)廠家加工精度、裝配工藝有所區(qū)別，所以不同廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門(mén)所需扭力也有所區(qū)別，

即使是同個(gè)閥門(mén)廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門(mén)扭力也有所差別，當(dāng)選型時(shí)執(zhí)行器的扭力選擇太小就會(huì)造成無(wú)法正常啟閉閥門(mén)，因此電動(dòng)執(zhí)行器必需選擇一個(gè)合理的扭力范圍。

四、根據(jù)所選電動(dòng)執(zhí)行器確定電氣參數(shù)

因不同執(zhí)行器廠家的電氣參數(shù)有所差別，所以設(shè)計(jì)選型時(shí)一般都需確定其電氣參數(shù)，主要有電機(jī)功率、額定電流、二次控制回路電壓等，往往在這方面的疏忽，結(jié)果控制系統(tǒng)與電動(dòng)執(zhí)行器參數(shù)不匹配造成工作時(shí)空開(kāi)跳閘、保險(xiǎn)絲熔斷、熱過(guò)載繼電器保護(hù)起跳等故障現(xiàn)像。

五、根據(jù)使用場(chǎng)合選擇外殼防護(hù)等級(jí)、防爆等級(jí) 1．外殼IP防護(hù)等級(jí) 2.防爆等級(jí)

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