Actuator electric multi-turn: principiu, aplicație

În domeniul automatizării industriale moderne, Actuatoare electrice cu mai multe rânduri , ca dispozitiv cheie de conducere, joacă un rol indispensabil. Acestea pot transforma eficient energia electrică în rotație mecanică, pot controla cu exactitate funcționarea diverselor echipamente și sunt utilizate pe scară largă în multe industrii, cum ar fi energia, industria chimică și conservarea apei. Odată cu avansarea continuă a tehnologiei, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri au obținut îmbunătățiri semnificative ale performanței, funcției și informațiilor, deerind o garanție puternică pentru funcționarea eficientă, precisă și sigură a producției industriale.

Ce este Un actuator electric cu mai multe rânduri?

Un actuator electric cu mai multe rânduri este un dispozitiv de control automat care poate converti energia electrică în ieșirea de mișcare de rotație multi-turn. Este utilizat în principal pentru a conduce echipamente care necesită mai multe viraje de rotație pentru a obține deschiderea completă, închiderea completă sau reglarea precisă. Cele mai frecvente obiecte de aplicare sunt diverse supape, cum ar fi supapele de poartă, supapele de oprire, supapele cu piston, etc. Spre deosebire de actuatoarele electrice cu rotație parțială, care pot obține doar 90 de grade sau mai puțin de 360 de grade de rotație, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri pot obține o rotație continuă a virajelor multiple (de obicei, mai mult de 1 viraj), care îndeplinesc astfel nevoile unor echipamente pentru un stâlp mare și controlul preception.

Principiul de lucru de Actuator electric cu mai multe rânduri

Principiul de lucru al actuatorului electric cu mai multe rânduri se bazează pe funcționarea coordonată a acționării motorului și a transmisiei mecanice. Luați ca exemplu actuatorul electric cu mai multe rânduri, pe baza motorului asincron trifazat, ca exemplu:

l Intrare de putere : Când puterea este pornită, motorul asincron trifazat începe să funcționeze și iese din energie mecanică rotativă de mare viteză. Viteza de rotație a motorului este de obicei ridicată, în general între câteva sute și câteva mii de rotații pe minut, dar cuplul său de ieșire este relativ mic.

l Unitate de reducere : De la deschiderea și închiderea echipamentelor, cum ar fi supapele necesită un cuplu mare și o viteză mică, este necesar un mecanism de reducere pentru a se potrivi cu caracteristicile de ieșire ale motorului. Mecanismul de reducere este compus în general din angrenaje de viermi, seturi de viteze și alte componente. Rotația de mare viteză a motorului este transmisă de angrenajul de vierme sau de setul de viteze, iar viteza este redusă treptat, în timp ce cuplul este crescut în funcție de raportul de transmisie. De exemplu, prin transmisia angrenajului de viermi, ieșirea de mare viteză și cu un tors scăzut a motorului poate fi transformată într-o ieșire cu viteză mică și cu tort ridicat a arborelui de ieșire, astfel încât arborele de ieșire să poată conduce supapa la o viteză și un cuplu adecvat.

l Funcționarea secțiunii de control : Secțiunea de control este nucleul actuatorului electric cu mai multe rânduri. Primește semnale de control de la sistemul de control, cum ar fi semnale de curent 4-20mA, semnale de tensiune 0-10V sau semnale de comunicare digitală. Aceste semnale reprezintă cerințele de comandă pentru poziția de ieșire sau acțiunea actuatorului. Secțiunea de control compară semnalul de control primit cu semnalul de poziție real readus de dispozitivul de feedback de poziție internă al actuatorului și generează instrucțiuni de control bazate pe rezultatele de comparație pentru a controla înainte, invers sau oprirea motorului. De exemplu, atunci când semnalul de control necesită creșterea deschiderii supapei, dacă deschiderea efectivă a supapei este mai mică decât valoarea setată, secțiunea de control va controla motorul să se rotească înainte, conducând supapa să se rotească în direcția creșterii deschiderii; Când deschiderea efectivă a supapei atinge valoarea setată, secțiunea de control va controla motorul pentru a nu mai funcționa.

l Feedback de poziție : Pentru a permite sistemului de control să cunoască starea de rulare a echipamentului în timp real, actuatorul electric cu mai multe rânduri este echipat cu un dispozitiv de feedback de poziție. Dispozitivele de feedback de poziție obișnuită includ potențiometre, codificatoare, etc. Când arborele de ieșire al actuatorului determină să se rotească echipamentul (cum ar fi o supapă), componentele dispozitivului de feedback de poziție se vor roti sincron, transformând poziția reală a echipamentului într -un semnal electric sau semnal digital pentru a reveni înapoi la partea de control sau a sistemului de control la distanță. Prin feedback -ul poziției, sistemul de control poate înțelege cu exactitate deschiderea echipamentului și poate realiza controlul și monitorizarea precisă a echipamentului.

Clasificare de Actuatoare electrice cu mai multe rânduri

1. Clasificare după tipul motorului de antrenare

l Tip de acționare a motorului AC : Cele mai utilizate, cele mai utilizate sunt motoarele asincrone cu curent alternativ în trifazare și motoarele AC faza. Motoarele asincrone din punct de vedere trifazic au avantajele structurii simple, funcționarea fiabilă, costurile reduse și puterea de ieșire ridicată. Acestea sunt potrivite pentru ocazii cu cerințe de cuplu de ieșire ridicate și sarcini mari, cum ar fi conducerea supapelor industriale mari. Motoarele AC mondeazate sunt adesea utilizate în unele mici actuatoare electrice cu mai multe rânduri, potrivite pentru scenarii de aplicare cu cerințe de putere redusă și de putere redusă, cum ar fi controlul valvei mici în clădirile civile.

l DC tip condus de motor : Motoarele DC au o performanță de reglare a vitezei bune și pot obține un control de viteză relativ precis. În unele ocazii în care precizia reglării vitezei actuatorului este mare și este necesară o rotație frecventă și o oprire sau o rotație inversă, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri conduse de motoarele DC au avantaje. De exemplu, în unele echipamente experimentale sau sisteme industriale mici, cu cerințe de precizie de control al fluxului extrem de ridicat, pot fi utilizate actuatoare electrice cu mai multe rânduri conduse de motoare cu curent continuu. Dezavantajele sale sunt că trebuie să fie echipat cu o sursă de alimentare cu curent continuu, costul este relativ ridicat, iar cerințele de întreținere ale motorului sunt relativ mari.

l Tipul condus de motor pas cu pas : Motoarele pas cu pas pot converti semnalele de impulsuri electrice în deplasare unghiulară. De fiecare dată când se primește un semnal de impuls, motorul rotește un unghi fix, și anume unghiul de trepte. Această caracteristică permite actuatoarele electrice cu mai multe rânduri conduse de motoarele pas cu pas să aibă o precizie de poziționare ridicată și să obțină un control precis al poziției. Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri conduse de motoarele pas cu pas sunt utilizate în unele ocazii care necesită o precizie de poziționare extrem de ridicată a deschiderii valvei, cum ar fi fabricarea semiconductorilor, industria chimică de precizie și alte industrii. Cu toate acestea, cuplul lor de ieșire este relativ mic, iar viteza lor de funcționare este, de asemenea, supusă anumitor restricții.

l Tip motor Servo Motor : Servo Motors au avantajele vitezei de răspuns rapid, precizia de control ridicat și capacitatea puternică de suprasarcină. Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri conduse de servo-motoare pot răspunde rapid și exact la semnalele de control și să obțină un control de mare viteză și cu precizie înaltă a supapelor și a altor echipamente. În unele ocazii în care performanța dinamică a actuatorului este extrem de ridicată, cum ar fi controlul valvelor de comutare de mare viteză și execuția rapidă a acțiunii în liniile de producție automate, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri conduse de servo-motoare funcționează bine. Cu toate acestea, costul lor este relativ mare, iar sistemul de control este relativ complex.

2. Clasificare după metoda de control

l Tip de control cu buclă deschisă : După ce a primit semnalul de control, actuatorul electric cu mai multe rânduri cu control cu buclă deschisă determină motorul să funcționeze conform programului presetat pentru a finaliza acțiunea corespunzătoare, cum ar fi deschiderea sau închiderea supapei. Nu are funcția de detectare a feedback -ului și corectarea rezultatului de execuție efectiv. Precizia controlului depinde în principal de precizia motorului și a mecanismului de transmisie și a parametrilor de control presetat. Această metodă de control are o structură simplă și costuri reduse. Este potrivit pentru unele ocazii, cu cerințe de precizie de control scăzut, mediu de lucru relativ stabil și modificări mici de încărcare, cum ar fi controlul supapei în unele sisteme simple de ventilație.

l Tip de control cu buclă închisă : Actuatorul electric multi-turn controlat cu buclă închisă detectează poziția de ieșire a actuatorului în timp real prin dispozitivul de feedback de poziție și alimentează semnalul de poziție către controler. Controlerul compară semnalul de feedback cu semnalul de control de intrare și ajustează funcționarea motorului în funcție de rezultatul de comparație pentru a se asigura că poziția de ieșire a actuatorului este în concordanță cu poziția cerută de semnalul de control. Această metodă de control poate îmbunătăți eficient precizia controlului, se adaptează la diverse medii de lucru complexe și modificări de încărcare și este utilizată pe scară largă în câmpurile de automatizare industrială cu cerințe de precizie de control ridicat, cum ar fi controlul supapei de control al debitului în producția chimică, controlul valvei în sistemele de alimentare etc.

Caracteristici de Actuatoare electrice cu mai multe rânduri

l Control de înaltă precizie : Prin algoritmi de control avansați și dispozitive de feedback precise de poziție, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri pot obține un control de înaltă precizie al deschiderii valvei sau poziției echipamentului, cu o precizie de control de ± 0,1% sau chiar mai mare. Aceasta permite o ajustare precisă a fluxului mediu, presiunea și alți parametri în timpul producției industriale, asigurând stabilitatea procesului de producție și consistența calității produsului.

l Ieșire mare de cuplu : Mecanismul de reducere echipat cu actuatorul electric cu mai multe rânduri poate transforma ieșirea de mare viteză și cu un tors scăzut a motorului în ieșirea cu viteză mică și cu tort ridicat a arborelui de ieșire. Gama de cuplu de ieșire poate fi de la zeci de metri Newton la zeci de mii de metri Newton, care pot îndeplini cerințele de conducere ale supapelor și altor echipamente de specificații și tipuri diferite și este potrivit în special pentru conducerea supapelor mari și grele.

l Viteză rapidă de răspuns : După ce a primit semnalul de control, actuatorul electric cu mai multe rânduri poate răspunde rapid, poate conduce motorul pentru a porni, a opri rapid sau a schimba direcția și a realiza acțiunea rapidă a echipamentului. Pentru unele supape care trebuie deschise și închise rapid, cum ar fi supapele de închidere de urgență, actuatorul electric cu mai multe rânduri poate completa deschiderea sau închiderea supapei într-un timp scurt pentru a asigura siguranța procesului de producție.

l Fiabilitate ridicată : Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri folosesc tehnologie motorie matură și componente de transmisie mecanică fiabilă. După o inspecție strictă a calității și testarea durabilității, acestea au o fiabilitate și stabilitate ridicată. În condiții normale de muncă, timpul lor mediu dintre eșecuri (MTBF) poate ajunge la mii sau chiar zeci de mii de ore, reducând întreținerea echipamentelor și timpul de oprire și îmbunătățind eficiența producției.

l Grad ridicat de inteligență : Actuatoarele electrice multi-turn moderne sunt de obicei echipate cu controlere inteligente, care au funcții precum comunicarea datelor, diagnosticul de eroare, autoprotecție și telecomandă. Prin interfețe de comunicare (cum ar fi RS485, Modbus, Profibus etc.), datele pot fi schimbate cu sistemul de control superior pentru a realiza monitorizarea și funcționarea la distanță. În același timp, controlerul inteligent poate monitoriza starea de funcționare a actuatorului în timp real, poate analiza parametrii, cum ar fi curentul motor, temperatura, poziția etc., detectează și diagnostica defecțiuni în timp și poate lua măsuri de protecție corespunzătoare, cum ar fi protecția supracurentului, supraîncălzirea protecției, protecția supraîncărcării etc., pentru a îmbunătăți siguranța și fiabilitatea echipamentului.

l Adaptabilitate puternică : Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri pot fi personalizate în funcție de diferite medii de lucru și cerințe de aplicare, cum ar fi rezistența la explozie, impermeabilă, rezistentă la praf, etc. Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri, rezistente la explozie, pot funcționa în siguranță în medii inflamabile și explozive periculoase și sunt utilizate pe scară largă în industrii, cum ar fi petrole, chimice și gaze naturale; Actuatoarele electrice multi-turn rezistente la apă și rezistente la praf sunt potrivite pentru medii umede, prăfuite și alte medii dure, cum ar fi stațiile de tratare a canalizării, minele și alte locuri.

Zone de aplicare of Actuatoare electrice cu mai multe rânduri

1. Industria energetică

l Petrol și gaz : În procesul de extracție, transport și prelucrare a petrolului și gazelor, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri sunt utilizate pe scară largă pentru a controla diverse supape. De exemplu, în dispozitivele de cap de puț, acestea sunt folosite pentru a controla deschiderea și închiderea valvelor de arbori de Crăciun pentru a obține o reglare precisă a extracției de petrol și gaze; Pe conductele de petrol și gaze, acestea controlează supapele de poartă, supapele de oprire etc. pentru a asigura funcționarea în siguranță și reglarea debitului conductelor; În rafinării și fabrici de procesare a gazelor naturale, acestea sunt utilizate pentru a controla diverse supape de proces pentru a obține controlul automat al separației de petrol și gaze, purificare și alte procese de proces.

l Electricitate : Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri joacă un rol important în câmpurile de producție de energie, cum ar fi generarea de energie termică, generarea hidroenergetică și generarea de energie nucleară. În centralele termice, acestea sunt utilizate pentru a controla supapa de apă de alimentare a cazanului, supapa de abur, amortizorul de arzător, etc. În plantele hidroenergetice, acestea sunt utilizate pentru a controla deschiderea paletei de ghidare și supapa de intrare a apei turbinei, să regleze producția turbinei și să obțină controlul generației de energie; În centralele nucleare, acestea sunt utilizate pentru a controla supapa de răcire și supapa de siguranță a reactorului nuclear și pentru a asigura funcționarea sigură și stabilă a centralei nucleare.

2. Industria chimică

Procesul de producție chimică implică multe reacții chimice complexe și transportul de materiale, care necesită o precizie de control extrem de mare și fiabilitate a valvelor. Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri sunt utilizate pe scară largă în diferite legături de producție chimică, cum ar fi transportul materiilor prime, controlul procesului de reacție, separarea și purificarea produsului, etc. De exemplu, într-un reactor chimic, deschiderea valvei de alimentare și valva de descărcare este controlată pentru a ajusta cu exactitate debitul și timpul de reacție al materialelor de reacție pentru a asigura progresul lină al reacției chimice; Într -un turn de distilare, supapa de reflux și supapa de descărcare sunt controlate pentru a obține un control precis al procesului de distilare și pentru a îmbunătăți puritatea și calitatea produsului.

3. Apă Conservarea industrie

În cadrul proiectelor de conservare a apei, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri sunt utilizate pentru a controla diverse valve hidraulice, cum ar fi supapele de poartă de descărcare de inundații ale barajelor, supapele de deviere a apei în sistemele de irigații, porțile de bord și valvele de oprire în sistemele de aprovizionare cu apă urbană, etc. Prin controlul precis al acestor valve, alocarea rezonabilă a resurselor de apă, controlul inundațiilor și scutirea de droguri și siguranța aprovizionării cu apă urban. De exemplu, înainte de a veni o inundație, supapa poartă de descărcare a inundațiilor poate fi deschisă rapid prin controlul de la distanță a actuatorului electric cu mai multe rânduri pentru a scurge în timp util inundația și a asigura siguranța barajului și a zonelor din aval; În sezonul de irigații, deschiderea valvei de deviere a apei poate fi ajustată cu exactitate în funcție de cererea de apă a terenului agricol pentru a obține o utilizare eficientă a resurselor de apă.

4. Metalurgic Industrie

În procesul de producție metalurgică, este necesar să se controleze medii de înaltă temperatură, de înaltă presiune și extrem de corozive. Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri sunt potrivite pentru diverse medii dure din industria metalurgică și sunt utilizate pentru a controla valvele de aer cald, valvele de gaz, valvele de ridicare a lancei de oxigen ale convertoarelor de oțel, etc. Prin controlul precis al acestor valve, controlul stabil al parametrilor, cum ar fi temperatura, presiunea și fluxul în timp ce asigurând procesul de producție metalurgică.

5. Construcții și inginerie municipală

În domeniul construcțiilor și ingineriei municipale, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri sunt utilizate pentru a controla valvele în sistemul de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC) în clădiri, cum ar fi supapele de reglare a apei calde, supape de aer proaspăt etc. În sistemele municipale de alimentare cu apă și canalizare, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri sunt utilizate pentru a controla porțile de la Sluice, supapele de control, reglarea valvelor etc. pentru a asigura siguranța aprovizionării cu apă urbană și funcționarea normală a tratării canalizate.

Tehnologia de producție of Actuatoare electrice cu mai multe rânduri

1. Prelucrarea pieselor

l Fabricarea automată : Alegeți designul motorului adecvat în funcție de diferite tipuri de motoare (cum ar fi motoarele de curent alternativ, motoarele cu curent continuu, motoarele pas cu pas, motoarele servo). Pentru motoarele AC, este necesar să se efectueze procese precum perforarea miezului stator, înfășurarea și introducerea și fabricarea rotorului; Pentru DC Motors, este necesar, de asemenea, fabricarea comutatorului și instalarea dispozitivului de perie. În timpul procesului de fabricație a motorului, există cerințe stricte pentru selectarea materială a miezului, precizia perforării și tratamentul izolației înfășurării pentru a asigura performanța și fiabilitatea motorului.

l Prelucrarea mecanismului de reducere : Principalele părți ale mecanismului de reducere, cum ar fi angrenajele de viermi, arbori de vierme, angrenaje etc., sunt de obicei procesate cu materiale metalice de înaltă calitate (cum ar fi oțel din aliaj, aliaj de cupru etc.). Angrenajele de viermi și arborele de vierme sunt în general fabricate prin rotire, frezare, măcinare și alte procese pentru a asigura precizia profilului dinților și rugozitatea suprafeței; Angrenajele sunt procesate prin hobbing, modelare, bărbierit și alte procese, iar tratamentul termic (cum ar fi stingerea, temperatura etc.) este necesar pentru a îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură a angrenajelor.

l Fabricarea locuințelor și a altor piese : Carcasa de actuatoare electrice cu mai multe rânduri este fabricată în general prin turnare sau procesare din tablă. Procesul de turnare poate folosi turnarea cu nisip, turnarea matriței și alte metode pentru a produce carcase cu forme complexe; Prelucrarea din tablă folosește forfecare, îndoire, sudare și alte procese pentru a produce carcase compacte. În plus, este necesar să se proceseze și să se fabrice diverse piese standard, cum ar fi arbori, taste, nuci și piese non-standard, cum ar fi suporturi de montare pentru dispozitive de feedback de poziție (cum ar fi potențiometre și codificatoare).

2. Adunarea și punerea în funcțiune

l Asamblare componentă : În primul rând, asamblați motorul procesat și mecanismul de reducere pentru a vă asigura că arborele de ieșire a motorului și arborele de intrare al mecanismului de reducere sunt conectate cu exactitate și concentricitatea îndeplinește cerințele. Apoi instalați dispozitivul de feedback de poziție și conectați -l la arborele de ieșire sau componenta de transmisie a actuatorului pentru a asigura exactitatea feedback -ului poziției. Apoi instalați componente electrice, cum ar fi placa de circuit de control, blocurile terminale, panoul de afișare și componentele de funcționare manuale, cum ar fi roțile de mână și ambreiajele. În timpul procesului de asamblare, este necesar să urmați cu strictețe cerințele procesului de asamblare, să controlați clearance -ul de potrivire între componente, să utilizați instrumente de strângere adecvate și cuplu pentru a asigura calitatea asamblării.

l Debugging pentru mașini : După asamblare, actuatorul electric cu mai multe rânduri este complet depanat. În primul rând, testul de performanță electrică este efectuat pentru a verifica dacă rezistența la izolare, curentul de pornire, curentul de funcționare și alți parametri ai motorului îndeplinesc standardele; Apoi, testul de performanță de control este efectuat pentru a verifica dacă viteza de răspuns a actuatorului, precizia de poziționare, direcția de acțiune etc. sunt corecte prin introducerea diferitelor semnale de control; În același timp, semnalul de feedback al dispozitivului de feedback de poziție este testat pentru a fi precis și în concordanță cu poziția reală. În timpul procesului de depanare, problemele găsite sunt ajustate și reparate în timp util pentru a se asigura că indicatorii de performanță ale actuatorului îndeplinesc cerințele de proiectare.

3. Testarea calității și certificarea

l Inspecție de calitate : Actuatoarele electrice cu mai multe rânduri trebuie să sufere o inspecție strictă a calității înainte de a părăsi fabrica, inclusiv inspecția aspectului, măsurarea dimensională, testarea performanței, etc. Inspecția aspectului verifică în principal dacă coaja are zgârieturi, deformare, acoperire de acoperire și alte defecte; Măsurarea dimensională asigură că dimensiunile fiecărei componente îndeplinesc cerințele desenelor de proiectare; Testarea performanței, pe lângă testele de performanță electrică și de control menționată mai sus, include, de asemenea, testarea producției de cuplu ale actuatorului, nivelul de protecție (cum ar fi rezistența la apă, rezistența rezistentă la praf, rezistența la explozie), durabilitatea etc. Prin simularea mediului de lucru real și a condițiilor de lucru, actuatorul este testat pentru o lungă perioadă de timp pentru a verifica fiabilitatea și stabilitatea în diferite condiții.

l Certificare : Pentru a răspunde nevoilor diferitelor industrii și piețe, actuatoarele electrice cu mai multe rânduri trebuie să obțină certificări relevante, cum ar fi certificarea CE (în conformitate cu standardele europene de securitate, sănătate și mediu), certificarea UL (Certificarea Laboratoarelor de subscriitori), certificarea de explozie (cum ar fi certificarea ex, adecvată pentru a respecta medii de acționare și de explozive, etc. Standardele și specificațiile interne și competitivitatea și recunoașterea pieței sunt îmbunătățite.