電動執(zhí)行器簡介
電動執(zhí)行器又稱閥門電動裝置,，它是在不同行業(yè)領(lǐng)域的稱謂,，在工業(yè)管道閥門行業(yè)稱之為閥門電動裝置，在儀表行業(yè)稱之為電動執(zhí)行器,，但現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已沒有很明確的區(qū)分,，本文所涉及到的關(guān)于稱謂問題將統(tǒng)一稱之為電動執(zhí)行器。
閥 門在工業(yè)管路控制中是經(jīng)常使用的重要設(shè)備,，電動閥門隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,，因其動力源容易取得，且一般情況下無需維護的優(yōu)點,，比起氣動,、液動等不同驅(qū)動方 式的設(shè)備使用更為普遍。在工業(yè)場合電動閥門必需具有更高的可靠性和安全性,，當閥門能保證性能和壽命的情況下,，電動閥門的安全性與可靠性取決于電動執(zhí)行 器,，因此電動執(zhí)行器的性能,、控制水平是電動閥門整機技術(shù)水平的綜合表現(xiàn)。所以在電動執(zhí)行器選型時除必需考慮的一些基本要素外,，對其提出合理的技術(shù)要求才能 使電動閥門價值實現(xiàn)化,。
電 動執(zhí)行器的類型很多，不同類型和功能的電動執(zhí)行器與閥門配套后都可稱之為電動閥門,，但往往在設(shè)計,、選型的過程中只重視閥門的參數(shù)忽略或沒有明確電動執(zhí)行器 的相關(guān)要求，這樣不僅使電動閥門發(fā)揮不出的性能,，而且在安裝,、調(diào)試、使用過程中也會帶來不必要的麻煩,，甚至給生產(chǎn)造成嚴重的后果,。
本文將針對電動執(zhí)行器選型考慮的要點進行說明，并對目前智能電動執(zhí)行器的相關(guān)功能做簡單介紹,，它將是當今乃至將來工業(yè)自動化控制發(fā)展所需的主流產(chǎn)品,。
（一）電動執(zhí)行器選型考慮要點
一、根據(jù)閥門類型選擇電動執(zhí)行器
閥門的種類相當多,，工作原理也不太一樣,，一般以轉(zhuǎn)動閥板角度,、升降閥板等方式來實現(xiàn)啟閉控制，當與電動執(zhí)行器配套時首先應(yīng)根據(jù)閥門的類型選擇電動執(zhí)行器,。
1．角行程電動執(zhí)行器（轉(zhuǎn)角<360度）
電動執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動小于一周,，即小于360度，通常為90度就實現(xiàn)閥門的啟閉過程控制,。此類電動執(zhí)行器根據(jù)安裝接口方式的不同又分為直連式,、底座曲柄式兩種。
a)直連式：是指電動執(zhí)行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式,。
b)底座曲柄式：是指輸出軸通過曲柄與閥桿連接的形式,。
此類電動執(zhí)行器適用于蝶閥、球閥,、旋塞閥等,。
2．多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行器（轉(zhuǎn)角>360度）
電動執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動大于一周，即大于360度,，一般需多圈才能實現(xiàn)閥門的啟閉過程控制,。
此類電動執(zhí)行器適用于閘閥、截止閥等,。
3．直行程（直線運動）
電動執(zhí)行器輸出軸的運動為直線運動式,，不是轉(zhuǎn)動形式。
此類電動執(zhí)行器適用于單座調(diào)節(jié)閥,、雙座調(diào)節(jié)閥等,。
二、根據(jù)生產(chǎn)工藝控制要求確定電動執(zhí)行器的控制模式
電動執(zhí)行器的控制模式一般分為開關(guān)型（開環(huán)控制）和調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）兩大類,。
1．開關(guān)型（開環(huán)控制）
開關(guān)型電動執(zhí)行器一般實現(xiàn)對閥門的開或關(guān)控制,，閥門要么處于全開位置，要么處于全關(guān)位置,，此類閥門不需對介質(zhì)流量進行精確控制,。
特別值得一提的是開關(guān)型電動執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時必需對此做出說明,，不然經(jīng)常會發(fā)生在現(xiàn)場安裝時與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像,。
a)分體結(jié)構(gòu)（通常稱為普通型）：控制單元與電動執(zhí)行器分離，電動執(zhí)行器不能單獨實現(xiàn)對閥門的控制,，必需外加控制單元才能實現(xiàn)控制,，一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。
此結(jié)構(gòu)的缺點是不便于系統(tǒng)整體安裝,，增加接線及安裝費用,，且容易出現(xiàn)故障，當故障發(fā)生時不便于診斷和維修，性價比不理想,。
b)一體化結(jié)構(gòu)（通常稱為整體型）：控制單元與電動執(zhí)行器封裝成一體,，無需外配控制單元即可現(xiàn)實就地操作，遠程只需輸出相關(guān)控制信息就可對其進行操作,。
此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是方便系統(tǒng)整體安裝,，減少接線及安裝費用，容易診斷并排除故障,。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方,，所以產(chǎn)生了智能電動執(zhí)行器，關(guān)于智能電動執(zhí)行器后面將再做說明,。
2．調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器不僅具有開關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)的功能,，它還能對閥門進行精確控制，從而精確調(diào)節(jié)介質(zhì)流量,。因篇幅有限其工作原理在此不作詳細說明,。下面就調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器選型時需注明的參數(shù)做簡要說明。
a)控制信號類型（電流,、電壓）
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器控制信號一般有電流信號(4～20mA,、0～10mA)或電壓信號(0～5V、1～5V),，選型時需明確其控制信號類型及參數(shù),。
b)工作形式（電開型、電關(guān)型）
調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行器工作方式一般為電開型（以4～20mA的控制為例,，電開型是指4mA信號對應(yīng)的是閥關(guān),，20mA對應(yīng)的是閥開），另一種為電關(guān)型（以 4-20mA的控制為例,，電開型是指4mA信號對應(yīng)的是閥開,，20mA對應(yīng)的是閥關(guān)）,。一般情況下選型需明確工作形式,，很多產(chǎn)品在出廠后并不能進行修改，奧美閥控生產(chǎn)的智能型電動執(zhí)行器可以通過現(xiàn)場設(shè)定隨時修改,。
c)失信號保護
失信號保護是指因線路等故障造成控制信號丟失時,，電動執(zhí)行器將控制閥門啟閉到設(shè)定的保護值，常見的保護值為全開,、全關(guān),、保持原位三種情況，且出廠后不易修改,。奧美閥控生產(chǎn)的智能電動執(zhí)行器可以通過現(xiàn)場設(shè)定進行靈活修改,，并可設(shè)定任意位置（0~）為保護值。
三、根據(jù)閥門所需的扭力確定電動執(zhí)行器的輸出扭力
閥 門啟閉所需的扭力決定著電動執(zhí)行器選擇多大的輸出扭力,，一般由使用者提出或閥門廠家自行選配,，做為執(zhí)行器廠家只對執(zhí)行器的輸出扭力負責，閥門正常啟閉所需 的扭力由閥門口徑大小,、工作壓力等因素決定,，但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區(qū)別,，所以不同廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門所需扭力也有所區(qū)別,，即使是同個閥 門廠家生產(chǎn)的同規(guī)格閥門扭力也有所差別，當選型時執(zhí)行器的扭力選擇太小就會造成無法正常啟閉閥門,，因此電動執(zhí)行器必需選擇一個合理的扭力范圍,。
四、根據(jù)所選電動執(zhí)行器確定電氣參數(shù)
因不同執(zhí)行器廠家的電氣參數(shù)有所差別,，所以設(shè)計選型時一般都需確定其電氣參數(shù),，主要有電機功率、額定電流,、二次控制回路電壓等,，往往在這方面的疏忽，結(jié)果控制系統(tǒng)與電動執(zhí)行器參數(shù)不匹配造成工作時空開跳閘,、保險絲熔斷,、熱過載繼電器保護起跳等故障現(xiàn)像。
五,、根據(jù)使用場合選擇外殼防護等級,、防爆等級
1．外殼防護等級
外殼防護等級是指電動執(zhí)行器的殼體防外物、防水等級,，以字母IP后加兩位數(shù)表示,，位由1～6表示防外物等級，第二位由1～8表示防水等級,。
位數(shù)字代表的防外物等級
數(shù)字 防 護 等 級
簡 要 說 明 型號含義
0 無防護 省略不標該防護特征時,，無專門的防護。
1 防護直徑＞50mm的固體 能防止直徑超過50mm的固體異物進入殼體內(nèi),，人體某一大面積部分如手(但對有意識的接觸并無防護),。
2 防護直徑＞12.5mm的固體 能防止手指或類似物，直徑超過12mm長度不超過80mm的固體異物進入殼體內(nèi),。
3 防護直徑＞2.5mm的固體 能防止直徑大于2.5mm的工具,、電線等異物進入殼體內(nèi)。
4 防護直徑＞1.0mm的固體 能防止直徑大于1mm的固體異物進入殼體內(nèi),。
5 防塵 不能完全防止塵埃進入殼體內(nèi),，但進入量不足達到妨礙設(shè)備正常運行,。
6 塵密 無塵埃進入
第二位數(shù)字代表的防水等級
數(shù)字 防 護 等 級
簡 要 說 明 定 義
0 無防護 省略不標該防護特征時，無專門的防護,。
1 防滴 垂直滴水無有害影響,。
2 15°防滴 設(shè)備與垂直線成15°角以內(nèi)時，垂直滴水無有害影響,。
3 防淋水 與垂直線成60°以內(nèi)的淋水無有害影響,。
4 防濺水 任何方向濺水無有害影響。
5 防噴水 任何方向沖水無有害影響,。
6 防海浪 猛烈海浪或強烈噴水時進入外殼水量不至于達到有害影響,。
7 防浸水 浸入在規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定的時間后，進入外殼水量不至于達到有害影響,。
8 防潛水 能按制造廠規(guī)定的條件長期潛水,，其技術(shù)條件由制造廠規(guī)定。
2．防爆等級
在可能出現(xiàn)爆炸性氣體,、蒸汽,、液體、可燃性粉塵等而引起火災(zāi)或爆炸危險的場所時,，必需對電動執(zhí)行器提出防爆要求,，根據(jù)不同的應(yīng)用區(qū)域選擇防爆形式和類別。防爆等級可通過防爆標志EX及防爆內(nèi)容來表示（參考《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》GB3836－2000）,。
防爆標志內(nèi)容包括：防爆型式+設(shè)備類別+（氣體組別）+溫度組別
防爆型式：根據(jù)所采取的防爆措施,，可分為本質(zhì)安全型、隔爆型,、增安型,、正壓型、澆封型,、充砂型等,。它們的標識如下表三。
防爆形式及標志
防爆型式 防爆型式標志 防爆型式防爆型式標志
本質(zhì)安全型 Exi 隔爆型 Exd
充砂型 E x q 增安型 Exe
澆封型 E x m 正壓型 Exp
b)設(shè)備類別：
設(shè)備類別
I 類 煤礦井下用電氣設(shè)備,。
II 類 除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備,。
II類隔爆型“Exd”和本質(zhì)安全型“Exi”電氣設(shè)備按其適用于爆炸性氣體混合物的試驗安全間隙或最小點燃電流比，進一步分為又分為IIA,、IIB,、和IIC類,其它們之間的關(guān)系如下表五：
氣體組別
氣體組別 試驗安全間隙MESG (mm) 最小點燃電流比MICR
IIA MESG≥0.9 MICR＞0.8
IIB 0.9＞MESG＞0.5 0.8≥MICR≥0.45
IIC 0.5≥MESG 0.45＞MICR
c)溫度類別：
電氣設(shè)備按其表面溫度分為T1～T6組，使得對應(yīng)的T1～T6組的電氣設(shè)備的表面溫度不能超過對應(yīng)的溫度組別的允許值,。溫度組別、設(shè)備表面溫度和可燃性氣體或蒸汽的引燃溫度之間的關(guān)系如下表六：
溫度組別
溫度級別 設(shè)備的表面溫度T 可燃性物質(zhì)的點燃溫度
T1 450℃ T>450℃
T2 300℃ 450℃≥T＞300℃
T3 200℃ 300℃≥T＞200℃
T4 135℃ 200℃≥T＞135℃
T5 100℃ 135℃≥T＞100℃
T6 85℃ 100℃≥T＞85℃