Multi-Turn Electric Actuator: Principle, Toepassing

Op het gebied van moderne industriële automatisering, Multi-turn elektrische actuators , als een belangrijk rijapparaat, speel een onmisbare rol. Ze kunnen elektrische energie efficiënt omzetten in mechanische rotatie, de werking van verschillende apparatuur nauwkeurig regelen en worden veel gebruikt in vele industrieën zoals energie, chemische industrie en waterbehoud. Met de voortdurende vooruitgang van technologie hebben multi-turn elektrische actuatoren aanzienlijke verbeteringen in prestaties, functie en intelligentie bereikt, waardoor een sterke garantie wordt geboden voor de efficiënte, nauwkeurige en veilige werking van industriële productie.

Wat is Een elektrische actuator met meerdere turn?

Een elektrische actuator met meerdere turn is een automatisch bedieningsapparaat dat elektrische energie kan omzetten in multi-turn rotatiebewegingsuitgang. Het wordt voornamelijk gebruikt om apparatuur aan te sturen die meerdere rotatiebeurten vereist om volledige opening, volledige afsluitende van precieze aanpassing te bereiken. De meest voorkomende applicatieobjecten zijn verschillende kleppen, zoals poortkleppen, stopkleppen, plunjerkleppen, enz. In tegenstelling tot gedeeltelijke elektrische actuatoren die slechts 90 graden kunnen bereiken van minder dan 360 graden rotatie, kunnen multi-turn elektrische actuatoren een continue rotatie van meerdere beurten bereiken (meestal meer dan 1 beurt), waardoor de behoeften van sommige apparatuur voor grote beroerte en een groot deel van de grootte van de grote beroerte kunnen worden bereikt.

Werkprincipe van Multi-Turn Electric Actuator

Het werkende principe van Multi-Turn Electric Actuator is gebaseerd op de gecoördineerde werking van motoraandrijving en mechanische transmissie. Neem de gemeenschappelijke multi-turn elektrische actuator op basis van driefasige asynchrone motor als voorbeeld:

l Power Input : Wanneer het vermogen wordt ingeschakeld, begint de driefasige asynchrone motor te draaien en voert ze snel roterende mechanische energie uit. De rotatiesnelheid van de motor is meestal hoog, in het algemeen tussen enkele honderden duizenden omwentelingen per minuut, maar het uitgangskoppel is relatief klein.

l Reductieaandrijving : Aangezien het openen en sluiten van apparatuur zoals kleppen een groot koppel en een lage snelheid vereist, is een reductiemechanisme nodig om overeen te komen met de uitgangskenmerken van de motor. Het reductiemechanisme bestaat in het algemeen uit wormwielen, tandwielsets en andere componenten. De snelle rotatie van de motor wordt overgedragen door de wormwiel- van tandwielset en de snelheid wordt geleidelijk verlaagd, terwijl het koppel wordt verhoogd volgens de transmissieverhouding. Via de wormwieloverbrenging kan de hoge snelheid en lage-torque-uitgang van de motor bijvoorbeeld worden omgezet in een lage snelheid en hoog-torque-uitgang van de uitgangsas, zodat de uitgangsas de klep met een geschikte snelheid en koppel kan aandrijven.

l Werking van het besturingsgedeelte : De besturingssectie is de kern van de elektrische actuator met meerdere turn. Het ontvangt bedieningssignalen van het besturingssysteem, zoals 4-20 mA stroomsignalen, 0-10V spanningssignalen van digitale communicatiesignalen. Deze signalen vertegenwoordigen de opdrachtvereisten voor de uitvoerpositie of actie van de actuator. Het besturingsgedeelte vergelijkt het ontvangen besturingssignaal met het werkelijke positiesignaal dat wordt teruggevoerd door het interne positie feedback -apparaat van de actuator en genereert bedieningsinstructies op basis van de vergelijkingsresultaten om de voorwaartse, omgekeerde of stop van de motor te regelen. Wanneer het besturingssignaal bijvoorbeeld de klepopening vereist om te stijgen, als de werkelijke klepopening kleiner is dan de ingestelde waarde, regelt de besturingssectie de motor om naar voren te draaien, waardoor de klep in de richting van het verhogen van de opening drijft; Wanneer de daadwerkelijke klepopening de ingestelde waarde bereikt, regelt het besturingssectie de motor om te stoppen met hardlopen.

l Posities feedback : Om het besturingssysteem de loopstatus van de apparatuur in realtime te laten weten, is de Multi-Turn Electric Actuator uitgerust met een positiefeedback-apparaat. Gemeenschappelijke positie feedback -apparaten omvatten potentiometers, encoders, enz. Wanneer de uitgangsas van de actuator de apparatuur (zoals een klep) aandrijft om te roteren, zullen de componenten van het positie feedbackapparaat ook synchroon draaien, de werkelijke positie van de apparatuur omzetten in een elektrisch signaal of digitaal signaal om terug te voeren naar het besturingsonderdeel of het externe besturingssysteem. Door positiefeedback kan het besturingssysteem de opening van de apparatuur nauwkeurig begrijpen en precieze controle en monitoring van de apparatuur realiseren.

Classificatie of Multi-turn elektrische actuators

1. Classificatie per aandrijfmotortype

l Type AC Motoraandrijving : De meest gebruikte, gemeenschappelijke, zijn driefasige acchrone motoren en eenfase AC-motoren. Driefasige AC-asynchrone motoren hebben de voordelen van eenvoudige structuur, betrouwbare werking, lage kosten en hoog uitgangsvermogen. Ze zijn geschikt voor gelegenheden met eisen van hoge uitgangskoppel en grote belastingen, zoals de aandrijving van grote industriële kleppen. Eenfase AC-motoren worden vaak gebruikt in sommige kleine multi-turn elektrische actuatoren, geschikt voor toepassingsscenario's met lage stroom- en lage stroomvereisten, zoals kleine klepregeling in civiele gebouwen.

l DC Motor aangedreven type : DC -motoren hebben een goede snelheidsreguleringsprestaties en kunnen relatief nauwkeurige snelheidsregeling bereiken. In sommige gevallen waar de nauwkeurigheid van de actuatorsnelheidsregulering hoog is en frequente start- en stop- of voorwaartse en omgekeerde rotatie vereist is, hebben multi-turn elektrische actuatoren aangedreven door DC-motoren voordelen. Bijvoorbeeld, in sommige experimentele apparatuur of kleine industriële systemen met extreem hoge stromingscontrole-nauwkeurigheidsvereisten, kunnen multi-turn elektrische actuatoren aangedreven door DC-motoren worden gebruikt. De nadelen zijn dat het moet worden uitgerust met een DC -voeding, de kosten zijn relatief hoog en de onderhoudsvereisten van de motor zijn relatief hoog.

l Stappermotor aangedreven type : Stappermotoren kunnen elektrische pulssignalen omzetten in hoekverplaatsing. Elke keer dat een pulssignaal wordt ontvangen, roteert de motor een vaste hoek, namelijk de staphoek. Met deze eigenschap kunnen multi-turn elektrische actuatoren die door stappenmotoren worden aangedreven, een hoge positioneringsnauwkeurigheid hebben en nauwkeurige positiecontrole bereiken. Multi-turn elektrische actuatoren aangedreven door stappenmotoren worden in sommige gelegenheden gebruikt die een extreem hoge positioneringsnauwkeurigheid van de klepopening vereisen, zoals de productie van halfgeleiders, een precisiechemische industrie en andere industrieën. Hun uitgangskoppel is echter relatief klein en hun bedrijfssnelheid is ook onderworpen aan bepaalde beperkingen.

l Servomotor aangedreven type : Servo -motoren hebben de voordelen van snelle responssnelheid, hoge controle -nauwkeurigheid en sterke overbelastingscapaciteit. Multi-turn-elektrische actuatoren aangedreven door servo-motoren kunnen snel en nauwkeurig op besturingssignalen reageren en een hoge snelheidscontrole van kleppen en andere apparatuur bereiken. In sommige gevallen zijn de dynamische prestaties van de actuator extreem hoog, zoals de regeling van high-speed schakelkleppen en de snelle actie-uitvoering in geautomatiseerde productielijnen, multi-turn elektrische actuatoren aangedreven door servo-motoren presteren goed. Hun kosten zijn echter relatief hoog en het besturingssysteem is relatief complex.

2. Classificatie door controlemethode

l Open-lus controletype : Na ontvangst van het besturingssignaal drijft de Multi-Turn Electric Actuator met open-loop-controle de motor aan om te werken volgens het vooraf ingestelde programma om de overeenkomstige actie te voltooien, zoals het openen of sluiten van de klep. Het heeft niet de functie van feedbackdetectie en correctie van het werkelijke uitvoeringsresultaat. De controlewetgeving hangt voornamelijk af van de nauwkeurigheid van het motor- en transmissiemechanisme en de vooraf ingestelde controleparameters. Deze controlemethode heeft een eenvoudige structuur en lage kosten. Het is voor sommige gelegenheden geschikt met lage controle -nauwkeurigheidsvereisten, relatief stabiele werkomgeving en kleine belastingveranderingen, zoals klepregeling in sommige eenvoudige ventilatiesystemen.

l Gesloten lus controletype : De gesloten-lusgestuurde multi-turn elektrische actuator detecteert de uitvoerpositie van de actuator in realtime via het positie feedback-apparaat en voedt het positiesignaal terug naar de controller. De controller vergelijkt het feedbacksignaal met het invoerbesturingssignaal en past de werking van de motor aan volgens het vergelijkingsresultaat om ervoor te zorgen dat de uitgangspositie van de actuator consistent is met de positie die het besturingssignaal vereist. Deze controlemethode kan de controle -nauwkeurigheid effectief verbeteren, zich aanpassen aan verschillende complexe werkomgevingen en belastingsveranderingen en wordt veel gebruikt in industriële automatiseringsvelden met hoge controle -nauwkeurigheidsvereisten, zoals stromingsregelklepregeling bij de chemische productie, klepregeling in stroomsystemen, enz.

Functies of Multi-turn elektrische actuators

l Hoge nauwkeurigheidscontrole : Via geavanceerde besturingsalgoritmen en precieze positiefeedbackapparaten kunnen elektrische actuatoren met meerdere turn zeer nauwkeurige controle van de klepopening of de apparatuurpositie bereiken, met een controle-nauwkeurigheid van ± 0,1% of zelfs hoger. Dit maakt een nauwkeurige aanpassing van de middelgrote stroom, druk en andere parameters mogelijk tijdens de industriële productie, waardoor de stabiliteit van het productieproces en de consistentie van de productkwaliteit worden gewaarborgd.

l Grote koppeluitgang : Het reductiemechanisme uitgerust met de multi-turn elektrische actuator kan de high-speed- en lage-torque-uitgang van de motor omzetten in de lage snelheid en hoge kookuitgang van de uitgangsas. Het output koppelbereik kan zijn van tientallen Newton -meters tot tienduizenden Newton -meters, die kunnen voldoen aan de rijvereisten van kleppen en andere apparatuur van verschillende specificaties en typen, en is vooral geschikt voor het besturen van grote en zware kleppen.

l Snelle responssnelheid : Na ontvangst van het besturingssignaal kan de elektrische actuator met meerdere turn snel reageren, de motor drijven om snel te starten, te stoppen of van richting te veranderen en de snelle werking van de apparatuur te realiseren. Voor sommige kleppen die snel moeten worden geopend en gesloten, zoals noodafsluitingskleppen, kan de elektrische actuator met meerdere turn de opening of het sluiten van de klep in korte tijd voltooien om de veiligheid van het productieproces te waarborgen.

l Hoge betrouwbaarheid : Multi-turn elektrische actuatoren gebruiken volwassen motortechnologie en betrouwbare mechanische transmissiecomponenten. Na strikte kwaliteitsinspectie en duurzaamheidstests hebben ze een hoge betrouwbaarheid en stabiliteit. Onder normale werkomstandigheden kan hun gemiddelde tijd tussen storingen (MTBF) duizenden of zelfs tienduizenden uren bereiken, het onderhoud van apparatuur en downtime verminderen en de productie -efficiëntie verbeteren.

l Hoge mate van intelligentie : Moderne elektrische actuatoren met meerdere turn zijn meestal uitgerust met intelligente controllers, die functies hebben zoals gegevenscommunicatie, foutdiagnose, zelfbescherming en afstandsbediening. Door middel van communicatie -interfaces (zoals RS485, Modbus, Profibus, enz.), Kunnen gegevens worden uitgewisseld met het bovenste besturingssysteem om monitoring en bediening op afstand te bereiken. Tegelijkertijd kan de intelligente controller de bedrijfsstatus van de actuator in realtime controleren, parameters analyseren zoals motorstroom, temperatuur, positie, enz., Fouten detecteren en diagnosticeren, en overeenkomstige beschermingsmaatregelen nemen, zoals overstroombescherming, oververhitting bescherming, overbelastingsbescherming, overbelastingsbeveiliging, enz., Om de veiligheid en betrouwbaarheid van de apparatuur te verbeteren.

l Sterk aanpassingsvermogen : Multi-turn-elektrische actuatoren kunnen worden aangepast volgens verschillende werkomgevingen en toepassingsvereisten, zoals explosieverdicht, waterdicht, stofbestendig, enz. Explosieverdichte elektrische actuatoren met meerdere turn kunnen veilig werken in brandbare en explosieve gevaarlijke omgevingen en worden veel gebruikt in industrieën zoals petroleum, chemisch en natuurlijke gas; Waterdichte en stofveilige multi-turn elektrische actuatoren zijn geschikt voor vochtige, stoffige en andere harde omgevingen, zoals rioolwaterzuiveringsinstallaties, mijnen en andere plaatsen.

Toepassingsgebieden of Multi-turn elektrische actuators

1. Energie -industrie

l Olie en gas : In het proces van olie- en gaswinning, transport en verwerking worden elektrische actuatoren met meerdere turn veel gebruikt om verschillende kleppen te regelen. In Wellhead -apparaten worden ze bijvoorbeeld gebruikt om de opening en sluiting van kerstboomkleppen te regelen om nauwkeurige regulering van olie- en gaswinning te bereiken; Op olie- en gaspijpleidingen regelen ze poortkleppen, stopkleppen, enz. Om de veilige werking en stroomregeling van pijpleidingen te waarborgen; In raffinaderijen en aardgasverwerkingsfabrieken worden ze gebruikt om verschillende procesventen te regelen om geautomatiseerde controle van olie- en gasscheiding, zuivering en andere procesprocessen te bereiken.

l Elektriciteit : Multi-Turn-elektrische actuatoren spelen een belangrijke rol in stroomproductievelden zoals thermische stroomopwekking, het genereren van waterkracht en het genereren van kernkracht. In thermische energiecentrales worden ze gebruikt om de voedingsklep van de ketel, de stoomklep, de branderdemper, enz. Te regelen om een precieze controle van het verbrandingsproces van de ketel, de stoomstroom en het waterniveau te bereiken en de stabiele werking van de generatorset te waarborgen; In waterkrachtplanten worden ze gebruikt om de opening van de geleider te regelen en de waterinlaatklep van de turbine te regelen, de output van de turbine aan te passen en controle van de stroomopwekking te bereiken; In kerncentrales worden ze gebruikt om de koelvloeistofklep en veiligheidsklep van de kernreactor te regelen en de veilige en stabiele werking van de kerncentrale te waarborgen.

2. Chemische industrie

Het chemische productieproces omvat veel complexe chemische reacties en materiaaltransport, wat een extreem hoge controle -nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van kleppen vereist. Multi-turn elektrische actuatoren worden op grote schaal gebruikt in verschillende verbindingen van de chemische productie, zoals grondstoftransport, reactieprocescontrole, productscheiding en zuivering, enz. Bijvoorbeeld, in een chemische reactor, wordt de opening van de voedingsklep en de ontladingsklep geregeld om de stroomsnelheid en reactietijd van de reactiematerialen te garanderen om de gladde voortgang van de chemische reactie te garanderen; In een destillatietoren worden de refluxklep en de ontladingsklep geregeld om een precieze controle van het destillatieproces te bereiken en de zuiverheid en kwaliteit van het product te verbeteren.

3. Water conservatorium industrie

In waterbeschermingsprojecten worden multi-turn elektrische actuatoren gebruikt om verschillende hydraulische kleppen te regelen, zoals overstromingsafvoerpoortkleppen van dammen, waterafleidingskleppen in irrigatiesystemen, sluisgoorten en stopkleppen in stedelijke watervoorzieningssystemen, enz. Door precieze controle van deze kleppen, redelijke toewijzing van waterbronnen, overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromingscontrole en droge overstromings- en droge van de stedelijke watervoorziening. Voordat een overstroming bijvoorbeeld komt, kan de klep van de overstromingspoort snel worden geopend door de elektrische actuator met meerdere turn op afstand te regelen om de overstroming tijdig af te voeren en de veiligheid van de dam- en stroomafwaartse gebieden te waarborgen; In het irrigatieseizoen kan de opening van de waterafleidingsklep nauwkeurig worden aangepast aan de vraag naar water van de landbouwgrond om een efficiënt gebruik van watervoorraden te bereiken.

4. Metallurgisch Industrie

In het proces van metallurgische productie is het noodzakelijk om hoge temperatuur-, hogedruk- en zeer corrosieve media te beheersen. Multi-Turn-elektrische actuatoren zijn geschikt voor verschillende harde omgevingen in de metallurgische industrie en worden gebruikt om de hotluchtkleppen, gaskleppen, zuurstoflancetilkleppen van staalmakingsconverters te regelen, enz. Door de precieze controle van deze kleppen, stabiele controle van parameters zoals temperatuur, druk en stroming in het metallurgische productieproces, kan de productie van de productie-efficiëntie en productkwaliteit worden verbeterd, terwijl de productie van het productiekwaliteit wordt verbeterd en de veiligheid van het productie van het productiekwaliteit kan worden bereikt en de veiligheid van de productie van het productiekwaliteit en de productiekwaliteit kan worden verbeterd en de veiligheid van de productie van het productiekwaliteit kan worden bereikt en de veiligheid van de productie van het productiekwaliteit kan worden bereikt en de veiligheid van de productie van het productiekwaliteit kan worden bereikt en de veiligheid van de productie van het productiekwaliteit kan worden bereikt, terwijl de productie van het productiekwaliteit is.

5. Bouw en gemeentelijke engineering

Op het gebied van constructie en gemeentelijke engineering worden multi-turn elektrische actuatoren gebruikt om kleppen te regelen in het verwarmings-, ventilatie- en airconditioning-systeem (HVAC) -systeem in gebouwen, zoals het reguleren van kleppen, frisse luchtkleppen, enz., Om een automatische aanpassing van de binnentemperatuur, de luchtkwaliteit en de luchtkwaliteit te verbeteren, en het comfort en de energie-efficiëntie van de gebouwen te verbeteren. In gemeentelijke watervoorziening en rioolwaterzuiveringssystemen worden multi-turn elektrische actuatoren gebruikt om sluisdoorten, terugslagkleppen, regulerende kleppen, etc. te regelen om de veiligheid van stedelijke watervoorziening en de normale werking van rioleringsbehandeling te waarborgen.

Productietechnologie of Multi-turn elektrische actuators

1. Onderdelenverwerking

l Motorproductie : Kies het juiste motorontwerp volgens verschillende motortypes (zoals AC -motoren, DC -motoren, stappenmotoren, servo -motoren). Voor AC -motoren is het noodzakelijk om processen uit te voeren zoals stator core ponsen, wikkeling en insert, en rotorproductie; Voor DC -motoren is het ook noodzakelijk om de commutator te produceren en het penseelapparaat te installeren. Tijdens het motorische productieproces zijn er strikte vereisten voor de materiaalselectie van de kern-, ponsnauwkeurigheid en isolatiebehandeling van de wikkeling om de prestaties en betrouwbaarheid van de motor te waarborgen.

l Verwerking van reductiemechanisme : De belangrijkste onderdelen van het reductiemechanisme, zoals wormwielen, wormschachten, tandwielen, enz., Worden meestal verwerkt met hoogwaardige metalen materialen (zoals legeringsstaal, koperen legering, enz.). Wormwielen en wormschachten worden in het algemeen vervaardigd door draaien, frezen, slijpen en andere processen om hun tandprofielnauwkeurigheid en oppervlakteruwheid te garanderen; Gears worden verwerkt door middel van hobbing, vormgeven, scheren en andere processen en warmtebehandeling (zoals blussen, temperen, enz.) Is vereist om de hardheid en slijtvastheid van de tandwielen te verbeteren.

l Productie van huisvesting en andere onderdelen : De behuizing van elektrische actuatoren met meerdere turn wordt over het algemeen vervaardigd door het verwerken van giet- of plaatmetaal. Het gietproces kan zandgieten, die casting en andere methoden gebruiken om behuizingen met complexe vormen te produceren; De verwerking van plaatmetalen maakt gebruik van afschuifbaarheid, buiging, lassen en andere processen om compacte behuizingen te produceren. Bovendien is het ook noodzakelijk om verschillende standaardonderdelen te verwerken en te produceren, zoals schachten, toetsen, moeren en niet-standaardonderdelen, zoals montagebeugels voor positiefeedbackapparaten (zoals potentiometers en encoders).

2. Vergadering en inbedrijfstelling

l Componentassemblage : Samen eerst de verwerkte motor en het reductiemechanisme om ervoor te zorgen dat de motoruitgangsas en de ingangsas van het reductiemechanisme nauwkeurig zijn verbonden en de concentriciteit voldoet aan de vereisten. Installeer vervolgens het positie feedback -apparaat en sluit het aan op de uitvoeras of transmissiecomponent van de actuator om de nauwkeurigheid van de positiefeedback te waarborgen. Installeer vervolgens elektrische componenten zoals de besturingscircuit, terminalblokken, displaypaneel en handmatige werkingcomponenten zoals handwiel en klauwen. Tijdens het assemblageproces is het noodzakelijk om de vereisten van de assemblageproces strikt te volgen, de bijpassende klaring tussen de componenten te regelen, geschikte aanscherpingstools en koppel te gebruiken om de assemblagekwaliteit te garanderen.

l Debuggen van de machine : Na de montage is de Multi-Turn Electric Actuator volledig foutopsporing. Eerst wordt de elektrische prestatietest uitgevoerd om te controleren of de isolatieweerstand, startstroom, het uitvoeren van stroom en andere parameters van de motor voldoen aan de normen; Vervolgens wordt de besturingsprestatietest uitgevoerd om te controleren of de reactiesnelheid van de actuator, positioneringsnauwkeurigheid, actierichting, enz. Geschikt zijn door verschillende besturingssignalen in te voeren; Tegelijkertijd wordt het feedbacksignaal van het positie feedback -apparaat getest om nauwkeurig en consistent te zijn met de werkelijke positie. Tijdens het foutopsporingsproces worden de gevonden problemen tijdig aangepast en gerepareerd om ervoor te zorgen dat de prestatie -indicatoren van de actuator voldoen aan de ontwerpvereisten.

3. Kwaliteitstesten en certificering

l Kwaliteitsinspectie : Multi-turn-elektrische actuatoren moeten strikte kwaliteitsinspectie ondergaan voordat de fabriek wordt verlaten, inclusief inspectie in de uiterlijk, dimensionale metingen, prestatietests, enz. Uiterlijk inspectie controleert voornamelijk of de schaal krassen, vervorming, coatingafscheiding en andere defecten heeft; Dimensionale meting zorgt ervoor dat de afmetingen van elke component voldoen aan de vereisten van de ontwerptekeningen; Prestatietests, naast de bovengenoemde elektrische prestaties en besturingsprestatietests, omvatten ook het testen van het koppeluitgang van de actuator, beschermingsniveau (zoals waterdicht, stofdicht, explosieverdichte prestaties), duurzaamheid, enz. Door de werkelijke werkomgeving en werkomstandigheden te simuleren, wordt de actuator getest voor een lange tijd om de betrouwbaarheid en stabiliteit onder verschillende omstandigheden te controleren.

l Certificering : Om te voldoen aan de behoeften van verschillende industrieën en markten, moeten Multi-Turn Electric Actuators relevante certificeringen verkrijgen, zoals CE-certificering (in overeenstemming met Europese veiligheid, gezondheids- en milieunormen), UL-certificering (Underwriters Laboratories Certification), explosie-proof certificering (zoals ex-certificering (zoals externe internationale of explosie, enz. Binnenlandse normen en specificaties, en het concurrentievermogen en de erkenning van het product zijn verbeterd.