伺服放大器作為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵控制單元,具體工作流程可分為三個(gè)關(guān)鍵階段:信號(hào)綜合與偏差檢測(cè):系統(tǒng)接收來(lái)自DCS或調(diào)節(jié)器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(4-20mA DC)后,前置磁放大器將輸入信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置反饋信號(hào)進(jìn)行綜合比較。磁放大器內(nèi)部采用四組坡莫合金環(huán)結(jié)構(gòu),通過(guò)偏移繞組和反饋繞組實(shí)現(xiàn)信號(hào)疊加,產(chǎn)生與偏差成比例的電壓信號(hào)。功率放大與驅(qū)動(dòng)控制:當(dāng)檢測(cè)到偏差時(shí),觸發(fā)電路將偏差信號(hào)轉(zhuǎn)換為晶閘管的觸發(fā)脈沖。正偏差觸發(fā)固態(tài)繼電器導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn);負(fù)偏差則觸發(fā)反向回路,電機(jī)反轉(zhuǎn)。新型伺服放大器采用過(guò)零觸發(fā)固態(tài)繼電器技術(shù),既能輸出高達(dá)150VA的驅(qū)動(dòng)功率,又避免了電網(wǎng)污染。閉環(huán)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié):執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí),位置發(fā)送器實(shí)時(shí)將閥位轉(zhuǎn)換為電阻或電流信號(hào)反饋至輸入端。當(dāng)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的差值小于死區(qū)閾值(通?!?%)時(shí),觸發(fā)電路停止輸出,電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)。這種PID調(diào)節(jié)機(jī)制可使定位精度達(dá)到±0.5% FS,重復(fù)誤差不超過(guò)±0.1%。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工等多個(gè)行業(yè),確保了各種閥門和擋板的精確控制。執(zhí)行器設(shè)備
角行程的閥門,如蝶閥和球閥,它們的工作原理決定了其動(dòng)作是在90°范圍內(nèi)進(jìn)行回轉(zhuǎn)。因此,適用的是90°回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中,這類執(zhí)行器的輸出扭矩范圍通常在50 - 3500N·m之間。這一扭矩范圍是根據(jù)蝶閥和球閥在不同工況下的操作需求確定的。例如,在一些小型的水處理系統(tǒng)中,蝶閥可能只需要較小的扭矩就能正常開啟和關(guān)閉,而在一些大型的化工流體傳輸管道中,球閥由于需要克服較大的流體壓力和摩擦力,就需要更大的扭矩來(lái)確??煽康牟僮?。石油分體式執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景可能要求電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具備防爆性能以確保安全運(yùn)行。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型流程中的參數(shù)計(jì)算環(huán)節(jié)。基于閥門的壓差和摩擦系數(shù)進(jìn)行扭矩的實(shí)測(cè)或理論計(jì)算是選型的基礎(chǔ)。閥門在工作過(guò)程中,不同的工況會(huì)導(dǎo)致不同的壓差,這個(gè)壓差會(huì)對(duì)閥門的開啟和關(guān)閉產(chǎn)生阻力。同時(shí),閥門內(nèi)部的摩擦系數(shù)也會(huì)影響到所需的扭矩大小。在計(jì)算出基本的扭矩需求后,還需要結(jié)合安全系數(shù)來(lái)選定執(zhí)行器規(guī)格。安全系數(shù)的考慮是為了應(yīng)對(duì)一些不確定因素,如閥門在長(zhǎng)期使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的磨損、堵塞或者其他異常情況。例如,在一個(gè)石油輸送管道中的閘閥,由于石油的粘性較大,在計(jì)算所需扭矩時(shí),除了考慮正常的壓差和摩擦系數(shù)外,還需要預(yù)留一定的余量作為安全系數(shù),以確保執(zhí)行機(jī)構(gòu)在各種情況下都能夠可靠地驅(qū)動(dòng)閥門。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)扭矩/推力是一個(gè)極為重要的參數(shù)。在不同的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中,閥門類型多種多樣,像常見的球閥和閘閥。閥門的工作過(guò)程中,會(huì)承受一定的壓差,這個(gè)壓差會(huì)對(duì)閥門的正常操作產(chǎn)生影響。例如,對(duì)于150Ib球閥來(lái)說(shuō),它需要承受1.89MPa的壓差。在實(shí)際計(jì)算所需扭矩時(shí),不能只依據(jù)這個(gè)壓差數(shù)值,還需要考慮到安全因素。為了確保執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象,我們通常需要將計(jì)算得到的扭矩乘以1.5倍的安全系數(shù)。這樣,執(zhí)行器輸出的扭矩就必須大于根據(jù)壓差計(jì)算出來(lái)的值。這就好比一輛汽車在爬坡時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)需要提供足夠的動(dòng)力,這個(gè)動(dòng)力要能夠克服車輛自身的重力和坡面的摩擦力,還要預(yù)留一些余量,以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況,如路面的顛簸或者突然增加的阻力。為了滿足個(gè)性化需求,部分制造商提供定制化服務(wù),可以根據(jù)客戶要求調(diào)整尺寸和功能配置。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)采用三相或單相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng),其工作原理基于電磁感應(yīng)原理,定子繞組通過(guò)交變電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械能。減速器作為關(guān)鍵傳動(dòng)部件,主要分為行星齒輪和蝸輪蝸桿兩種形式:行星齒輪減速器通過(guò)多級(jí)行星輪系實(shí)現(xiàn)高精度分流傳動(dòng),特別適用于大扭矩輸出場(chǎng)景;蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)則利用斜齒嚙合特性,可達(dá)到50:1以上的減速比,同時(shí)具備自鎖功能防止反轉(zhuǎn)。減速機(jī)構(gòu)內(nèi)部通過(guò)渦輪蝸桿組將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為低速高扭矩輸出,配合絲桿螺母機(jī)構(gòu)進(jìn)一步將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線位移(直行程),或通過(guò)扇形齒輪組實(shí)現(xiàn)0-90°角度旋轉(zhuǎn)(角行程)。不同閥門類型對(duì)應(yīng)不同傳動(dòng)結(jié)構(gòu):閘閥、截止閥等需要多回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(通常900°-1800°)的閥門采用蝸輪蝸桿減速系統(tǒng),而球閥、蝶閥等只需部分回轉(zhuǎn)(90°-120°)的閥門則配備行星齒輪系統(tǒng)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置,主要用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中。石油分體式執(zhí)行器生產(chǎn)商
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的關(guān)鍵組件包括電動(dòng)機(jī)、減速器以及限位開關(guān)等。執(zhí)行器設(shè)備
撥叉式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理是壓縮空氣進(jìn)入氣缸,推動(dòng)撥叉式的活塞運(yùn)動(dòng),通過(guò)撥叉盤將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為圓盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),圓盤再帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的開關(guān)控制。撥叉盤的運(yùn)動(dòng)方式是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圓盤與撥叉、傳動(dòng)銷與圓盤均通過(guò)銷連接,圓盤尺寸可以趨近缸徑,撥叉與圓盤連接的銷接近圓盤邊緣,因而能以較小的尺寸獲得較大的扭矩。同時(shí),圓盤的結(jié)構(gòu)獨(dú)特,其與銷連接處有特殊曲線式設(shè)計(jì),旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩特性與蝶閥、球閥啟閉所需扭矩特性相符。執(zhí)行器設(shè)備