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閥門電動執行器選型方法和技巧
[ 2016-02-25 ]
閥門電動執行器有著重要的作用。電動閥門比氣動、液動閥門使用更為普遍，因此在采購閥門電動執行器的時候，對閥門電動執行器進行合理的選型使電動執行裝置具有更高的可靠性和安全性。
電動執行器與閥門配套后都可以稱之為電動閥門。但是電動執行器的類型和功能很多，在設計、選型的過程中只重視閥門的參數，而忽略或沒有明確電動執行器的相關要求，這樣不僅使電動閥門不能發揮最佳的性能，而且在安裝、調試、使用的過程中也會帶來不必要的麻煩。
閥門電動執行器選型要點：
一、根據閥門類型選擇電動執行器：閥門種類繁多，各種閥門的工作原理也不一樣，按照閥門類型概括一下幾種電動執行器：
1、角行程電動執行器（轉角<360度）；電動執行器輸出軸的轉動小于一周，即小于360度，通常為90度就實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執行器根據安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。a)直連式：是指電動執行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。b)底座曲柄式：是指輸出軸通過曲柄與閥桿連接的形式。此類電動執行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2、多回轉電動執行器(轉角>360度)；此類電動執行器適用于閘閥、截止閥等。
3、直行程電動執行器(直線運動)；此類電動執行器適用于單座調節閥、雙座調節閥等。
二、根據閥門電動執行器的生產工藝控制要求選擇電動執行器：電動執行器的控制模式一般分為開關型(開環控制)和調節型(閉環控制)兩大類。
1、開關型(開環控制)--開關型電動執行器一般實現對閥門的開或關控制，閥門要么處于全開位置，要么處于全關位置，此類閥門不需對介質流量進行精確控制。特別值得一提的是開關型電動執行器因結構形式的不同還可分為分體結構和一體化結構。選型時必需對此做出說明，不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現像。
-a)分體結構(通常稱為普通型)：控制單元與電動執行器分離，電動執行器不能單獨實現對閥門的控制，必需外加控制單元才能實現控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。此結構的缺點是不便于系統整體安裝，液位變送器增加接線及安裝費用，且容易出現故障，當故障發生時不便于診斷和維修，性價比不理想。
-b)一體化結構(通常稱為整體型)：控制單元與電動執行器封裝成一體，無需外配控制單元即可現實就地操作，遠程只需輸出相關控制信息就可對其進行操作。此結構的優點是方便系統整體安裝，減少接線及安裝費用，容易診斷并排除故障。但傳統的一體化結構產品也有很多不完善的地方，所以產生了智能電動執行器，關于智能電動執行器后面將再做說明。
2、調節型(閉環控制)--調節型電動執行器不僅具有開關型一體化結構而精確調節介質流量。因的功能，它還能對閥門進行精確控制，從篇幅有限其工作原理在此不作詳細說明。下面就調節型電動執行器選型時需注明的參數做簡要說明。
-a)控制信號類型(電流、電壓);調節型電動執行器控制信號一般有電流信號(4～20mA、0～10mA)或電壓信號(0～5V、１～5V)，選型時需明確其控制信號類型及參數。
-b)工作形式(電開型、電關型);調節型電動執行器工作方式一般為電開型(以 4～20mA的控制為例，電開型是指4mA信號對應的是閥關，20mA對應的是閥開)，另一種為電關型(以4-20mA的控制為例，電開型是指4mA信號對應的是閥開，20mA對應的是閥關).一般情況下選型需明確工作形式，很多產品在出廠后并不能進行修改，奧美閥控生產的智能型電動執行器可以通過現場設定隨時修改。
-c)失信號保;失信號保護是指因線路等故障造成控制信號丟失時，電動執行器將控制閥門啟閉到設定的保護值，常見的保護值為全開、全關、保持原位三種情況，且出廠后不易修改。奧美閥控生產的智能電動執行器可以通過現場設定進行靈活修改，并可設定任意位置(0~100%)為保護值。
三、根據閥門操作力矩選擇閥門電動執行器：閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決定，但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區別，所以不同廠家生產的同規格閥門所需扭力也有所區別，即使是同個閥門廠家生產的同規格閥門扭力也有所差別，當選型時執行器的扭力選擇太小就會造成無法正常啟閉閥門，因此電動執行器必需選擇一個合理的扭力范圍。電動執行器輸出力矩應為閥門操作最大力矩的1.2～1.5倍。
四、根據電動執行器確定電氣參數：因不同執行器廠家的電氣參數有所差別，所以設計選型時一般都需確定其電氣參數，主要有電機功率、額定電流、二次控制回路電壓等，往往在這方面的疏忽，結果控制系統與電動執行器參數不匹配造成工作時空開跳閘、保險絲熔斷、熱過載繼電器保護起跳等故障現像。
五、注意事項：
1、操作推力閥門電動裝置的主機結構有兩種：一種是不配置推力盤，直接輸出力矩；另一種是配置推力盤，輸出力矩通過推力盤中的閥桿螺母轉換為輸出推力。
2、輸出軸轉動圈數閥門電動裝置輸出軸轉動圈數的多少與閥門的公稱通徑、閥桿螺距、螺紋頭數有關，要按M＝H／ZS計算（M為電動裝置應滿足的總轉動圈數，H為閥門開啟高度，S為閥桿傳動螺紋螺距，Z為閥桿螺紋頭數）。
3、閥桿直徑對多回轉類明桿閥門，如果電動裝置允許通過的最大閥桿直徑不能通過所配閥門的閥桿，便不能組裝成電動閥門。因此，電動裝置空心輸出軸的內徑必須大于明桿閥門的閥桿外徑。對部分回轉閥門以及多回轉閥門中的暗桿閥門，雖不用考慮閥桿直徑的通過問題，但在選配時亦應充分考慮閥桿直徑與鍵槽的尺寸，使組裝后能正常工作。
4、輸出轉速閥門的啟閉速度若過快，易產生水擊現象。因此，應根據不同使用條件，選擇恰當的啟閉速度。
5、閥門電動執行器有其特殊要求，即必須能夠限定轉矩或軸向力。通常閥門電動裝置采用限制轉矩的連軸器。當電動裝置規格確定之后，其控制轉矩也就確定了。一般在預先確定的時間內運行，電機不會超負荷。但如出現下列情況便可能導致超負荷：一是電源電壓低，得不到所需的轉矩，使電機停止轉動；二是錯誤地調定轉矩限制機構，使其大于停止的轉矩，造成連續產生過大轉矩，使電機停止轉動；三是斷續使用，產生的熱量積蓄，超過了電機的允許溫升值；四是因某種原因轉矩限制機構電路發生故障，使轉矩過大；五是使用環境溫度過高，相對使電機熱容量下降。
過去對電機進行保護的辦法是使用熔斷器、過流繼電器、熱繼電器、恒溫器等，但這些辦法各有利弊。對電動裝置這種變負荷設備，絕對可靠的保護辦法是沒有的。因此，必須采取各種組合方式，歸納起來有兩種：一是對電機輸入電流的增減進行判斷；二是對電機本身發熱情況進行判斷。這兩種方式，無論那種都要考慮電機熱容量給定的時間余量。
通常，過負荷的基本保護方法是：
1.對電機連續運轉或點動操作的過負荷保護，采用恒溫器；
2.對電機堵轉的保護，采用熱繼電器；
3.對短路事故，采用熔斷器或過流繼電器.
閥門電動執行器是實現閥門程控、自控和遙控不可缺少的設備，其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。正確選擇閥門電動裝置，對防止出現超負荷現象（工作轉矩高于控制轉矩）至關重要。
本文標題：閥門電動執行器選型方法和技巧
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