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    淺談電動執行器過力矩保護的發展

    2021-09-09 18:10:23

    淺談電動執行器過力矩保護的發展

    電動執行器作為工業過程控制系統中一個十分重要的現場驅動裝置,廣泛應用于電力、冶金、石油、化工等行業。在流體控制中如閥門在運轉中出現問題,就會在電動執行器中體現出來。所以它還擁有一個身份——“閥門的保護者”,其作用就體現在對閥門的正常使用的監測,其中很重要的一點就是過力矩保護。

    顧名思義,過力矩保護就是指電動執行器在運行過程中一旦出現負載轉矩超過允許的數值,應立即切斷電源或者發出報警信號,進而停止電機的轉動,以達到保護閥門同時保護執行器自身的目的。

    作為現場儀表的一種,電動執行器的價值更多地體現在穩定性、可靠性和控制精度上。隨著技術的發展,對執行器的要求早已超越了運轉的穩定和可靠,對控制精度的要求越來越高,而過力矩保護在控制精度中占有為重要的位置。在我國,電動執行器發展相對較晚,在過力矩保護方面就體現得更為明顯。我們姑且把發展階段按過力矩的發展狀況分為三個階段:機械控制過力矩階段、傳感器控制過力矩前期、傳感器控制過力矩后期。在各項技術發展飛速的今天,我們的過力矩保護將走向何方呢?





    天津伯納德電動執行器



    1 機械控制過力矩階段

    我國從六十年代末七十年代初開始仿制前蘇聯的電動執行器,經過二十年緩慢發展,到八十年代生產出DKJ型角行程、DKZ型直行程電動執行器(我國生產的電動執行器)。那個時候電動執行器在我國尚在推廣之中,僅僅用來在特殊環境下代替人工作業,更談不上過力矩保護功能,只能依靠設計時電機的功率來保證對力矩的控制。后來引進伯納德電動執行器的技術,出現了早的過力矩保護,其控制方式就是機械控制過力矩方式(后文介紹和分析的是在此基礎上加以改進的控制過力矩方式)。這種方式的主要部件是力矩簧、傳動件、行星內齒圈、力矩微動開關。

    1.1 控制原理

    電動執行器帶負載運行,與電機連接的行星內齒圈隨著轉矩的傳遞,根據傳遞轉矩的大小,軸側力出現微小的偏轉,偏轉的幅度幾乎與負載所產生的轉矩大小成正比(具體計算在這里省略)。

    所以一旦負載超過允許的很大值,撥動裝在內齒輪外沿上的裝有平衡正向和反向兩個轉矩的兩個螺旋圓柱彈簧(簡稱力矩簧組件)的傳動件,使力矩簧組件整體左右移動。當過力矩時,傳動件帶動連桿觸動該方向上的力矩微動開關動作,產生瞬時電信號。在這里就有一個問題,如果電動執行器過力矩只報警一下,那就根本無法符合實際運轉要求,故要借助控制電路板中專用的繼電器來協助完成,從而使電動執行器停止運轉。

    1.2 控制精度

    控制精度一般在百分之10到百分之25之間,而且隨著負載的轉矩的變小,變得越來越差。

    這種過力矩保護方式是電動執行器發展到目前為止的機械控制過力矩方式,與電氣控制部分、電機、減速器部分有機結合和連接。


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    我公司專注生產羅托克系列執行器 引進英國羅托克技術,引進法國伯納德技術秉,承“顧客至上,銳意進取”的經營理念。

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