Multi-Turn Electric Actuator: Princip, anvendelse

Inden for moderne industriel automatisering, El-drejende elektriske aktuatorer , som en vigtig drivenhed, skal du spille en uundværlig rolle. De kan effektivt konvertere elektrisk energi til mekanisk rotation, nøjagtigt kontrollere driften af forskellige udstyr og bruges i vid udstrækning i mange brancher såsom energi, kemisk industri og vandbeskyttelse. Med den kontinuerlige fremme af teknologi har elektriske aktuatorer med flere sving opnået betydelige forbedringer i ydeevne, funktion og intelligens, hvilket giver en stærk garanti for effektiv, nøjagtig og sikker drift af industriel produktion.

Hvad er En elektrisk aktuator med flere sving?

En elektrisk aktuator med flere sving er en automatisk kontrolenhed, der kan konvertere elektrisk energi til multi-drejning rotationsbevægelsesoutput. Det bruges hovedsageligt til at drive udstyr, der kræver flere rotationsdrejninger for at opnå fuld åbning, fuld lukning eller præcis justering. De mest almindelige applikationsobjekter er forskellige ventiler, såsom portventiler, stopventiler, stempletventiler osv. I modsætning til delvis drejning af elektriske aktuatorer, der kun kan opnå 90 grader eller mindre end 360 grader af rotation, kan multi-drejningselektriske aktuatorer opnå kontinuerlig rotation af flere omdrejninger (normalt mere end 1 drej) og derved imødekomme behovene i noget udstyr til store slagtilfælde og højpræcisionsstyring.

Arbejdsprincip af Elektrisk aktuator med flere sving

Arbejdsprincippet for elektrisk aktuator med flere sving er baseret på den koordinerede drift af motorisk drev og mekanisk transmission. Tag den almindelige elektriske aktuator med flere sving baseret på trefaset asynkron motor som et eksempel:

l Strømindgang : Når strømmen er tændt, begynder den trefasede asynkronmotor at køre og udsender højhastighedsrotationsmekanisk energi. Motorens rotationshastighed er normalt høj, generelt mellem flere hundrede og flere tusinde omdrejninger pr. Minut, men dens udgangsmoment er relativt lille.

l Reduktionsdrev : Da åbning og lukning af udstyr såsom ventiler kræver et stort drejningsmoment og en lav hastighed, er der behov for en reduktionsmekanisme for at matche motorens outputegenskaber. Reduktionsmekanismen er generelt sammensat af orm gear, gearsæt og andre komponenter. Motorens højhastighedsrotation overføres af orm gearet eller gearsættet, og hastigheden reduceres gradvist, mens drejningsmomentet øges i henhold til transmissionsforholdet. For eksempel kan motorens højhastighedsudgang og lavt drejningsmomentudgang af motoren konverteres til en lavhastighed og højmomentudgang af udgangsakslen, så udgangsakslen kan føre ventilen med en passende hastighed og drejningsmoment.

l Betjening af kontrolsektionen : Kontrolafsnittet er kernen i den elektriske aktuator med flere sving. Det modtager kontrolsignaler fra kontrolsystemet, såsom 4-20MAs aktuelle signaler, 0-10V spændingssignaler eller digitale kommunikationssignaler. Disse signaler repræsenterer kommandokravene til aktuatorens outputposition eller handling. Kontrolafsnittet sammenligner det modtagne kontrolsignal med den faktiske positionssignal, der føres tilbage af den interne positionsfeedback -enhed for aktuatoren, og genererer kontrolinstruktioner baseret på sammenligningsresultaterne for at kontrollere motorens fremad, omvendt eller stop. For eksempel, når kontrolsignalet kræver, at ventilåbningen stiger, hvis den faktiske ventilåbning er mindre end den indstillede værdi, vil kontrolsektionen kontrollere motoren til at rotere fremad og køre ventilen til at rotere i retning af at øge åbningen; Når den faktiske ventilåbning når den indstillede værdi, kontrollerer kontrolafsnittet motoren for at stoppe med at køre.

l Placer feedback : For at lade styresystemet vide udstyrets kørestatus i realtid, er den elektriske aktuator med flere drejninger udstyret med en positionsfeedback-enhed. Almindelige positionsfeedback -enheder inkluderer potentiometre, kodere osv. Når udgangsakslen på aktuatoren driver udstyret (såsom en ventil) til at rotere, vil komponenterne i positionsfeedback -enheden også rotere synkront, hvilket konverterer udstyrets faktiske placering til et elektrisk signal eller digitalt signal til at føde tilbage til kontrolleren eller fjernstyringssystemet. Gennem feedback kan kontrolsystemet nøjagtigt forstå åbningen af udstyret og realisere præcis kontrol og overvågning af udstyret.

Klassifikation af El-drejende elektriske aktuatorer

1. Klassificering efter drivmotorype

l AC Motor Drive Type : De mest anvendte, almindelige, er trefasede AC-asynkrone motorer og enfasede AC-motorer. Tre-fase AC-asynkrone motorer har fordelene ved enkel struktur, pålidelig drift, lave omkostninger og høj udgangseffekt. De er velegnede til lejligheder med krav med højt output drejningsmoment og store belastninger, såsom drev af store industrielle ventiler. Enfaset vekselstrømsmotorer bruges afte i nogle små elektriske aktuatorer med flere sving, der er egnede til applikationsscenarier med lav effekt og lav effektkrav, såsom lille ventilkontrol i civile bygninger.

l DC -motordrevet type : DC Motors har god hastighedsreguleringsydelse og kan opnå relativt nøjagtig hastighedskontrol. I nogle tilfælde, hvor aktuatorens hastighedsreguleringsnøjagtighed er høj og hyppig start og stop eller fremad og omvendt rotation er påkrævet, har elektriske aktuatorer med flere drejer drevet af DC-motorer fordele. For eksempel kan der i noget eksperimentelt udstyr eller små industrielle systemer med ekstremt høje strømstyringsnøjagtighedskrav anvendes multi-drejning af elektriske aktuatorer drevet af DC-motorer. Dens ulemper er, at den skal udstyres med en DC -strømforsyning, omkostningerne er relativt høje, og motorens vedligeholdelseskrav er relativt høje.

l Steppermotordrevet type : Steppermotorer kan konvertere elektriske pulssignaler til vinkelfortrængning. Hver gang et pulssignal modtages, roterer motoren en fast vinkel, nemlig trinvinklen. Denne karakteristik gør det muligt for elektriske aktuatorer med flere sving, der er drevet af trinmotorer, at have høj positioneringsnøjagtighed og opnå præcis positionskontrol. Elektriske aktuatorer med flere sving, der er drevet af steppermotorer, bruges i nogle tilfælde, der kræver ekstremt høj positioneringsnøjagtighed ved ventilåbning, såsom halvlederfremstilling, præcisionskemisk industri og andre industrier. Imidlertid er deres outputmoment relativt lille, og deres driftshastighed er også underlagt visse begrænsninger.

l Servo -motordrevet type : Servomotorer har fordelene ved hurtig responshastighed, høj kontrolnøjagtighed og stærk overbelastningskapacitet. Elektriske aktuatorer med flere sving, der er drevet af servomotorer, kan reagere hurtigt og nøjagtigt på kontrolsignaler og opnå højhastigheds- og højpræcisionskontrol af ventiler og andet udstyr. I nogle tilfælde, hvor aktuatorens dynamiske ydeevne er ekstremt høj, såsom kontrol af højhastighedsafbryderventiler og hurtige handlingsudførelse i automatiserede produktionslinjer, fungerer multi-drejel-aktuatorer drevet af servomotorer godt. Deres omkostninger er imidlertid relativt høje, og kontrolsystemet er relativt kompliceret.

2. Klassificering efter kontrolmetode

l Åben-loop-kontroltype : Efter at have modtaget kontrolsignalet, driver den elektriske aktuator med flere drejninger med åben loop-kontrol motoren til at fungere i henhold til det forudindstillede program for at afslutte den tilsvarende handling, såsom åbning eller lukning af ventilen. Det har ikke funktionen af feedbackdetektion og korrektion af det faktiske udførelsesresultat. Kontrolnøjagtigheden afhænger hovedsageligt af nøjagtigheden af motor- og transmissionsmekanismen og de forudindstillede kontrolparametre. Denne kontrolmetode har en simpel struktur og lave omkostninger. Det er velegnet til nogle lejligheder med krav til lav kontrolnøjagtighed, relativt stabilt arbejdsmiljø og små belastningsændringer, såsom ventilkontrol i nogle enkle ventilationssystemer.

l Kontrol af lukket sløjfe : Den lukkede sløjfe-kontrollerede elektriske aktuatorer med flere drejninger registrerer aktuatorens outputposition i realtid gennem positionsfeedbackenheden og feeds tilbage positionssignalet til controlleren. Controlleren sammenligner feedback -signalet med indgangskontrolsignalet og justerer motorens betjening i henhold til sammenligningsresultatet for at sikre, at aktuatorens outputposition er i overensstemmelse med den position, der kræves af kontrolsignalet. Denne kontrolmetode kan effektivt forbedre kontrolnøjagtigheden, tilpasse sig forskellige komplekse arbejdsmiljøer og belastningsændringer og bruges i vid udstrækning inden for industrielle automatiseringsfelter med høj kontrolnøjagtighedskrav, såsom flowkontrolventilkontrol i kemisk produktion, ventilkontrol i kraftsystemer osv.

Funktioner af El-drejende elektriske aktuatorer

l Kontrol med høj præcision : Gennem avancerede kontrolalgoritmer og præcise positionsfeedback-enheder kan multi-drejelaktuatorer opnå høj-præcisionskontrol af ventilåbning eller udstyrsposition med en kontrolnøjagtighed på ± 0,1% eller endda højere. Dette muliggør præcis justering af medium strømning, tryk og andre parametre under industriel produktion, hvilket sikrer stabiliteten af produktionsprocessen og konsistensen af produktkvaliteten.

l Stort drejningsmomentudgang : Reduktionsmekanismen udstyret med den multi-drejel-elektriske aktuator kan konvertere højhastigheds- og lavtovedets output af motoren til lavhastigheds- og høj-drejningsmomentudgangen af udgangsakslen. Outputmomentområdet kan være fra titusinder af Newton -meter til titusinder af Newton -meter, som kan opfylde drivkravene til ventiler og andet udstyr i forskellige specifikationer og typer og er især egnet til at køre store og tunge ventiler.

l Hurtig responshastighed : Efter at have modtaget kontrolsignalet, kan den elektriske aktuator med flere drejer sig hurtigt, køre motoren til at starte, stoppe eller ændre retning hurtigt og realisere udstyrets hurtige virkning. For nogle ventiler, der skal åbnes og lukkes hurtigt, f.eks. Nedlukningsafslutningsventiler, kan den elektriske aktuator med flere drejninger fuldføre åbningen eller lukningen af ventilen på kort tid for at sikre produktionsprocessen.

l Høj pålidelighed : Elektrisk aktuatorer med flere drejninger bruger moden motorisk teknologi og pålidelige mekaniske transmissionskomponenter. Efter streng kontrol af kvalitet og holdbarhed har de høj pålidelighed og stabilitet. Under normale arbejdsvilkår kan deres gennemsnitlige tid mellem fejl (MTBF) nå tusinder eller endda titusinder af timer, reducere vedligeholdelse af udstyr og nedetid og forbedre produktionseffektiviteten.

l Høj grad af intelligens : Moderne elektriske aktuatorer med flere sving er normalt udstyret med intelligente controllere, som har funktioner som datakommunikation, fejldiagnose, selvbeskyttelse og fjernbetjening. Gennem kommunikationsgrænseflader (såsom RS485, Modbus, Prafibus osv.) Kan data udveksles med det øverste kontrolsystem for at opnå fjernovervågning og drift. På samme tid kan den intelligente controller overvåge aktuatorens driftsstatus i realtid, analysere parametre, såsom motorstrøm, temperatur, position osv., Påvise og diagnosticere fejl i tide og tage tilsvarende beskyttelsesforanstaltninger, såsom overcurrent beskyttelse, overophedningsbeskyttelse, overbelastningsbeskyttelse osv., For at forbedre sikkerheden og tilsvarende udstyret.

l Stærk tilpasningsevne : Multi-sving elektriske aktuatorer kan tilpasses i henhold til forskellige arbejdsmiljøer og applikationskrav, såsom eksplosionssikre, vandtæt, støvsikker osv. Eksplosionssikre multi-drejningselektriske aktuatorer kan operere sikkert i brandfarlige og eksplosive farlige miljøer og bruges i vid udstrækning i industrier som petroleum, kemisk og naturgas; Vandtæt og støvbeskyttet multi-drejel-elektriske aktuatorer er egnede til fugtige, støvede og andre barske miljøer, såsom spildevandsbehandlingsanlæg, miner og andre steder.

Anvendelsesområder of El-drejende elektriske aktuatorer

1. Energiindustri

l Olie og gas : I processen med olie- og gasekstraktion, transport og forarbejdning er multi-drejelaktuatorer i vid udstrækning brugt til at kontrollere forskellige ventiler. For eksempel bruges de i brøndhovedenheder til at kontrollere åbningen og lukningen af juletræventiler for at opnå præcis regulering af olie- og gasekstraktion; På olie- og gasrørledninger kontrollerer de portventiler, stopper ventiler osv. For at sikre sikker drift og strømningsregulering af rørledninger; I raffinaderier og behandlingsanlæg for naturgas bruges de til at kontrollere forskellige procesventiler for at opnå automatiseret kontrol af olie- og gasadskillelse, oprensning og andre procesprocesser.

l Elektricitet : Multi-Turn Electric Actuators spiller en vigtig rolle i kraftproduktionsfelter som termisk kraftproduktion, hydropowergenerering og atomkraftproduktion. I termiske kraftværker bruges de til at kontrollere kedelens fodervandsventil, dampventil, brænderdæmper osv. For at opnå præcis kontrol af kedelforbrændingsprocessen, dampstrøm og vandstand og sikre den stabile drift af generatorsættet; I vandkraftplanter bruges de til at kontrollere guide -vingåbning og vandindløbsventil på turbinen, justere output fra turbinen og opnå kontrol over kraftproduktionen; I atomkraftværker bruges de til at kontrollere kølevæskeventilen og sikkerhedsventilen for atomreaktoren og sikre en sikker og stabil drift af atomkraftværket.

2. Kemisk industri

Den kemiske produktionsproces involverer mange komplekse kemiske reaktioner og materialetransport, hvilket kræver ekstremt høj kontrolnøjagtighed og pålidelighed af ventiler. Elektriske aktuatorer med flere sving bruges i vid udstrækning i forskellige forbindelser til kemisk produktion, såsom råmateriale transport, reaktionsprocesstyring, produktseparation og oprensning osv. F.eks. Kontrolleres i en kemisk reaktor, åbningen af tilførselsventilen I et destillationstårn kontrolleres refluxventilen og udladningsventilen for at opnå præcis kontrol af destillationsprocessen og forbedre renheden og kvaliteten af produktet.

3. Vand Conservancy industri

I vandbeskyttelsesprojekter bruges elektriske aktuatorer med flere drejninger til at kontrollere forskellige hydrauliske ventiler, såsom oversvømmelsesafladningsportventiler af dæmninger, vandafledningsventiler i kunstvandingssystemer, slusseporte og stopventiler i urbane vandforsyningssystemer osv. Gennem præcis kontrol af disse ventiler, rimelig tildeling af vandressourcer, oversvømmelseskontrol og tørkehjælp og sikkerhed for urbane vandforsyningssystemer kan opnås. For eksempel, inden en oversvømmelse kommer, kan oversvømmelsesafladningsportventilen hurtigt åbnes ved eksternt at kontrollere den elektriske aktuator med flere sving for at dræne oversvømmelsen og sikre dæmningens sikkerhed og nedstrøms områder; I kunstvandingssæsonen kan åbningen af vandafledningsventilen justeres nøjagtigt i henhold til vandets efterspørgsel fra landbrugsjord for at opnå effektiv brug af vandressourcer.

4. Metallurgisk Industri

I processen med metallurgisk produktion er det nødvendigt at kontrollere høj temperatur, højtryk og meget ætsende medier. Elektriske aktuatorer med flere sving er velegnet til forskellige barske miljøer i den metallurgiske industri og bruges til at kontrollere de varme luftventiler, gasventiler, iltlansløftningsventiler for stålfremstillingskonvertere osv. Gennem den nøjagtige kontrol af disse ventiler, stabil kontrol af parametre, såsom temperatur, tryk og strømning i den metallurgiske produktionsproces kan opnås, forbedring af produktionen og produktkvaliteten, mens de gør det muligt for sikkerheden af det sikkerhedsmæssige tryk.

5. Byggeri og kommunal teknik

Inden for byggeri og kommunal teknik bruges elektriske aktuatorer med flere drejninger til at kontrollere ventiler i opvarmning, ventilation og aircondition (HVAC) -system i bygninger, såsom varmtvandsreguleringsventiler, friske luftventiler osv. For at opnå automatisk justering af indendørs temperatur, fugtighed og luftkvalitet og forbedre komforten og energieffektiviteten i bygningerne. I kommunale vandforsynings- og spildevandsbehandlingssystemer bruges elektriske aktuatorer med flere sving til at kontrollere sluseporte, kontrollere ventiler, regulere ventiler osv. For at sikre sikkerheden i byens vandforsyning og den normale drift af spildevandsbehandling.

Produktionsteknologi of El-drejende elektriske aktuatorer

1. Dele -behandling

l Motorfremstilling : Vælg det relevante motoriske design i henhold til forskellige motortyper (såsom AC Motors, DC Motors, Stepper Motors, Servo Motors). For AC -motorer er det nødvendigt at udføre processer som Stator Core -stansning, vikling og indsættelse og rotorproduktion; For DC -motorer er det også nødvendigt at fremstille kommutatoren og installere børsteenheden. Under motorproduktionsprocessen er der strenge krav til materialevalg af kerne, stansningsnøjagtighed og isoleringsbehandling af viklingen for at sikre motorens ydelse og pålidelighed.

l Behandling af reduktionsmekanisme : De vigtigste dele af reduktionsmekanismen, såsom orm gear, ormaksler, gear osv., Behandles normalt med metalmaterialer af høj kvalitet (såsom legeringsstål, kobberlegering osv.). Orm gear og ormaksler fremstilles generelt gennem drejning, fræsning, slibning og andre processer for at sikre deres tandprofilnøjagtighed og overfladefremhed; Gear behandles gennem hobbing, formning, barbering og andre processer, og varmebehandling (såsom slukning, temperering osv.) Er påkrævet for at forbedre gearets hårdhed og slidbestandighed.

l Fremstilling af boliger og andre dele : Huset til elektriske aktuatorer med flere sving er generelt fremstillet ved støbning eller metalplader. Støbningsprocessen kan bruge sandstøbning, die casting og andre metoder til at producere huse med komplekse former; Behandling af metalanlæg bruger forskydning, bøjning, svejsning og andre processer til at producere kompakte huse. Derudover er det også nødvendigt at behandle og fremstille forskellige standarddele, såsom aksler, nøgler, nødder og ikke-standarddele, såsom monteringsbeslag til positionsfeedback-enheder (såsom potentiometre og kodere).

2. Forsamling og idriftsættelse

l Komponentmontering : For det første skal du samle den forarbejdede motor og reduktionsmekanismen for at sikre, at motorens udgangsaksel og indgangsakslen for reduktionsmekanismen er tilsluttet nøjagtigt, og koncentriciteten opfylder kravene. Installer derefter positionsfeedbackenheden, og tilslut den til udgangsakslen eller transmissionskomponenten i aktuatoren for at sikre nøjagtigheden af positionsfeedback. Installer derefter elektriske komponenter såsom kontrolkredsløbskort, terminalblokke, displaypanel og manuelle driftskomponenter såsom håndhjul og koblinger. Under monteringsprocessen er det nødvendigt at følge kravene til monteringsprocesser, kontrollere den matchende godkendelse mellem komponenterne, bruge passende stramningsværktøjer og drejningsmoment for at sikre monteringskvalitet.

l Maskinfejlbugging : Efter samlingen er den elektriske aktuator med flere drejninger fuldt fejlet. For det første udføres den elektriske ydelsestest for at kontrollere, om isoleringsmodstanden, startstrøm, kørende strøm og andre parametre for motoren opfylder standarderne; Derefter udføres kontrolpræstationstesten for at kontrollere, om aktuatorens responshastighed, placeringsnøjagtighed, handlingsretning osv. Er korrekt ved at indtaste forskellige kontrolsignaler; På samme tid testes feedbacksignalet fra positionsfeedbackenheden for at være nøjagtig og i overensstemmelse med den faktiske position. Under fejlfindingsprocessen justeres og repareres de fundne problemer på en rettidig måde for at sikre, at ydelsesindikatorerne for aktuatoren opfylder designkravene.

3. Kvalitetstest og certificering

l Kvalitetsinspektion : Multi-sving elektriske aktuatorer er nødt til at gennemgå streng kvalitetsinspektion, før de forlader fabrikken, herunder inspektion af udseende, dimensionel måling, ydelsestest osv. Udseende inspektion kontrollerer hovedsageligt, om skallen har ridser, deformation, belægning af kaste og andre defekter; Dimensionel måling sikrer, at dimensionerne på hver komponent opfylder kravene i designtegningerne; Performance-test, ud over de ovennævnte elektriske ydelses- og kontrolpræstationstest, inkluderer også test af aktuatorens drejningsmomentproduktion, beskyttelsesniveau (såsom vandtæt, støvtæt, eksplosionssikre ydeevne), holdbarhed osv. Ved at simulere det faktiske arbejdsmiljø og arbejdsvilkår, testes aktuatoren i lang tid for at kontrollere dens tilstrækkelighed og stabilitet under forskellige betingelser.

l Certificering : For at imødekomme behovene hos forskellige industrier og markeder er det nødvendigt at multi-drejende elektriske aktuatorer for at opnå relevante certificeringer, såsom CE-certificering (i overensstemmelse med europæisk sikkerhed, sundheds- og miljøstandarder), UL-certificering (forsikringsselskaber Laboratorier-certificering), eksplosionssikre certificering (såsom EX-certificering, der er egnede til antændelige og eksplosive miljøer) osv. Gennem certificeringsprocessen, det er sikret, at den aktiverer med hensyn til relevante orne eller eksplosive miljøer) osv. Gennem certificeringsprocessen, det er, at den aktiverer handler med relevante orner med relevante orne masserer og specifikationer og markedets konkurrenceevne og anerkendelse af produktet forbedres.