电动执行器的选型方法与技巧.docx

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电动执行器的选型方法与技巧

电动执行器的选型方法与技巧

　　电动执行器又叫电动执行机构，常用于驱动阀门及风门，我们经常所说的电动阀门和电风门就是由电动执行机构（电动执行器）和阀门及风门组成的。

　　在选择电动执行机构（电动执行器）时主要就从以下几个方面进行：

一、电动执行机构（电动执行器）结构型式

　　根据被控对象运动方式分，电动执行器分为以下几种结构型式：

角行程、直行程、部分回转型、多回转式。

根据连接和安装方式分（一般是针对角行程电动执行机构（电动执行器），又分为基座式和直连式。

　　下面谈谈各种阀门及风门就选择什么样结构型式的电动执行机构（电动执行器），或者说各种结构形式的电动执行机构（电动执行器）适合于什么被控对象。

1、角行程电动执行机构（电动执行器）

　　角行程电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式是按角度旋转的，且一般旋转范围是0~90度，此类执行器一般适用于风门、蝶阀、球阀、V形阀等。

电动执行机构（电动执行器）与风门连接组成的电动风门

　　角行程电动执行机构（电动执行器）根据连接方式又分为直连式和基座式，直连式连接时电动执行器输出轴与阀门的阀杆直接相连。

而基座式连接方式是在执行器输出轴和阀杆之间通过球铰＋连杆的方式进行连接的。

如下图左边一幅为直连式，而右边一幅为基座式连接示意图。

电动执行机构（电动执行器）与蝶阀连接

NDQ角程电动执行机构（电动执行器）与球阀相连电动执行机构（电动执行器）与V型球阀相连

2、直行程电动执行机构（电动执行器）

　　直行程电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式是直线运动的，所以此类型执行器适合阀芯作直线运动的阀门（截止阀和闸阀例外，后面会讲到），这类阀门有单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀等。

NDL直行程电动执行机构（电动执行器）与套筒阀相连NDL直行程电动执行机构（电动执行器）与单调节阀相连

3、多转式电动执行机构（电动执行器）

　　多转式电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式为旋转式，且全行程超过360度，适合于闸阀、截止阀等被控对象，多转式电动执行机构比较特殊，它可以再配一级减速器转换成角行程电动执行机构（电动执行器）或直行程电动执行机构（电动执行器），甚至仍旧是多转式，加一级减速后输出力（矩）增大，运动速度减慢。

多转式电动执行机构（电动执行器）与闸阀连接多转式电动执行机构（电动执行器）与截止阀连接

二、电动执行机构（电动执行器）的输出力（矩）

　　电动执行机构（电动执行器）的最重要一个参数是输出力大小，对于直行程电动执行机构（电动执行器）来说单位为N或Kg，10N=1Kg，称为推力，对于角程电动执行机构（电动执行器）来说单位为Nm或Kg.m，10Nm=1Kgm。

选择输出力大小时要根据被控对象的最大驱动力来确定，一般要求执行器要保留30%的余量才保险，由于阀门的驱动力计算非常复杂，下面给出一些常见阀门的经验数据：

常用阀门对应用执行器驱动力要求（已留出30%余量）

闸阀（口径25到1800mm，压力1到320Kg/cm2即1到32MPa，力矩单位Kg.m）

截止阀（口径15到350mm，压力6到320Kg/cm2，力矩单位Kg.m）

球阀（口径50到1000mm，压力6到100Kg/cm2，力矩单位Kg.m）

蝶阀（口径50到2000mm，压力2.5到25Kg/cm2，力矩单位Kg.m）

三、电动执行机构（电动执行器）的行程

　　这一参数也是比较重要的参数，对于角行程电动执行机构（电动执行器）而言，行程固定为0~90度，对于直行程而言，行程单位为mm，需要根据调节阀阀芯行程来确定，直行程电动执行机构（电动执行器）常规行程有以下几档：

10mm、16mm、25mm、40mm、60mm、100mm。

对于多回转电动执行机构（电动执行器）而言，一般这种执行器都的回转圈都数可以满足要求

四、电气接口

　　确定电动执行机构（电动执行器）的控制方式，需要电动执行机构（电动执行器）反馈什么样的信号。

控制方式：

1、模拟量控制

　　一般模拟量控制是4~20mA，还有0~10mA、1~5V等，后两者现在用得不多。

一般调节型（一体化）电动执行器都可以用模拟量控制。

2、开关量控制

　　一般开关量控制信号是“开”“关”指令信号，也有可能还有“停”指令信号。

开关量主要有以下几种：

无源、24VDC、220VAC，一般如果配了伺服放大器，开关量要求是220VAC的。

不果不是用伺服放大器控制执行器而选用220VAC开关型的电动执行机构（电动执行器）时，需要注意提供的这个220V开关量功率一定要大于执行器电机功率。

反馈信号：

1、模拟量反馈

　　模拟量反馈信号都是电动执行机构（电动执行器）输出的与当前阀位对应的阀位反馈信号，同样有4~20mA、0~10mA、1~5V几种，后两种现在已经很少用了，一般配有伺服放大器的都需要模拟量阀位反馈信号。

如果DCS或显示仪表需要显示当前阀位，也必须要求电动执行器有模拟量阀位反馈信号

2、开关量反馈信号

　　根据工艺要求，可能需要电动执行器输出一个全关和全开的开关量信号，甚至还有其它意义的信号，如执行器故障报警信号。

一般开关量都是无源，但也有有源的。

除了以上提到的几种重要参数外，还有些参数不那么重要，但根据工艺要求也可能非常重要，例如安装尺寸、重量、控制精度、全行程时间、防护等级等

　　一、电动执行机构产品的选用

　　电动执行机构，又名电动执行器，电动头。

在管道工程中，当所选阀门确定之后，选配电动执行机构是确保电动阀门安全正常工作的保证条件之一。

如果电动执行机构选择不当，不仅会影响使用，而且还会带来严重的不良后果和经济损失。

通常可从下述几个方面来考虑选配电动执行机构：

　　●工作环境

　　DCL系列电动执行机构适用于下列比较典型的工作环境。

　　a、户外露天安装，有风、砂、雨、雪、霜、阳光、昼夜温差大、粉尘等环境。

当然，户内安装使用则更能适用。

　　b、湿热带、干热带地区环境。

环境温度-30℃～60℃。

　　c、盐雾、霉菌、潮湿的工作环境，如船坞码头、远洋或内河船舶等。

　　d、含有腐蚀性气体的工作环境，如化工厂等。

　　e、具有剧烈振动的场合，如蒸汽管道、船舶等。

　　●控制要求

　　DCL系列电动执行机构提供了八种比较典型的控制回路（详见产品中心），可根据管道工程系统的需要选取合适的控制回路。

如有特殊需要，需在订货时特殊说明。

　　●输出力矩

　　因阀门种类繁多，即使同种规格型号的阀门，由于生产厂家制造水平、结构形式、材质选取等的不同，其扭矩值各有不同。

所以当阀门选定后，应与制造厂家确认阀门开启、关闭的最大力矩值。

　　在实际使用当中，往往因为系统的压力波动、介质类型、现场环境、工作特性等因素，导致阀门开启或关闭扭矩有很大变化。

为确保执行机构稳定可靠工作，必须在选型上留有适当余量。

建议在选型时留有1.1-1.3倍的余量系数，即：

余量系数=执行机构输出扭矩/阀门带压测试扭矩>1.1-1.3倍。

　　注：

电动执行机构的输出力矩有两个：

　　启动力矩：

根据JB/T8219标准要求，启动力矩为电动执行机构在-15％额定电压下静态启动的力矩值。

通常将启动力矩作为执行机构的铭牌力矩，以确保执行机构在极限情况下能顺利驱动阀门。

　　最大力矩：

是指执行机构在额定电压下动态工作被堵转时所能产生的最大力矩值。

最大力矩实际上反映的是执行机构在工作过程中的短时过载能力。

　　DCL系列电动执行机构的铭牌力矩即为-15％额定电压下的静态启动力矩值，最大力矩为启动力矩的1.3～1.8倍。

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