進口電動執行器,又稱電動執行機構,是一種以電力為驅動能源,能將電能轉化為機械能,提供直線或旋轉運動的裝置,廣泛應用于工業自動化過程控制環節。其主要由電機、減速機構、控制器和位置傳感器等組成。電機是核心部件,將電能轉化為機械能;減速機構降低電機輸出轉速,增大扭矩;控制器接收控制信號,轉化為對電機轉速和轉向的控制指令;位置傳感器實時監測執行元件位置,形成閉環控制,確保動作準確無誤。
1、電機
功能:執行器的“心臟”,將電能轉化為機械能(旋轉運動)。是整個驅動系統的動力來源。
類型:
交流電機:常用220VAC或380VAC,適用于大功率、連續運行的場合。
直流電機:常用24VDC,響應速度快,控制精度高,適用于需要頻繁啟停或精確調節的場合。
伺服電機:集成編碼器,可實現閉環高精度控制,用于高d調節型執行器。
2、減速機構
功能:連接電機和輸出軸,將電機的高速、低扭矩輸出轉換為執行器所需的低速、高扭矩輸出,以驅動閥門。
常見類型:
蝸輪蝸桿:最常見,傳動比大,具有自鎖功能(斷電時能保持位置),但效率相對較低。
行星齒輪:結構緊湊,傳動效率高,承載能力強,但通常無自鎖功能,需電磁制動器配合。
正齒輪:用于特定設計,效率高但噪音可能較大。
3、位置傳感器
功能:實時檢測輸出軸的旋轉角度或直線位移,并將位置信號反饋給控制單元,實現閉環控制。
類型:
電位計:模擬式傳感器,成本低,輸出0-10V或4-20mA位置信號,精度和壽命有限。
編碼器:
增量式編碼器:輸出脈沖信號,需配合計數器確定位置。
絕對式編碼器:每個位置有唯1編碼,斷電后位置不丟失,精度高,是高d執行器的標配。
4、控制單元
功能:執行器的“大腦”,負責接收外部控制信號、處理位置反饋、控制電機運行,并實現各種智能功能。
主要功能:
接收4-20mA、0-10V等控制信號。
讀取位置傳感器信號,計算實際位置。
驅動電機正轉、反轉或停止。
實現行程限位設定、力矩保護、故障診斷、通信等功能。
形式:可以是內置的電路板,也可以是外置的控制模塊。
5、輸出軸/輸出法蘭
功能:執行器與閥門連接的機械接口,將減速機構的扭矩傳遞給閥門。
設計:根據閥門類型(如多回轉、部分回轉)和標準(如ISO 5211)設計成不同的連接形式(方頭、扁頭、花鍵、法蘭等)。
6、行程限位開關
功能:在閥門到達全開(OPEN)和全關(CLOSE)位置時,自動切斷電機電源,防止過行程損壞執行器或閥門。
類型:
機械式限位開關:通過凸輪或杠桿觸發微動開關,結構簡單,成本低。
電子式限位:由控制單元根據位置傳感器信號設定,無需物理開關,可任意設定位置,更靈活。
7、力矩開關(Torque Switch)/過載保護裝置
功能:當閥門因卡澀、雜質等原因導致負載過大時,力矩開關會動作,切斷電機電源,保護執行器和閥門免受損壞。
原理:通過檢測齒輪間的微小位移或電機電流來判斷負載是否超限。
8、手動操作機構
功能:在斷電或控制系統故障時,允許操作人員通過手輪或手柄手動操作閥門。
類型:
手輪:最常見,通過離合器與傳動機構連接。
手柄:用于小型執行器。
離合器:用于切換電動和手動模式。
9、外殼
功能:保護內部所有部件免受灰塵、水汽、化學物質等外部環境的影響。
要求:通常由鋁合金或鑄鐵制成,具有一定的機械強度和防護等級(IP等級,如IP65,IP67),部分型號還具備防爆性能(Ex d,Ex e)。
10、接線端子/接口
功能:用于連接電源線、控制信號線、反饋信號線和通信線纜。
設計:通常位于外殼的接線盒內,有明確的標識,便于安裝和維護。