Multi-sving elektrisk aktuator: prinsipp, anvendelse

Innen moderne industriell automatisering, Multi-sving elektriske aktuatorer , som en viktig kjøreapparat, spiller en uunnværlig rolle. De kan effektivt konvertere elektrisk energi til mekanisk rotasjon, nøyaktig kontrollere driften av forskjellige utstyr, og brukes mye i mange bransjer som energi, kjemisk industri og vannbevarende. Med kontinuerlig utvikling av teknologi har multi-svingelektriske aktuatorer oppnådd betydelige forbedringer i ytelse, funksjon og intelligens, og gir en sterk garanti for effektiv, nøyaktig og sikker drift av industriell produksjon.

Hva er En elektrisk aktuator med flere svinger?

En elektrisk aktuator med flere svinger er en automatisk kontrollenhet som kan konvertere elektrisk energi til multi-sving rotasjonsbevegelsesutgang. Det brukes hovedsakelig til å drive utstyr som krever flere rotasjonsvirkninger for å oppnå full åpning, full lukking eller presis justering. De vanligste påføringsobjektene er forskjellige ventiler, for eksempel portventiler, stoppventiler, stempelventiler, etc. I motsetning til delvis svingelektriske aktuatorer som bare kan oppnå 90 grader eller mindre enn 360 grader av rotasjon, kan multi-turn-elektriske aktuatorer oppnå kontinuerlig rotasjon av flere svinger (vanligvis mer enn 1 sving), dermed imøtekommende behov for noe utstyr for store streker og høye t-høy-høye svinger.

Arbeidsprinsipp av Multi-sving elektrisk aktuator

Arbeidsprinsippet for multi-sving elektrisk aktuator er basert på den koordinerte driften av motorstasjon og mekanisk overføring. Ta den vanlige elektriske aktuatoren med flere svinger basert på tre-fase asynkronmotor som eksempel:

l Strøminngang : Når strømmen er slått på, begynner den trefasede asynkrone motoren å løpe og gir ut høyhastighets roterende mekanisk energi. Rotasjonshastigheten til motoren er vanligvis høy, vanligvis mellom flere hundre og flere tusen revolusjoner per minutt, men utgangsmomentet er relativt liten.

l Reduksjonsstasjon : Siden åpning og lukking av utstyr som ventiler krever et stort dreiemoment og lav hastighet, er det nødvendig med en reduksjonsmekanisme for å samsvare med motorens utgangsegenskaper. Reduksjonsmekanismen er vanligvis sammensatt av ormehjul, girsett og andre komponenter. Høyhastighetsrotasjonen av motoren overføres av ormeutstyret eller giret, og hastigheten reduseres gradvis, mens dreiemomentet økes i henhold til overføringsforholdet. For eksempel gjennom ormgiroverføringen kan for eksempel høyhastighets og lav-dreiemessig utgang av motoren omdannes til en lavhastighets og høy-dreiemessig utgang på utgangsakselen, slik at utgangsakselen kan føre ventilen i passende hastighet og dreiemoment.

l Drift av kontrollseksjonen : Kontrollseksjonen er kjernen i den elektriske aktuatoren med flere svinger. Den mottar kontrollsignaler fra kontrollsystemet, for eksempel 4-20MA strømsignaler, 0-10V spenningssignaler eller digitale kommunikasjonssignaler. Disse signalene representerer kommandokravene for aktuatorens utgangsposisjon eller virkning. Kontrollseksjonen sammenligner det mottatte kontrollsignalet med det faktiske posisjonssignalet som ble matet av den interne posisjonens tilbakemeldingsenhet til aktuatoren, og genererer kontrollinstruksjoner basert på sammenligningsresultatene for å kontrollere motorens fremover, bakover eller stopp. For eksempel, når styresignalet krever at ventilåpningen øker, hvis den faktiske ventilåpningen er mindre enn den innstilte verdien, vil kontrollseksjonen kontrollere motoren for å rotere fremover, og føre ventilen til å rotere i retning av å øke åpningen; Når den faktiske ventilåpningen når den innstilte verdien, vil kontrollseksjonen kontrollere motoren for å slutte å løpe.

l Posisjon tilbakemelding : For å la kontrollsystemet få vite at utstyret til utstyret i sanntid er den multi-sving-elektriske aktuatoren utstyrt med en tilbakemeldingsenhet for posisjoner. Vanlige posisjons tilbakemeldingsenheter inkluderer potensiometre, kodere, etc. Når aktuatorens utgangsaksel driver utstyret (for eksempel en ventil) for å rotere, vil komponentene i posisjonens tilbakemeldingsenhet også rotere synkront, konvertere den faktiske plasseringen av utstyret til et elektrisk signal eller digitalt signal for å mate tilbake til kontrolldelen eller fjernkontrollsystemet. Gjennom tilbakemelding av posisjoner kan kontrollsystemet nøyaktig forstå åpningen av utstyret og realisere presis kontroll og overvåking av utstyret.

Klassifikasjon av Multi-sving elektriske aktuatorer

1. Klassifisering av Drive Motor Type

l AC Motor Drive Type : De mest brukte, vanlige er tre-fase AC asynkrone motorer og enfase AC-motorer. Trefaset AC asynkrone motorer har fordelene med enkel struktur, pålitelig drift, lave kostnader og høy utgangseffekt. De er egnet for anledninger med høye utgangsmomentkrav og store belastninger, for eksempel drivkraft av store industribedrede ventiler. Enfase AC-motorer brukes avte i noen små elektriske aktuatorer med flere svinger, egnet for applikasjonsscenarier med lav effekt og lav effektbehov, for eksempel liten ventilkontroll i sivile bygninger.

l DC motorstyrt type : DC -motorer har god hastighetsregulering og kan oppnå relativt nøyaktig hastighetskontroll. I noen anledninger hvor aktuatorhastighetsreguleringsnøyaktigheten er høy og hyppig start og stopp eller fremover og omvendt rotasjon er nødvendig, har multi-sving elektriske aktuatorer drevet av DC-motorer fordeler. For eksempel, i noe eksperimentelt utstyr eller små industrisystemer med ekstremt høye strømningskontrollnøyaktighetskrav, kan multi-sving elektriske aktuatorer drevet av DC-motorer brukes. Ulemper er at den må utstyres med en DC -strømforsyning, kostnadene er relativt høye, og vedlikeholdskravene til motoren er relativt høye.

l Stepper Motor Driven Type : Steppermotorer kan konvertere elektriske pulssignaler til vinkelforskyvning. Hver gang et pulssignal mottas, roterer motoren en fast vinkel, nemlig trinnvinkelen. Denne egenskapen gjør det mulig for multi-svingelektriske aktuatorer drevet av steppermotorer å ha høy posisjoneringsnøyaktighet og oppnå presis posisjonskontroll. Multi-sving elektriske aktuatorer drevet av trinnmotorer brukes i noen anledninger som krever ekstremt høy posisjonsnøyaktighet av ventilåpning, for eksempel halvlederproduksjon, presisjonskjemisk industri og andre næringer. Imidlertid er deres outputmoment relativt lite, og driftshastigheten deres er også underlagt visse begrensninger.

l Servo motorstyrt type : Servomotorer har fordelene med rask responshastighet, høy kontrollnøyaktighet og sterk overbelastningskapasitet. Multi-sving elektriske aktuatorer drevet av servomotorer kan svare på kontrollsignaler raskt og nøyaktig, og oppnå høyhastighets og høy presisjonskontroll av ventiler og annet utstyr. I noen anledninger der den dynamiske ytelsen til aktuatoren er ekstremt høy, for eksempel kontroll av høyhastighetsbryterventiler og den raske handlingsutførelsen i automatiserte produksjonslinjer, fungerer multi-sving elektriske aktuatorer drevet av servomotorer bra. Kostnadene er imidlertid relativt høye, og kontrollsystemet er relativt komplisert.

2. Klassifisering etter kontrollmetode

l Open-loop kontrolltype : Etter å ha mottatt kontrollsignalet, driver den multi-svingede elektriske aktuatoren med åpen sløyfekontroll motoren til å fungere i henhold til det forhåndsinnstilte programmet for å fullføre den tilsvarende handlingen, for eksempel åpning eller lukking av ventilen. Det har ikke funksjonen til tilbakemeldingsdeteksjon og korreksjon av det faktiske utførelsesresultatet. Kontrollnøyaktigheten avhenger hovedsakelig av nøyaktigheten til motor- og overføringsmekanismen og de forhåndsinnstilte kontrollparametrene. Denne kontrollmetoden har en enkel struktur og lave kostnader. Det er egnet for noen anledninger med krav til lav kontrollnøyaktighet, relativt stabilt arbeidsmiljø og små belastningsendringer, for eksempel ventilkontroll i noen enkle ventilasjonssystemer.

l Kontrolltype av lukket sløyfe : Den lukkede sløyfekontrollerte multi-turn-elektriske aktuatoren oppdager aktuatorens utgangsposisjon i sanntid gjennom tilbakemeldingsenheten til posisjonen, og mater posisjonssignalet tilbake til kontrolleren. Kontrolleren sammenligner tilbakemeldingssignalet med inngangsstyringssignalet, og justerer driften av motoren i henhold til sammenligningsresultatet for å sikre at aktuatorens utgangsposisjon er i samsvar med posisjonen som kreves av kontrollsignalet. Denne kontrollmetoden kan effektivt forbedre kontrollnøyaktigheten, tilpasse seg forskjellige komplekse arbeidsmiljøer og belastningsendringer, og er mye brukt i industrielle automatiseringsfelt med høye kontrollnøyaktighetskrav, for eksempel strømkontrollventilkontroll i kjemisk produksjon, ventilkontroll i kraftsystemer, etc.

Funksjoner av Multi-sving elektriske aktuatorer

l Kontroll med høy presisjon : Gjennom avanserte kontrollalgoritmer og presise posisjons tilbakemeldingsenheter, kan multi-sving elektriske aktuatorer oppnå høy presisjonskontroll av ventilåpning eller utstyrsposisjon, med en kontrollnøyaktighet på ± 0,1% eller enda høyere. Dette muliggjør presis justering av middels strømning, trykk og andre parametere under industriell produksjon, noe som sikrer stabiliteten i produksjonsprosessen og konsistensen av produktkvaliteten.

l Stort momentutgang : Reduksjonsmekanismen utstyrt med multi-svingelektrisk aktuator kan konvertere høyhastighets- og lav-dreiemessig utgang av motoren til lavhastighets- og høy-dreiemessig utgang av utgangsakselen. Utgangsmomentområdet kan være fra titalls Newton -meter til titusenvis av Newton -meter, som kan oppfylle kjørekravene til ventiler og annet utstyr av forskjellige spesifikasjoner og typer, og er spesielt egnet for å kjøre store og tunge ventiler.

l Rask responshastighet : Etter å ha mottatt kontrollsignalet, kan den elektriske aktuatoren med flere svinger raskt svare, kjøre motoren for å starte, stoppe eller endre retning raskt og realisere utstyrets raske virkning. For noen ventiler som må åpnes og lukkes raskt, for eksempel nødavstengningsventiler, kan den multi-sving-elektriske aktuatoren fullføre åpningen eller lukkingen av ventilen på kort tid for å sikre sikkerheten til produksjonsprosessen.

l Høy pålitelighet : Multi-turn elektriske aktuatorer bruker moden motorteknologi og pålitelige mekaniske overføringskomponenter. Etter streng kvalitetsinspeksjon og holdbarhetstesting, har de høy pålitelighet og stabilitet. Under normale arbeidsforhold kan deres gjennomsnittlige tid mellom feil (MTBF) nå tusenvis eller til og med titusenvis av timer, redusere vedlikehold av utstyr og driftsstans og forbedre produksjonseffektiviteten.

l Høy grad av intelligens : Moderne elektriske aktuatorer med flere svinger er vanligvis utstyrt med intelligente kontrollere, som har funksjoner som datakommunikasjon, feildiagnose, selvbeskyttelse og fjernkontroll. Gjennom kommunikasjonsgrensesnitt (for eksempel RS485, Modbus, Pravibus, etc.), kan data utveksles med det øvre kontrollsystemet for å oppnå fjernovervåking og drift. Samtidig kan den intelligente kontrolleren overvåke driftsstatusen til aktuatoren i sanntid, analysere parametere som motorstrøm, temperatur, posisjon, etc., oppdage og diagnostisere feil i tid, og ta tilsvarende beskyttelsestiltak, for eksempel overstrømsbeskyttelse, overoppheting, overbelastningsbeskyttelse, etc., for å forbedre sikkerheten og påliteligheten av utstyret.

l Sterk tilpasningsevne : Multi-turn elektriske aktuatorer kan tilpasses i henhold til forskjellige arbeidsmiljøer og anvendelsesbehov, for eksempel eksplosjonssikker, vanntett, støvsikker, etc. Eksplosjonssikre multi-svingelektriske aktuatorer kan fungere trygt i brennbare og eksplosive farlige miljøer og er mye brukt i industrier som petroolum, kjemisk og naturlig gass; Vanntette og støvsikre elektriske aktuatorer med flere svinger er egnet for fuktige, støvete og andre tøffe miljøer, for eksempel renseanlegg, gruver og andre steder.

Søknadsområder of Multi-sving elektriske aktuatorer

1. Energiindustri

l Olje og gass : I prosessen med utvinning av olje og gass, transport og prosessering, er multi-svingelektriske aktuatorer mye brukt til å kontrollere forskjellige ventiler. For eksempel, i brønnhode -enheter, brukes de for å kontrollere åpningen og lukkingen av juletreventiler for å oppnå presis regulering av olje- og gassutvinning; På olje- og gassrørledninger kontrollerer de portventiler, stoppventiler osv. For å sikre sikker drift og strømningsregulering av rørledninger; I raffinerier og naturgassbehandlingsanlegg brukes de til å kontrollere forskjellige prosessventiler for å oppnå automatisert kontroll av olje- og gassseparasjon, rensing og andre prosessprosesser.

l Elektrisitet : Multi-turn elektriske aktuatorer spiller en viktig rolle i kraftproduksjonsfelt som termisk kraftproduksjon, vannkraftproduksjon og atomkraftproduksjon. I termiske kraftverk brukes de til å kontrollere kjelens fôrventil, dampventil, brennerdemper, etc., for å oppnå presis kontroll av kjelforbrenningsprosessen, dampstrømmen og vannstanden, og sikre stabil drift av generatorsettet; I vannkraftverk er de vant til å kontrollere veiledningens åpnings- og vanninnløpsventil på turbinen, justere utgangen til turbinen og oppnå kontroll av kraftproduksjonen; I kjernekraftverk brukes de til å kontrollere kjølevæskeventilen og sikkerhetsventilen til kjernereaktoren, og sikre sikker og stabil drift av atomkraftverket.

2. Kjemisk industri

Den kjemiske produksjonsprosessen involverer mange komplekse kjemiske reaksjoner og materialtransport, som krever ekstremt høy kontrollnøyaktighet og pålitelighet av ventiler. Multi-svingelektriske aktuatorer er mye brukt i forskjellige koblinger av kjemisk produksjon, for eksempel råstofftransport, reaksjonsprosesskontroll, produktseparasjon og rensing, etc. For eksempel, i en kjemisk reaktor, kontrolleres åpningen av fôrventilen og utladningsventilen for å sikre den kjemiske reaksjonens glatte fremgang nøyaktig; I et destillasjonstårn styres tilbakeløpsventilen og utløpsventilen for å oppnå presis kontroll av destillasjonsprosessen og forbedre renhet og kvalitet på produktet.

3. Vann Conservancy industri

I vannkonserveringsprosjekter brukes multi-svingelektriske aktuatorer til å kontrollere forskjellige hydrauliske ventiler, for eksempel flomutladningsportventiler på demninger, vannavledningsventiler i vanningssystemer, sluseporter og stoppventiler i urbane vannforsyningssystemer, etc. Gjennom presis kontroll av disse ventilene, er rimelig tildeling av vannets ressurser. For eksempel, før en flom kommer, kan flomutladningsportventilen raskt åpnes ved å kontrollere den multi-svingede elektriske aktuatoren for å tømme flommen rettidig og sikre sikkerheten til demningen og nedstrøms områdene; I vanningssesongen kan åpningen av vannavledningsventilen justeres nøyaktig i henhold til vannbehovet fra jordbrukslandet for å oppnå effektiv bruk av vannressurser.

4. Metallurgisk Industri

I prosessen med metallurgisk produksjon er det nødvendig å kontrollere høye temperaturer, høyt trykk og svært etsende medier. Multi-svingelektriske aktuatorer er egnet for forskjellige tøffe miljøer i metallurgisk industri og brukes til å kontrollere varmluftsventilene, gassventilene, oksygenlanseløftventiler for stålproduserende omformere, etc. Gjennom den nøyaktige kontrollen av disse ventilene, kan du være en produksjonsprosess.

5. Bygging og kommunal ingeniørfag

I løpet av konstruksjon og kommunal ingeniørfag brukes multi-turn-elektriske aktuatorer til å kontrollere ventiler i oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg (HVAC) i bygninger, for eksempel varmtvannsreguleringsventiler, friskluftsventiler, etc., for å oppnå automatisk justering av innendørs temperatur, fuktighet og luftkvalitet og forbedre komfort og energieffektiviteten til bygninger. I kommunale vannforsynings- og avløpsbehandlingssystemer brukes multi-sving elektriske aktuatorer til å kontrollere sluseporter, sjekke ventiler, regulere ventiler osv. For å sikre sikkerheten til urban vannforsyning og normal drift av avløpsbehandling.

Produksjonsteknologi of Multi-sving elektriske aktuatorer

1. Delbehandling

l Motorproduksjon : Velg passende motorutforming i henhold til forskjellige motoriske typer (for eksempel AC Motors, DC Motors, Stepper Motors, Servo Motors). For vekselstrømsmotorer er det nødvendig å utføre prosesser som statorkjernepuntering, vikling og sette inn og rotorproduksjon; For DC -motorer er det også nødvendig å produsere kommutatoren og installere børsteenheten. Under motorproduksjonsprosessen er det strenge krav til materialvalg av kjerne, stansnøyaktighet og isolasjonsbehandling av viklingen for å sikre motorens ytelse og pålitelighet.

l Behandling av reduksjonsmekanisme : Hoveddelene av reduksjonsmekanismen, for eksempel ormhjul, ormaksler, gir, etc., blir vanligvis behandlet med metallmaterialer av høy kvalitet (for eksempel legeringsstål, kobberlegering, etc.). Ormhjul og ormaksler produseres vanligvis gjennom sving, fresing, sliping og andre prosesser for å sikre deres tannprofilens nøyaktighet og overflateuhet; Gir behandles gjennom hobbing, forming, barbering og andre prosesser, og varmebehandling (for eksempel slukking, temperering, etc.) er nødvendig for å forbedre hardheten og slitasjen motstanden til girene.

l Produksjon av bolig og andre deler : Housing of Multi-Turn Electric Actuators er generelt produsert ved støping eller metallbehandling. Støpeprosessen kan bruke sandstøping, støping og andre metoder for å produsere hus med komplekse former; Plate metallbehandling bruker skjæring, bøyning, sveising og andre prosesser for å produsere kompakte hus. I tillegg er det også nødvendig å behandle og produsere forskjellige standarddeler som aksler, nøkler, nøtter og ikke-standarddeler som monteringsbraketter for posisjons tilbakemeldingsenheter (for eksempel potensiometre og kodere).

2. Montering og igangkjøring

l Komponentmontering : Sett først den bearbeidede motoren og reduksjonsmekanismen for å sikre at motorutgangsakselen og inngangsakselen til reduksjonsmekanismen kobles nøyaktig og konsentrisiteten oppfyller kravene. Installer deretter tilbakemeldingsenheten til posisjonen og koble den til utgangsakselen eller transmisjonskomponenten til aktuatoren for å sikre nøyaktigheten av tilbakemeldingen til posisjonen. Installer deretter elektriske komponenter som kontrollkretskort, terminalblokker, skjermpanel og manuelle driftskomponenter som håndhjul og koblinger. Under monteringsprosessen er det nødvendig å strengt følge kravene til monteringsprosessen, kontrollere samsvarende avstanden mellom komponentene, bruke passende strammingsverktøy og dreiemoment for å sikre monteringskvalitet.

l Feilsøking av maskiner : Etter montering er den multi-svingelektriske aktuatoren fullstendig feilsøkte. For det første utføres den elektriske ytelsestesten for å sjekke om isolasjonsmotstanden, starte strøm, løpe strøm og andre parametere for motoren oppfyller standardene; Deretter utføres kontrollytelsestesten for å sjekke om aktuatorens responshastighet, posisjoneringsnøyaktighet, handlingsretning osv. Er riktig ved å legge inn forskjellige kontrollsignaler; Samtidig testes tilbakemeldingssignalet til tilbakemeldingsenheten til posisjonen for å være nøyaktig og i samsvar med den faktiske posisjonen. Under feilsøkingsprosessen blir problemene som er funnet justert og reparert på en riktig måte for å sikre at ytelsesindikatorene til aktuatoren oppfyller designkravene.

3. Kvalitetstesting og sertifisering

l Kvalitetsinspeksjon : Multi-sving elektriske aktuatorer må gjennomgå streng kvalitetsinspeksjon før du forlater fabrikken, inkludert utseendeinspeksjon, dimensjonsmåling, ytelsestesting, etc. Utseende inspeksjon sjekker hovedsakelig om skallet har riper, deformasjon, beleggskuling og andre defekter; Dimensjonal måling sikrer at dimensjonene til hver komponent oppfyller kravene til designtegningene; Ytelsestesting, i tillegg til ovennevnte elektriske ytelses- og kontrollytelsestester, inkluderer også testing av aktuatorens dreiemomentutgang, beskyttelsesnivå (for eksempel vanntett, støvtett, eksplosjonssikker ytelse), holdbarhet, etc. ved å simulere det faktiske arbeidsmiljøet og arbeidsforholdene.

l Sertifisering : For å imøtekomme behovene til forskjellige bransjer og markeder, må flere svingelektriske aktuatorer skaffe relevante sertifiseringer, for eksempel CE-sertifisering (i samsvar med europeisk sikkerhet, helse og miljømessige standarder), UL-sertifisering (Underwriters Laboratories-sertifisering), Explosions Explosions-Sertification (som Ex Certification, er en ensoppgitt og en smeltetilførsel), som er en ensikter som er en ensikter som er en ensikter som er en ensikring, er en ensikring av europeisk sikkerhetsstandard (som forarbeidere laboratorier. Standarder og spesifikasjoner, og markedets konkurranseevne og anerkjennelse av produktet forbedres.