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電動執行機構選型要點

發布時間:2017/3/9 關注次數:8663次

目前業界對于執行機構最廣泛的定義是:一種能提供直線或旋轉運動的驅動裝置,它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。執行機構使用液體、氣體、電力或其它能源并通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。


基本的執行機構用于把閥門驅動至全開或全關的位置。用與控制閥的執行機構能夠精確的使閥門走到任何位置。盡管大部分執行機構都是用于開關閥門,但是如今的執行機構的設計遠遠超出了簡單的開關功能,它們包含了位置感應裝置,力矩感應裝置,電極保護裝置,邏輯控制裝置,數字通訊模塊及PID控制模塊等,而這些裝置全部安裝在一個緊湊的外殼內。


1. 根據閥門類型選擇電動執行器


閥門的種類相當多,工作原理也不太一樣,一般以轉動閥板角度、升降閥板等方式來實現啟閉控制,當與電動執行器配套時首先應根據閥門的類型選擇電動執行器。


1.1 角行程電動執行器(轉角<360度)


電動執行器輸出軸的轉動小于一周,即小于360度,通常為90度就實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執行器根據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:是指電動執行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。


b)底座曲柄式:是指輸出軸通過曲柄與閥桿連接的形式。此類電動執行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。


1.2 多回轉電動執行器(轉角>360度)


電動執行器輸出軸的轉動大于一周,即大于360度,一般需多圈才能實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執行器適用于閘閥、截止閥等。


1.3 直行程(直線運動)


電動執行器輸出軸的運動為直線運動式,不是轉動形式。此類電動執行器適用于單座調節閥、雙座調節閥等。

 

2. 根據生產工藝控制要求確定電動執行器的控制模式


電動執行器的控制模式一般分為開關型(開環控制)和調節型(閉環控制)兩大類。


2.1 開關型(開環控制)


開關型電動執行器一般實現對閥門的開或關控制,閥門要么處于全開位置,要么處于全關位置,此類閥門不需對介質流量進行精確控制。特別值得一提的是開關型電動執行器因結構形式的不同還可分為分體結構和一體化結構。選型時必需對此做出說明,不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現像。


a)分體結構(通常稱為普通型):控制單元與電動執行器分離,電動執行器不能單獨實現對閥門的控制,必需外加控制單元才能實現控制,一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。此結構的缺點是不便于系統整體安裝,增加接線及安裝費用,且容易出現故障,當故障發生時不便于診斷和維修,性價比不理想。


b)一體化結構(通常稱為整體型):控制單元與電動執行器封裝成一體,無需外配控制單元即可現實就地操作,遠程只需輸出相關控制信息就可對其進行操作。此結構的優點是方便系統整體安裝,減少接線及安裝費用,容易診斷并排除故障。但傳統的一體化結構產品也有很多不完善的地方,所以產生了智能電動執行器,關于智能電動執行器后面將再做說明。


2.2 調節型(閉環控制)


調節型電動執行器不僅具有開關型一體化結構的功能,它還能對閥門進行精確控制,從而精確調節介質流量。


a)控制信號類型(電流、電壓)


調節型電動執行器控制信號一般有電流信號(4~20mA、0~10mA)或電壓信號(0~5V、1~5V),選型時需明確其控制信號類型及參數。


b)工作形式(電開型、電關型)


調節型電動執行器工作方式一般為電開型(以4~20mA的控制為例,電開型是指4mA信號對應的是閥關,20mA對應的是閥開),另一種為電關型(以4-20mA的控制為例,電開型是指4mA信號對應的是閥開,20mA對應的是閥關)。


c)失信號保護


失信號保護是指因線路等故障造成控制信號丟失時,電動執行器將控制閥門啟閉到設定的保護值,常見的保護值為全開、全關、保持原位三種情況,且出廠后不易修改。

 

3. 根據閥門所需的扭力確定電動執行器的輸出扭力


閥門啟閉所需的扭力決定著電動執行器選擇多大的輸出扭力,一般由使用者提出或閥門廠家自行選配,做為執行器廠家只對執行器的輸出扭力負責,閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決定,但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區別,所以不同廠家生產的同規格閥門所需扭力也有所區別,即使是同個閥門廠家生產的同規格閥門扭力也有所差別,當選型時執行器的扭力選擇太小就會造成無法正常啟閉閥門,因此電動執行器必需選擇一個合理的扭力范圍。

 

4. 根據所選電動執行器確定電氣參數


因不同執行器廠家的電氣參數有所差別,所以設計選型時一般都需確定其電氣參數,主要有電機功率、額定電流、二次控制回路電壓等。往往在這方面的疏忽,結果控制系統與電動執行器參數不匹配造成工作時空開跳閘、保險絲熔斷、熱過載繼電器保護起跳等故障現像。

 

5、根據使用場合選擇外殼防護等級、防爆等級


5.1 外殼防護等級


外殼防護等級是指電動執行器的殼體防外物、防水等級,以字母IP后加兩位數表示,第一位由1~6表示防外物等級,第二位由1~8表示防水等級。


5.2 防爆等級


在可能出現爆炸性氣體、蒸汽、液體、可燃性粉塵等而引起火災或爆炸危險的場所時,必需對電動執行器提出防爆要求,根據不同的應用區域選擇防爆形式和類別。防爆等級可通過防爆標志EX及防爆內容來表示(參考《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836-2000)。防爆標志內容包括:防爆型式+設備類別+(氣體組別)+溫度組別。

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