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Z系列多回转阀门电动装置

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FZ3系列多回转电动执行器

FQ系列部分回转电动执行器

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电动执行器的发展趋势及电动执行器的优缺点分析

电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置,其能源取用方便、安装调试简单,在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用。电动执行器包括电动执行机构和调节阀两部分,控制精度主要决定于电动执行机构的控制性能,它能够将系统的控制信号转换成输出轴的角位移、直线位移,控制阀门等截流件的位置或其它调节机构,使被控介质按系统要求状态工作。
  我国电动执行器的研制起步较晚,是从苏联有触点的执行机构进行仿制开始的,60年代末70年代初,逐步发展了DDZ-II型和DDZ-III型产品 。
  80年代以来,随着电力电子技术的发展,电动执行器发展快速,无触点的DKJ型角行程和DKZ型直行程电动执行机构两大类产品进入市场,DKJ、DKZ是我国最早的、唯一生产的电动执行器,此产品以结构简单、经济实用等优点被最早的国营大型企业使用。
  随着现代工控计算机管理的发展,目前我国仪器仪表行业整体综合技术水平普遍上升,微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用,多数产品实现了智能化。
  电动执行器的发展趋势
  电力电子技术、计算机技术及通讯技术的快速发展必将推动电动执行器更加快速的发展,机电一体化将取代分体式结构;智能通讯的取代模拟的;控制精度将越来越高,使用环境越来越广;功能更强大,可靠性更高,以适应不断发展的自动控制的要求。
  工业操作控制机构阀门电动执行器由于工作环境比较恶劣,大多是在一些高温、高压、强腐蚀、高粘度、高压差等严峻工况条件下。因此它也是生产控制系统最薄弱环节。如果电动阀门执行机构质量不过关或操作不当,往往导致自动化控制系统调节质量下降、定位不准等问题。更好保证电动执行器在极端高温或低温环境以及强辐射强磁等复杂环境中能够正常工作,是未来电动阀门控制装置研究发展方向。针对这方面的问题神舟电装技术人员采用将电动阀门传感器与智能定位器模块进行分离安装,在一定程度上起到了稳定电动执行机构工作状态的作用。可以有效改善极端环境下阀门执行器装置器的正常工作,也解决智能定位器模块高损耗问题。所以作为衡量电动执行器性能关键指标之一,提高在特殊环境的适应能力也是相当重要的。
  电动执行器的结构原理
  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电动调节执行器和电磁阀。前四种属于DDZ型。下面简要介绍一下直行程电动执行器(DKJ)和角行程电动执行器(DKZ)。
  直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10,4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号,经执行器后变成位移推力或转角力矩,以操作开关、阀门等,完成自动调节的任务。这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。现在有机电一体智能化的结构,它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的,区别仅在于,一个输出位移(推力),一个输出转角(力矩)。
  电动执行器的优点是能源取用方便,信号传输速度快,传输距离远,便于集中控制,灵敏度和精度较高,与电动调节仪表配合方便,安装接线简单。缺点是结构复杂,推力小,平均故障率高于气动执行机构,适用于防爆要求不高,气源缺乏的场所。电动执行器的缺点主要有:电动执行器结构较复杂,更容易发生故障,且由于它的复杂性,对现场维护人员的技术要求就相对要高一些;电机运行要产生热,如果调节太频繁,容易造成电机过热,产生热保护,同时也会加大对减速齿轮的磨损;另外就是运行较慢,从调节器输出一个信号,到调节阀响应而运动到那个相应的位置,需要较长的时间,这是它不如气动、液动执行器的地方。

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电动执行器的目的最终就是为了控制和驱动阀门的,一般用在电厂脱硫,污水处理厂的给排水,造纸厂管道上......很多地方都用,小型的执行器有的是控制小的碟阀、截止阀、风门...等比如燃烧机在点燃前需炉膛内需要进行给风吹扫,吹扫的时候就可以用电动执行器来控制阀门从开到关或从关到开运行。相对于液压型和气动型的同功能产品,电动执行器性价比最高。
  电动执行器(电动推杆/电缸) 更为清洁、操作更为简便,电力能效更高,用户可因此获益。 电动执行器 的一体化设计更易于编程控制,维护工作量减至最小,除非在极端条件下,无需更获或润滑部件。
  电动执行器应用的地方很多,其主要是与阀门配套使用,组合形成“阀门电动装置”或“电动头”主要应用于水,油品,或其它一些介质的调节。
  常用于配套各种阀门构成电动阀门或者电动调节阀(例如:球阀、蝶阀、闸阀、调节阀、单座阀等)
  以AC交流电或DC直流电为驱动能源;根据动作方式分为两大类(电动开关型和电动调节型)
  电动执行器优点
  电动执行器的优点是能源取用方便,信号传输速度快,传输距离远,便于集中控制,灵敏度和精度较高,与电动调节仪表配合方便,安装接线简单。缺点是结构复杂,推力小,平均故障率高于气动执行机构,适用于防爆要求不高,气源动装置按正常速度运行,直到限位开关动作。由于惯性阀门将一直动作。插板阀会使阀门与阀体摩擦,频繁摩擦会造成气体或液体泄漏,并会通过阀杆、轴套损坏蜗杆和蜗轮;蝶阀、球阀会使阀门旋转超过90°,造成内漏。

  阀门电动装置中阀门开启或关闭的时候,要根据管道流体流速选择合适的力矩,过小阀门电动装置出力不够,阀门关不严,过大造成能源消耗,一般要留有20%的力矩余量。阀门开启或关闭的时间,在DCS组态设计的时候,会选择适当的速度参数。

  阀门电动装置中为进一步防止电机过热,要有专门的电子装置不断监视着电源的三相。如果一相或多相丢失,可以防止控制电路将接触器激励。作为缺相保护的标准功能,可获得电源掉相时的现场和远程报警。

  目前国内很多进口阀门电动装置的代理商采用在开关型阀门电动装置上添加控制单元,使之由原来的开环控制转换为闭环控制,在控制部分上达到与调节型阀门电动装置完全一致,并作为调节型阀门电动装置销售。我们对进口开关型阀门电动装置与调节型阀门电动装置作了个比较:

  (1)电机功率相同情况下调节型阀门电动装置输出力矩小于开关型阀门电动装置。

  (2)加工精度及定位精度调节型阀门电动装置大于开关型阀门电动装置。

  (3)连续工作时间调节型阀门电动装置大于开关型阀门电动装置。

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