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電動執行機構的選擇(電動執行機構)
發布時間:2020-07-28 15:14:23

電動執行機構(電動執行機構)又稱閥門電動裝置或電動頭。它在不同的行業中被稱為。它在工業管道閥門行業中被稱為閥門電動裝置,在電氣儀表行業中被稱為電動執行機構(電動執行機構)。機制)。

閥門是工業管道控制中常用的重要設備。電動閥由于其電源很容易獲得,通常不需要維護。它們比氣動和液壓驅動設備更常用。在工業場合,電動閥門必須具有較高的可靠性和安全性。電動閥門的安全性和可靠性通常取決于電動執行機構(電動執行機構),因此其性能、控制精度、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**化。

閥門是工業管道控制中常用的重要設備。電動閥由于其電源很容易獲得,通常不需要維護。它們比氣動和液壓驅動設備更常用。在工業場合,電動閥門必須具有較高的可靠性和安全性。電動閥門的安全性和可靠性通常取決于電動執行機構(電動執行機構),因此其性能、控制精度、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**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,并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,開閉控制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)輸出軸的旋轉小于一周,即小于360度(有時稱90度以內的角度和其他行程,大于90度和小于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制。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)輸出軸與閥桿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桿連接的形式。

這種類型的電動執行機構適用于蝶閥、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于一周,即大于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制。

這種電動執行機構適用于閘閥、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于單座控制閥和雙座控制閥。

2、根據生產過程控制要求(PID調節功能),確定電動執行機構(電動執行機構)的控制模式)

1、開關類型(開環控制)

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制。閥門處于全開或全關位置。此類閥門不需要精確控制介質流量(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或其他控制器進行PID計算,然后控制執行機構打開或關閉,以達到控制開度的目的。

特別值得一提的是,開關型電動執行機構(電動執行機構)由于結構形式不同,也可分為分體式結構和整體式結構。在選擇模型時必須對此進行解釋,否則在現場安裝過程中經常會出現不匹配,例如與控制系統沖突。

a) 分體式結構(通常稱為普通型):控制單元與電動執行機構分開。電動執行機構不能單獨控制閥門,必須增加控制單元才能實現控制。通常,控制器或控制柜用于外部控制。支持

這種結構的缺點是不方便系統的整體安裝,這增加了布線和安裝成本,并且容易發生故障。當故障發生時,不容易診斷和維護,性價比不理想(但優點適用于高溫場合,因為在高溫環境中控制電路可能遠離執行器)。

b) 一體化結構(通常稱為整體式):控制單元和電動執行機構封裝成一個整體,無需外部控制單元即可現場操作,并可通過遠程輸出相關控制信息進行操作。

這種結構的優點是便于系統的整體安裝,降低了布線和安裝成本,易于診斷和故障排除。但是傳統的集成在后面描述。

2、可調型(閉環控制)(即伺服集成)

可調節電動執行機構(電動執行機構)不僅具有開關式一體化結構的功能,還可以精確控制閥門,從而精確調節介質流量。由于空間限制,其工作原理在此不再詳細描述。以下是選擇可調電動執行器時需要注意的參數的簡要說明

a)控制信號類型(電流、電壓)

可調電動執行器(電動執行器)的控制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,需要澄清控制信號的類型和參數(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控制為例,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控制為例,電動打開類型意味著4mA信號對應于閥門打開,20mA對應于閥門關閉)。在正常情況下,選型需要明確的工作形式。許多產品出廠后不能修改(應該是產品的一部分),大多數智能電動執行器(如CONAC系列、NDL、NDQ系列)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,傳統的模擬控制板必須要么改變跳線,要么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制信號由于線路等故障而丟失時,電動執行器(電動執行器)將打開和關閉控制閥至設定的保護值。常用保護值為全開、全關,并保持原始位置。在這種情況下,出廠后不容易修改(舊的模擬控制形式應該很難修改),大多數智能電動執行器可以通過現場設置靈活修改,如CONAC系列、NDL、NDQ系列等,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系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制造商選擇。作為電動執行機構(電動執行機構),制造商只應用執行機構,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于閥門的尺寸、工作壓力和其他因素。然而,由于閥門制造商的加工精度和裝配工藝不同,不同制造商生產的同一規格閥門所需的扭矩也有差異,即同一閥門制造商生產的同一閥門的扭矩也是一個。合理的扭矩范圍。(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

由于不同電動執行器(電動執行器)制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、二次控制回路電壓等。,因此,通常情況下,控制系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后跟兩位數表示。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

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表2:。防水等級由第二位數字表示

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2、防爆等級在爆炸性氣體、蒸汽、液體、可燃性粉塵等可能引起火災或爆炸危險的場所,必須對電動執行機構提出防爆要求,并根據不同的應用領域選擇防爆形式和類別。防爆等級可用防爆標志EX和防爆內容表示(參見《爆炸環境用防爆電氣設備》GB3836-2000)。

防爆標志的內容包括: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:防爆形式和標志

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b) 設備類別:

表4:。設備類別


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根據適用于爆炸性氣體混合物的**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。它們之間的關系如表5所示:

表5:氣體組

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c) 溫度類別:

電氣設備根據其**表面溫度分為T1~T6組,因此相應T1~T6組電氣設備的**表面溫度不能超過相應溫度組的允許值??扇細怏w或蒸汽的溫度組、設備表面溫度與著火溫度的關系見下表6:


表6:?!皽囟取苯M

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電動執行機構(電動執行機構)制造商銷售的防爆電動執行機構必須取得防爆證書。但是,一些用戶在安裝過程中不遵守規則,這將大大降低防爆性能。例如,細電纜不符合電動執行機構(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面進行:


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于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,一般旋轉范圍為0~90度。此類執行機構通常適用于阻尼器、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桿。底座式連接方法是通過球鉸+連桿連接致動器輸出軸和閥桿。

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于線性運動的閥門(切斷閥和閘閥除外,稍后將討論)。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。適用于閘閥、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。第一級減速后,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。對于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。對于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**驅動力確定。通常,執行機構需要保留30%的保證金才能投保。由于閥門驅動力的計算非常復雜,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于應用致動器(預留了30%的余量)

閘閥(口徑25至1800mm,壓力1至320Kg/cm2或1至32MPa,扭矩單位Kg.m)

各種閘閥對應執行器力矩要求

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

各種型號截止閥驅動力矩

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

各種型號球閥驅動力矩

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

各種型號蝶閥驅動力矩

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。對于角行程電動執行器(電動執行器),行程固定在0?90度。對于直行程,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。對于多匝電動執行器(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)需要反饋什么樣的信號,以確定電動執行器(電動執行器)的控制方法。


控制方式:

1.模擬量控制:一般的模擬量控制是4~20mA,也有0~10mA、1~5V等,后兩者現在用得不多。通??烧{節(集成)電動執行器可以通過模擬控制。

2.開關控制:一般開關控制信號為“開”和“關”指令信號,也可能有“?!敝噶钚盘?。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制執行機構,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開關功率必須大于致動器電機功率。


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:根據工藝要求,電動執行機構可能需要輸出完全閉合和完全打開的開關信號,甚至其他有意義的信號,如執行機構故障報警信號。通常,開關值是被動的,但它也是主動的。

除了上面提到的幾個重要參數外,有些參數并不那么重要,但根據工藝要求,也可能非常重要,如安裝尺寸、重量、控制精度、全行程時間、防護等級等。