阀门电动执行器的工作原理

  电动执行器是电动单元组合仪表中的执行单元。它由单相交流电源供电,接收统一标准的DC信号,输出相应的角位移,操作阻尼器、挡板等调节机构,可配合各种电动操作器完成调节系统“手动-自动”的无扰切换和被调节对象的远程手动操作。电动执行机构还具有电气限位和机械限位双重保护,完成自动调节任务。广泛应用于电力、冶金、石油化工、锅炉系统供水和调节挡板。
 
  电动执行器有五种类型:直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节阀和电磁阀。前四种属于DDZ类型。下面简单介绍一下直行程电动执行器(DKJ)和角行程电动执行器(DKZ)。
 
  直行程和角行程电动执行机构的作用是接收调节器或其他仪器发出的0 ~ 10ma、4~20 mA或1~5 V电压的标准值电流信号,经过执行机构后成为位移推力或转角力矩,从而操作开关、阀门等。并完成自动调整的任务。这两种执行器过去由伺服放大器和执行器组成。目前,机电一体化智能结构的结构、工作原理和使用方法是相似的,唯一的区别在于一个输出位移(推力)和一个输出转角(扭矩)。
 
  角行程电动执行器
 
  角行程电动执行器(旋转角度为360度)。电动执行器输出轴的旋转超过一个周期,即超过360度。通常,控制阀门的打开和关闭过程需要一个以上的周期。这种电动执行器适用于闸阀、截止阀等。
 
  直行程(直线运动)电动执行器
 
  直行程(直线运动)电动执行器输出轴的运动是直线运动,不是旋转运动。这种电动执行器适用于单座调节阀和双座调节阀。
 
  电动执行器的控制形式
 
  电动执行器的控制方式一般分为两类:开关式(开环控制)和调节式(闭环控制)。
 
  1.开关型(开环控制)开关型电动执行器通常控制阀门的开启或关闭。阀门要么处于全开位置,要么处于全闭位置。这种阀门不需要精确控制介质流量。特别值得一提的是,开关式电动执行器由于结构形式不同,可分为分体式结构和一体式结构。在选择型号时有必要对此进行解释,否则,在现场安装过程中经常会出现与控制系统冲突等不匹配的情况。
 
  a)分体式结构(通常称为普通型):控制单元与电动执行器分离,不能独立控制阀门,只能通过增加一个控制单元。一般以控制器或控制柜的形式对外配套。这种结构的缺点是不方便安装整个系统,增加布线和安装成本,容易出现故障。出现故障时,不方便诊断和维护,性价比不理想。b)一体化结构(通常称为整体式):控制单元和电动执行器封装为一体,无需外部控制单元即可就地操作,只需输出相关控制信息即可远程操作。这种结构的优点是便于整个系统的安装,降低布线和安装成本,易于诊断和排除故障。但是传统的一体化结构产品也有很多不完善的地方,于是产生了智能电动执行器,后面会有解释。
 
  2.可调式(闭环控制)电动执行器不仅具有开关式集成结构的功能,还能精确控制阀门,从而精确调节介质流量。由于空间有限,其工作原理在此不做详细描述。以下是选择可调电动执行器时应注意的参数的简要说明。
 
  a)控制信号类型(电流、电压)可调的电动执行器的控制信号一般包括电流信号(4 ~ 20mA,0 ~ 10mA)或电压信号(0 ~ 5V,1 ~ 5V)。选择型号时,应指定控制信号的类型和参数。
 
  b)工作模式(电动开启式和电动关闭式)可调电动执行器的工作模式一般为电动开启式(以4 ~ 20mA控制为例,电动开启式表示4mA信号对应阀门关闭,20mA对应阀门开启),另一种为电动关闭式(以4 ~ 20mA控制为例,电动开启式表示4mA信号对应阀门开启,20mA对应阀门关闭)。一般情况下,选型需要指定工作形式,很多产品出厂后无法修改。奥美阀门控制公司生产的智能电动执行器可以通过现场设置随时修改。
 
  c)失去信号保护失去信号保护是指当控制信号因线路等故障而失去时,电动执行器将控制阀打开和关闭至设定的保护值。常用的保护值有全开、全闭、原地不动,出厂后不易修改。奥美阀门控制公司生产的智能电动执行器,可通过现场设定灵活修改,任意位置(0~100%)均可设定为保护值。
 
  1电动执行器的工作原理
 
  电动执行器包括伺服放大器和执行器,执行器
 
  该机构分为三部分:电机、减速器和位置变送器
 
  电动执行器有三种控制模式:连续调节、远程手动控制和本地手动操作。
 
  1.1电动执行器的本地调节模式
 
  当电动执行机构需要就地手动操作时,当电动操作开关置于“手动”位置时,将电机末端的旋钮转到“手动”位置,拔出执行机构上的手轮,摇动手轮,实现手动操作。当不需要本地操作时,请注意将电机末端的旋钮转到“自动”位置,并向前推动手柄轮。1.2电动执行器的遥控调节方式
 
  当电动操作开关置于“手动”位置时,它处于手动遥控状态。操作时,只需将旋转开关拉到“开”或“关”位置,驱动电机正转或反转,执行器的输出轴就可以上下移动。在移动过程中,观察电动操作器上的阀位开启表,当达到所需的阀位开启时,立即松开开关。
 
  1.3电动执行器的自动调节模式
 
  当电动操作开关置于“自动”位置时,它处于自动调节状态,其控制过程如下:
 
  当输入信号I1=0(或4mA  DC)时,位置发送器的反馈电流I反相=0(或4mA  DC)。此时伺服放大器无输出电压,电机停止运行,执行器输出轴稳定在预选的零位。
 
  当输入信号I1
 
  0(或4mA  DC),在伺服放大器的前级磁放大器中综合比较输入信号的磁势和系统的位置反馈电流。由于这两个信号的幅值不相等,极性相反,出现误差磁势,使伺服放大器有足够的输出功率驱动电机,执行器的输出轴向减小误差磁势的方向运动,直到输入信号和位置反馈信号相等,然后输出轴稳定在输入信号对应的位置。
 
  根据阀门所需的扭矩确定电动执行器的输出扭矩。阀门打开和关闭所需的扭矩决定了电动执行器的输出扭矩,该扭矩通常由用户提出或由阀门制造商选择。作为执行器制造商,只对执行器的输出扭矩负责。阀门正常开启和关闭所需的扭矩由阀门直径和工作压力等因素决定。但是由于阀门制造商的加工精度和装配工艺的不同,所以不同制造商生产的相同规格的阀门所需的扭矩也是不同的,甚至同一个阀门制造商生产的相同规格的阀门的扭矩也是不同的。如果执行机构的扭矩太小,阀门不能正常开启和关闭,所以电动执行机构必须选择合理的扭矩范围。
 
  四.根据选定的电动执行器确定电气参数由于不同执行器制造商的电气参数不同,在设计和选择型号时,通常需要确定其电气参数,主要包括电机功率、额定电流、二次控制电路电压等。

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