Attuatore elettrico multi-giro: principio, applicazione

Nel campo della moderna automazione industriale, Attuatori elettrici multi-turn , come dispositivo di guida chiave, svolgere un ruolo indispensabile. Possono convertire in modo efficiente l'energia elettrica in rotazione meccanica, controllare accuratamente il funzionamento di varie attrezzature e ampiamente utilizzati in molti settori come l'energia, l'industria chimica e la conservazione dell'acqua. Con il continuo avanzamento della tecnologia, gli attuatori elettrici multi-turn hanno raggiunto significativi miglioramenti nelle prestazioni, nella funzione e nell'intelligenza, fornendo una forte garanzia per il funzionamento efficiente, accurato e sicuro della produzione industriale.

Cosa è Un attuatore elettrico a più virgola?

Un attuatore elettrico a più virgola è un dispositivo di controllo automatico in grado di convertire l'energia elettrica in uscita di movimento di rotazione multi-giro. Viene utilizzato principalmente per guidare l'apparecchiatura che richiede più giri di rotazione per ottenere un'apertura completa, una chiusura completa o una regolazione precisa. Gli oggetti di applicazione più comuni sono varie valvole, come valvole di gate, valvole di arresto, valvole dello stantuffo, ecc. A differenza degli attuatori elettrici a svolta parziale che possono raggiungere solo 90 gradi o meno di 360 gradi di rotazione, attuatori elettrici a più virgole.

Principio di lavoro Di Attuatore elettrico multi-giro

Il principio di lavoro dell'attuatore elettrico multi-svolta si basa sul funzionamento coordinato della trasmissione del motore e della trasmissione meccanica. Prendi l'attuatore elettrico multi-giro comune basato su un motore asincrono trifase come esempio:

l Input di potenza : Quando la potenza è attivata, il motore asincrono trifase inizia a funzionare e produce energia meccanica a rotazione ad alta velocità. La velocità di rotazione del motore è generalmente alta, generalmente tra le centinaia e diverse migliaia di giri al minuto, ma la sua coppia di uscita è relativamente piccola.

l Azionamento di riduzione : Poiché l'apertura e la chiusura di apparecchiature come le valvole richiede una coppia di grandi dimensioni e una bassa velocità, è necessario un meccanismo di riduzione per abbinare le caratteristiche di uscita del motore. Il meccanismo di riduzione è generalmente composto da ingranaggi a vite senza fine, set di ingranaggi e altri componenti. La rotazione ad alta velocità del motore viene trasmessa dal set di marcia o ingranaggi a vite senza fine e la velocità viene gradualmente ridotta, mentre la coppia viene aumentata in base al rapporto di trasmissione. Ad esempio, attraverso la trasmissione degli ingranaggi a vite senza fine, l'uscita ad alta velocità e a bassa torreque del motore può essere convertita in un'uscita a bassa velocità e ad alta torque dell'albero di uscita, in modo che l'albero di uscita possa guidare la valvola a una velocità e una coppia adatti.

l Funzionamento della sezione di controllo : La sezione di controllo è il nucleo dell'attuatore elettrico multi-giro. Riceve segnali di controllo dal sistema di controllo, come segnali di corrente 4-20 mA, segnali di tensione 0-10 V o segnali di comunicazione digitale. Questi segnali rappresentano i requisiti di comando per la posizione di output o l'azione dell'attuatore. La sezione di controllo confronta il segnale di controllo ricevuto con il segnale di posizione effettivo alimentato dal dispositivo di feedback della posizione interna dell'attuatore e genera istruzioni di controllo basate sui risultati del confronto per controllare il retrocesso, l'inversione o l'arresto del motore. Ad esempio, quando il segnale di controllo richiede che l'apertura della valvola aumenti, se l'apertura della valvola effettiva è inferiore al valore impostato, la sezione di controllo controllerà il motore per ruotare in avanti, spingendo la valvola a ruotare nella direzione di aumentare l'apertura; Quando l'apertura effettiva della valvola raggiunge il valore impostato, la sezione di controllo controllerà il motore per interrompere l'esecuzione.

l Feedback di posizione : Al fine di far conoscere al sistema di controllo lo stato di esecuzione dell'apparecchiatura in tempo reale, l'attuatore elettrico multi-turn è dotato di un dispositivo di feedback di posizione. I dispositivi di feedback di posizione comune includono potenziometri, encoder, ecc. Quando l'albero di uscita dell'attuatore guida l'attrezzatura (come una valvola) per ruotare, i componenti del dispositivo di feedback di posizione ruoteranno anche in modo sincrono, convertendo la posizione effettiva dell'attrezzatura in un segnale elettrico o un segnale digitale per alimentare la parte di controllo o il sistema di controllo remoto. Attraverso il feedback della posizione, il sistema di controllo può cogliere accuratamente l'apertura dell'attrezzatura e realizzare un controllo e un monitoraggio precisi dell'apparecchiatura.

Classificazione Di Attuatori elettrici multi-turn

1. Classificazione per tipo di motore di azionamento

l Tipo di azionamento del motore CA : I comuni più utilizzati sono quelli comuni sono motori asincroni trifase CA e motori AC monDiase. I motori asincroni trifase CA hanno i vantaggi di una struttura semplice, un funzionamento affidabile, un basso costo e un'alta potenza di uscita. Sono adatti per occasioni con requisiti di coppia di uscita elevati e carichi di grandi dimensioni, come l'unità di grandi valvole industriali. I motori AC monDiase sono spesso utilizzati in alcuni piccoli attuatori elettrici a più virgole, adatti per scenari di applicazione a bassa potenza e a bassa potenza, come il controllo delle piccole valvole negli edifici civili.

l Tipo a motore a motore CC : I motori DC hanno buone prestazioni di regolamentazione della velocità e possono ottenere un controllo di velocità relativamente accurato. In alcune occasioni in cui l'accuratezza della regolamentazione della velocità dell'attuatore è alta ed è necessaria la rotazione di avvio e arresto o inoltro e inverte, attuatori elettrici a più virgolette guidati dai motori DC hanno vantaggi. Ad esempio, in alcune attrezzature sperimentali o piccoli sistemi industriali con requisiti di precisione di controllo del flusso estremamente elevato, possono essere utilizzati attuatori elettrici a più virgole guidati dai motori DC. I suoi svantaggi sono che deve essere dotato di un alimentatore DC, il costo è relativamente elevato e i requisiti di manutenzione del motore sono relativamente elevati.

l Tipo guidato dal motore Stepper : I motori a passo -passo possono convertire i segnali di impulsi elettrici in spostamento angolare. Ogni volta che viene ricevuto un segnale di impulso, il motore ruota un angolo fisso, vale a dire l'angolo del passo. Questa caratteristica consente agli attuatori elettrici a più virgole che spingono dai motori a passo avanti di avere una precisione di posizionamento elevato e di ottenere un controllo di posizione preciso. Gli attuatori elettrici a più virgolette guidati da motori a passo passo vengono utilizzati in alcune occasioni che richiedono una precisione di posizionamento estremamente elevata dell'apertura delle valvole, come la produzione di semiconduttori, l'industria chimica di precisione e altri settori. Tuttavia, la loro coppia di produzione è relativamente piccola e anche la loro velocità operativa è soggetta a determinate restrizioni.

l Tipo di servo motore guidato : Servo Motors ha i vantaggi della velocità di risposta rapida, dell'elevata precisione di controllo e della forte capacità di sovraccarico. Gli attuatori elettrici multi-svolta guidati dai servi motori possono rispondere ai segnali di controllo in modo rapido e preciso e ottenere un controllo ad alta velocità e ad alta precisione delle valvole e di altre attrezzature. In alcune occasioni in cui le prestazioni dinamiche dell'attuatore sono estremamente elevate, come il controllo delle valvole di interruttore ad alta velocità e l'esecuzione rapida dell'azione in linee di produzione automatizzate, gli attuatori elettrici a più virgole guidati dai servi motori si comportano bene. Tuttavia, il loro costo è relativamente elevato e il sistema di controllo è relativamente complesso.

2. Classificazione per metodo di controllo

l Tipo di controllo ad anello aperto : Dopo aver ricevuto il segnale di controllo, l'attuatore elettrico a più virgole con controllo ad anello aperto spinge il motore a funzionare secondo il programma preimpostato per completare l'azione corrispondente, come l'apertura o la chiusura della valvola. Non ha la funzione di rilevamento del feedback e correzione del risultato effettivo dell'esecuzione. L'accuratezza del controllo dipende principalmente dall'accuratezza del meccanismo motorio e di trasmissione e dai parametri di controllo preimpostati. Questo metodo di controllo ha una struttura semplice e un basso costo. È adatto per alcune occasioni con requisiti di precisione a basso controllo, ambiente di lavoro relativamente stabile e piccoli cambiamenti di carico, come il controllo delle valvole in alcuni semplici sistemi di ventilazione.

l Tipo di controllo a circuito chiuso : L'attuatore elettrico multi-turn controllato a circuito chiuso rileva la posizione di uscita dell'attuatore in tempo reale attraverso il dispositivo di feedback della posizione e alimenta il segnale di posizione al controller. Il controller confronta il segnale di feedback con il segnale di controllo di ingresso e regola il funzionamento del motore in base al risultato del confronto per garantire che la posizione di uscita dell'attuatore sia coerente con la posizione richiesta dal segnale di controllo. Questo metodo di controllo può migliorare efficacemente l'accuratezza del controllo, adattarsi a vari ambienti di lavoro complessi e cambiamenti di carico ed è ampiamente utilizzato nei campi di automazione industriale con requisiti di precisione di controllo elevati, come il controllo delle valvole di controllo del flusso nella produzione chimica, il controllo delle valvole nei sistemi di alimentazione, ecc.

Caratteristiche Di Attuatori elettrici multi-turn

l Controllo ad alta precisione : Attraverso algoritmi di controllo avanzati e dispositivi di feedback di posizione precisi, gli attuatori elettrici a più virgole possono ottenere un controllo ad alta precisione dell'apertura della valvola o della posizione dell'attrezzatura, con una precisione di controllo di ± 0,1% o anche più in alto. Ciò consente una regolazione precisa del flusso medio, della pressione e di altri parametri durante la produzione industriale, garantendo la stabilità del processo di produzione e la coerenza della qualità del prodotto.

l Uscita di coppia di grandi dimensioni : Il meccanismo di riduzione dotato dell'attuatore elettrico a più virgole può convertire l'uscita ad alta velocità e bassa torreque del motore nell'uscita a bassa velocità e ad alta rotaia dell'albero di uscita. La gamma di coppia in uscita può provenire da decine di metri di Newton a decine di migliaia di metri di Newton, che possono soddisfare i requisiti di guida delle valvole e altre attrezzature di diverse specifiche e tipi ed è particolarmente adatto per la guida di valvole grandi e pesanti.

l Velocità di risposta rapida : Dopo aver ricevuto il segnale di controllo, l'attuatore elettrico multi-turn può rispondere rapidamente, guidare il motore per avviare, arrestare o cambiare direzione rapidamente e realizzare la rapida azione dell'apparecchiatura. Per alcune valvole che devono essere aperte e chiuse rapidamente, come le valvole di spegnimento di emergenza, l'attuatore elettrico multi-turn può completare l'apertura o la chiusura della valvola in breve tempo per garantire la sicurezza del processo di produzione.

l Alta affidabilità : Gli attuatori elettrici multi-svolta utilizzano una tecnologia motoria matura e componenti di trasmissione meccanica affidabili. Dopo rigorosi test di ispezione e durabilità della qualità, hanno un'alta affidabilità e stabilità. In condizioni di lavoro normali, il loro tempo medio tra guasti (MTBF) può raggiungere migliaia o persino decine di migliaia di ore, riducendo la manutenzione delle attrezzature e i tempi di inattività e migliorando l'efficienza della produzione.

l Alto grado di intelligenza : I moderni attuatori elettrici multi-turn sono generalmente dotati di controller intelligenti, che hanno funzioni come comunicazione dei dati, diagnosi di guasti, autoprotezione e controllo remoto. Attraverso interfacce di comunicazione (come rs485, modbus, profibus, ecc.), I dati possono essere scambiati con il sistema di controllo superiore per ottenere il monitoraggio e il funzionamento remoti. Allo stesso tempo, il controller intelligente può monitorare lo stato operativo dell'attuatore in tempo reale, analizzare parametri come corrente motoria, temperatura, posizione, ecc., Rilevare e diagnosticare i guasti nel tempo e prendere misure di protezione corrispondenti, come protezione da sovracorrente, protezione del surriscaldamento, protezione da sovraccarico, ecc. Per migliorare la sicurezza e l'affidabilità delle apparecchiature.

l Forte adattabilità : Gli attuatori elettrici a più virgole possono essere personalizzati in base a diversi ambienti di lavoro e requisiti di applicazione, come a prova di esplosione, impermeabile, a prova di polvere, ecc. Gli attuatori elettrici multi-turn a prova di esplosione possono funzionare in modo sicuro in ambienti pericolosi infiammabili ed esplosivi e sono ampiamente usati in settori come petrolio, chimica e gas naturale; Attuatori elettrici multi-turn impermeabili e impermeabili sono adatti a ambienti umidi, polverosi e altri duri, come impianti di trattamento delle acque reflue, miniere e altri luoghi.

Aree di applicazione of Attuatori elettrici multi-turn

1. Industria energetica

l Petrolio e gas : Nel processo di estrazione di petrolio e gas, trasporto e trasformazione, gli attuatori elettrici a più virgole sono ampiamente utilizzati per controllare varie valvole. Ad esempio, nei dispositivi Wellhead, vengono utilizzati per controllare l'apertura e la chiusura delle valvole degli alberi di Natale per ottenere una regolazione precisa dell'estrazione di petrolio e gas; Sui gasdotti petroliferi e gas, controllano le valvole di gate, le valvole di arresto, ecc. Per garantire il funzionamento sicuro e la regolazione del flusso delle condutture; Nelle raffinerie e negli impianti di lavorazione del gas naturale, vengono utilizzati per controllare varie valvole di processo per ottenere il controllo automatizzato della separazione del petrolio e del gas, la purificazione e altri processi di processo.

l Elettricità : Gli attuatori elettrici multi-turn svolgono un ruolo importante nei campi di produzione di energia come la generazione di energia termica, la generazione di energia idroelettrica e la generazione di energia nucleare. Nelle centrali termiche, vengono utilizzate per controllare la valvola di acqua di alimentazione della caldaia, la valvola a vapore, l'ammortizzatore del bruciatore, ecc., Per ottenere un controllo preciso del processo di combustione della caldaia, flusso di vapore e livello dell'acqua e garantire il funzionamento stabile del set di generatori; Nelle piante idroelettriche, vengono utilizzati per controllare l'apertura della para di guida e la valvola di ingresso dell'acqua della turbina, regolare l'uscita della turbina e ottenere il controllo della generazione di energia; Nelle centrali nucleari, vengono utilizzate per controllare la valvola del refrigerante e la valvola di sicurezza del reattore nucleare e garantire il funzionamento sicuro e stabile della centrale nucleare.

2. Industria chimica

Il processo di produzione chimica comporta molte reazioni chimiche complesse e trasporto di materiali, che richiedono una precisione di controllo estremamente elevata e affidabilità delle valvole. Gli attuatori elettrici multi-svolta sono ampiamente utilizzati in vari collegamenti di produzione chimica, come il trasporto di materie prime, il controllo del processo di reazione, la separazione e la purificazione del prodotto, ecc. Ad esempio, in un reattore chimico, l'apertura della valvola di alimentazione e la valvola di scarico sono controllate per regolare accuratamente la portata e il tempo di reazione dei materiali di reazione per garantire il progresso regolare della reazione chimica; In una torre di distillazione, la valvola di reflusso e la valvola di scarico sono controllati per ottenere un controllo preciso del processo di distillazione e migliorare la purezza e la qualità del prodotto.

3. Acqua Conservazione industria

Nei progetti di conservazione dell'acqua, gli attuatori elettrici multi-turn vengono utilizzati per controllare varie valvole idrauliche, come valvole di gate di scarico delle alluvioni di dighe, valvole di diversione dell'acqua nei sistemi di irrigazione, cancelli di chiusura e valvole di arresto nei sistemi di approvvigionamento idrico urbano, ecc. Attraverso il controllo preciso di queste valvole, la ragionevole allocazione delle risorse idriche, il controllo delle alluvioni e la sicurezza della siccità possono essere ottenuti. Ad esempio, prima che arrivi un'alluvione, la valvola del gate di scarico delle alluvioni può essere rapidamente aperta controllando a distanza l'attuatore elettrico a più virgole per scaricare tempestivamente il diluvio e garantire la sicurezza della diga e delle aree a valle; Nella stagione dell'irrigazione, l'apertura della valvola di diversione dell'acqua può essere adeguata accuratamente in base alla domanda di acqua dei terreni agricoli per ottenere un uso efficiente delle risorse idriche.

4. Metallurgico Industria

Nel processo di produzione metallurgica, è necessario controllare mezzi ad alta temperatura, ad alta pressione e altamente corrosivi. Multi-turn electric actuators are suitable for various harsh environments in the metallurgical industry and are used to control the hot air valves, gas valves, oxygen lance lifting valves of steelmaking converters, etc. Through the precise control of these valves, stable control of parameters such as temperature, pressure, and flow in the metallurgical production process can be achieved, improving production efficiency and product quality while ensuring the safety of the production process.

5. Ingegneria di costruzione e municipale

Nel campo della costruzione e dell'ingegneria municipale, gli attuatori elettrici multi-turn vengono utilizzati per controllare le valvole nel sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) negli edifici, come valvole di regolazione dell'acqua calda, valvole d'aria fresca, ecc. Nell'approvvigionamento idrico municipale e nei sistemi di trattamento delle acque reflue, gli attuatori elettrici multi-svolta vengono utilizzati per controllare le porte della chiusura, le valvole di controllo, le valvole di regolazione, ecc. Per garantire la sicurezza dell'approvvigionamento idrico urbano e il normale funzionamento del trattamento delle acque reflue.

Tecnologia di produzione of Attuatori elettrici multi-turn

1. Elaborazione delle parti

l Produzione a motore : Scegli la progettazione del motore appropriata in base a diversi tipi di motori (come motori AC, motori DC, motori a passo passo, servo motori). Per i motori AC, è necessario eseguire processi come punzonatura del nucleo dello statore, avvolgimento e inserimento e produzione di rotore; Per i motori DC, è anche necessario produrre il commutatore e installare il dispositivo di spazzola. Durante il processo di produzione del motore, ci sono requisiti rigorosi per la selezione del materiale del nucleo, l'accuratezza della punzonatura e il trattamento dell'isolamento dell'avvolgimento per garantire le prestazioni e l'affidabilità del motore.

l Elaborazione del meccanismo di riduzione : Le parti principali del meccanismo di riduzione, come ingranaggi a vite senza fine, alberi a vite senza fine, ingranaggi, ecc. Sono generalmente elaborate con materiali metallici di alta qualità (come acciaio in lega, lega di rame, ecc.). Gli ingranaggi a vite senza fine e gli alberi a vite senza fine sono generalmente fabbricati attraverso la svolta, la fresatura, la macinatura e altri processi per garantire l'accuratezza del profilo del dente e la rugosità superficiale; Gli ingranaggi vengono elaborati attraverso il ruscimento, la modellatura, la rasatura e altri processi e il trattamento termico (come tempra, tempra, ecc.) Sono necessari per migliorare la durezza e la resistenza all'usura degli ingranaggi.

l Produzione di alloggi e altre parti : L'alloggiamento degli attuatori elettrici multi-turn è generalmente prodotto mediante elaborazione della fusione o della lamiera. Il processo di fusione può utilizzare la fusione di sabbia, la fusione e altri metodi per produrre alloggi con forme complesse; La lavorazione della lamiera utilizza taglio, flessione, saldatura e altri processi per produrre alloggi compatti. Inoltre, è inoltre necessario elaborare e produrre varie parti standard come alberi, chiavi, dadi e parti non standard come staffe di montaggio per dispositivi di feedback di posizione (come potenziometri e encoder).

2. Assemblea e messa in servizio

l Assemblaggio dei componenti : Innanzitutto, assemblare il motore elaborato e il meccanismo di riduzione per garantire che l'albero di uscita del motore e l'albero di ingresso del meccanismo di riduzione siano collegati accuratamente e la concentrità soddisfi i requisiti. Quindi installare il dispositivo di feedback della posizione e collegarlo all'albero di uscita o al componente di trasmissione dell'attuatore per garantire l'accuratezza del feedback della posizione. Quindi installare componenti elettrici come il circuito di controllo, i mobili, il pannello di visualizzazione e i componenti di funzionamento manuale come ruote e frizioni. Durante il processo di assemblaggio, è necessario seguire rigorosamente i requisiti del processo di assemblaggio, controllare l'autorizzazione di corrispondenza tra i componenti, utilizzare strumenti di serraggio e coppia adeguati per garantire la qualità del montaggio.

l Debug a macchina : Dopo l'assemblaggio, l'attuatore elettrico multi-turn è completamente debug. In primo luogo, il test delle prestazioni elettriche viene eseguito per verificare se la resistenza all'isolamento, la corrente di avvio, la corrente di esecuzione e altri parametri del motore soddisfano gli standard; quindi il test delle prestazioni di controllo viene eseguito per verificare se la velocità di risposta dell'attuatore, l'accuratezza del posizionamento, la direzione di azione, ecc. Sono corretti inserendo diversi segnali di controllo; Allo stesso tempo, il segnale di feedback del dispositivo di feedback della posizione viene testato per essere accurato e coerente con la posizione effettiva. Durante il processo di debug, i problemi riscontrati vengono adeguati e riparati in modo tempestivo per garantire che gli indicatori di prestazione dell'attuatore soddisfino i requisiti di progettazione.

3. Test e certificazione di qualità

l Ispezione di qualità : Gli attuatori elettrici a più virgole devono essere sottoposti a una stretta ispezione di qualità prima di lasciare la fabbrica, tra cui l'ispezione dell'aspetto, la misurazione dimensionale, i test delle prestazioni, ecc. L'ispezione dell'aspetto controlla principalmente se il guscio ha graffi, deformazione, spargimento di rivestimento e altri difetti; La misurazione dimensionale garantisce che le dimensioni di ciascun componente soddisfino i requisiti dei disegni di progettazione; I test delle prestazioni, oltre ai test di prestazioni elettrici e di controllo di sopra menzionati, includono anche il test dell'output di coppia dell'attuatore, il livello di protezione (come impermeabili, per le prestazioni a prova di esplosione), durata, ecc. Simulando l'ambiente di lavoro e le condizioni di lavoro effettive, l'attuatore è testato per un lungo periodo di controllo della sua affidabilità e stabilità in varie condizioni.

l Certificazione : Al fine di soddisfare le esigenze di diversi settori e mercati, gli attuatori elettrici multi-svolta devono ottenere certificazioni pertinenti, come la certificazione CE (in conformità con la sicurezza europea, la salute e gli standard ambientali), la certificazione UL (sottoscrizione di certificazioni, la certificazione per la certificazione esplosiva), come la certificazione per la certificazione esplosivi, le reflesso sono state sottoposte alla certificazione a prova di esplosione. Standard e specifiche internazionali o nazionali, e la competitività del mercato e il riconoscimento del prodotto sono migliorati.