電動閥門執行器設計

角行程閥門電動執行器是一種旋轉電動閥門執行器。電動旋轉執行器將電能轉化為旋轉力，因此直角回轉電動執行器只能轉動 90 度。電動機產生扭矩，該扭矩通過輸出驅動傳遞以轉動閥門。電機電壓選項為 AC（交流電）、DC（直流電），或者它們能夠在任何一個上運行。電機安裝在堅固、緊湊的外殼中，外殼還包含執行器的其他組件，例如齒輪、限位開關、接線等。整個組件通過兼容的連接接口（例如 ISO 5211 標準）連接到閥門。

扭轉力矩

直角回轉閥需要旋轉90°才能完全打開或關閉。要轉動閥門，需要扭矩(線性力的旋轉當量)。電動執行器產生扭矩并將其傳遞到輸出軸，然后輸出軸連接到閥桿或閥門軸。這反過來旋轉閥的球或閥板，打開或關閉節流孔，以允許流體通過或阻止流體流動。執行器產生的扭矩取決于其傳動裝置和電機容量。電機容量(扭矩)是執行機構的一個重要規格，因為它需要高于閥門所需的扭矩，以保證它能開啟和關閉閥門。通常，啟動扭矩被指定為閥門所需的扭矩，因為這是旋轉閥門所需的最高扭矩。
起動轉矩

當閥門處于開啟或關閉位置時，離開這些位置所需的扭矩稱為啟動扭矩。換句話說，這是最初從靜止位置移動閥門所需的扭矩量。一般來說，起動轉矩高于運行轉矩。例如，一般球閥的啟動扭矩比其運行扭矩高30%左右。啟動力矩大，因為來自靜止位置，介質會在球腔內積聚，和/或介質會劃傷閥座，造成摩擦力增大等。合適的角行程閥門致動器應該產生高于閥門啟動扭矩的扭矩。
響應時間

響應時間是致動器將閥門旋轉90度(即發出命令后完全打開或關閉閥門)所需的時間。執行器的轉速和扭矩一樣，與其傳動裝置和電機的功率有關。執行機構的扭矩與速度直接相關，因為扭矩與速度成反比。這種關系受齒輪排列的影響。對于給定的致動器電機容量，較高的齒輪比將比較低的齒輪比產生更大的扭矩和更慢的響應時間。因此，如果響應時間是一個關鍵的應用規格，它需要與扭矩規格要求一起考慮。
控制方式

常見的電動閥門執行機構有2點控制(通常稱為開/關)或3點控制，但它們都有3條線。更多信息，請參閱我們的電線部分。
電壓

電動執行器可以是DC或交流供電的。它們通常有以下額定電壓:12、24和48伏DC，24、48、120、130和240伏交流電。

電壓

電動致動器可以是直流或交流供電的。它們通常具有以下額定電壓：直流電為 12、24 和 48V，交流電為 24、48、120、130、240V。

安裝

角行程執行器有一個連接接口，可將它們連接到閥門。這包括一個輸出驅動器、一個用于連接閥頭的方軸或閥桿，以及一個用于將執行器螺栓連接到閥門的法蘭。此連接接口的設計和尺寸可以是品牌特定的或標準化的標準，例如 ISO 5211。具有品牌特定連接接口的角行程執行器的示例是JP 流體控制的AW1 系列球閥執行器。這些閥門與 JP 流體控制的BW2 和 BW3 閥門兼容。AG角行程執行器系列另一方面，具有標準化的 ISO 5211 連接接口，并與所有帶有 ISO 5211 法蘭的閥門兼容。下面的圖 2 顯示了 ISO 5211 法蘭類型。無論品牌如何，只要遵循相同的 ISO 5211 標準，不同的閥門和執行器都可以互換。根據 ISO 5211 標準，有不同的法蘭類型，它們因最大法蘭扭矩、尺寸以及螺釘、螺栓或螺柱的數量而異。

電動閥門執行器特點

位置指示器

位置指示器指示執行器在給定時間的打開或關閉位置。有視覺指示器，如圖 3 所示，但也有電動位置反饋系統將位置發送回您的系統（即控制器）。位置指示器有兩個基本的切換選項；機械開關和接近（非接觸）開關。機械限位開關由輸出驅動軸上的內部凸輪激活。機械開關也可能是限位開關。接近開關由檢測閥門位置的傳感器激活。位置指示器可以只顯示基本的開和關位置，也可以指示部分打開或部分關閉。

手動超控

手動操作是大多數執行器中的一項安全功能。它通常是機械手輪或手柄。這個輪子允許您在停電或任何其他緊急情況下機械地關閉或打開閥門。

限位開關

限位開關是執行器的機電組件。它們由一個關閉限位開關凸輪和一個打開限位開關凸輪組成。當執行器將閥門移動到打開或關閉位置時，相應的開關凸輪也會移動。當到達終點位置時，相應的開關凸輪將斷電。從而防止進一步移動并提供限制座位。限位閥座是將閥門保持在所需的終端位置。在某些執行器中，限位開關凸輪是可調節的。這允許您設置一個倉位，例如 75% 開倉，作為結束倉位。限位開關凸輪可以集成到位置指示器中，作為閥門和執行器之間的機械連接。

占空比

占空比指定執行器在循環之間的使用時間。閥門打開然后關閉為一個循環。占空比是開啟時間與關閉時間的比率，以百分比表示。它是使用下面的公式計算的。例如，如果執行器需要 10 秒打開，20 秒關閉，然后在打開和關閉后 30 秒休息，則占空比為 (10+20 / 10+20+30) × 100 = 50% .

（開啟時間+關閉時間）/（開啟時間+關閉時間+休息）×100=占空比

故障安全

故障安全是一些自動閥門執行器的重要安全功能。故障安全設計用于在發生電源故障時關閉或打開閥門。這樣的系統需要某種形式的能量存儲，例如彈簧機構或電池。通常，故障安全機制將關閉閥門。在彈簧機構中，負載彈簧在斷電時自動關閉閥門。對于通常稱為電池安全返回 (BSR) 的備用電池系統，電池為執行器供電以關閉它。根據電池和執行器的尺寸，充電時間和總匝數會有所不同。為了獲得額外的冗余，一些執行器將在設計中包含兩種版本的故障安全。如前所述，大多數故障安全操作都會關閉閥門，但某些應用需要在電源故障時打開閥門。這種應用的一個例子是進入熱交換器的冷水流。這是因為需要冷水來冷卻剩余的溫熱流體，以防止過熱。

調制

某些電動閥門執行器具有執行調制控制的能力，這通常被稱為 DPS（數字定位系統）。這是在完全打開和完全關閉之間（即 0° 和 90° 之間）之間的任何點準確定位閥門的能力。這對于需要改變流量的應用是必要的。通常，調制是使用控制回路系統和放置在執行器中的定位電路板 (PCB) 來實現的。

電氣線路

本節旨在解釋 2 點和 3 點電動閥門執行器的各種接線可能性，因為兩者之間存在顯著差異。

• 2點（開/關）控制執行器：三根線分別用于+、-和控制線。要旋轉閥門，控制線需要通電打開，斷電關閉，反之亦然。沒有給整個裝置供電的情況下，閥門保持在最新位置。例如，JP Fluid Control 的 AW1-R 系列 使用這種開/關接線方案。
• 三點控制執行器：三根線用于-，兩根用于+（控制線）。因此，這兩個控制信號可以根據哪一個供電來打開或關閉閥門。三點控制還提供中間停止（部分打開）的能力。兩條控制線切勿同時通電，否則會損壞執行器。例如，  JP Fluid Control 的 AW1 系列就采用了這種 3 點接線方案。

安裝前，確認執行器代碼與連接圖匹配。安裝不當會永久損壞執行器或導致危險情況。執行器具有內部位置開關，因此在打開或關閉期間僅消耗能量。

2點AW1直流電動執行器

連接控制線（藍色）在 6 秒內打開閥門。一旦控制線關閉，閥門將在 6 秒內關閉。執行器僅在打開和關閉期間消耗能量。

三點AW1交流電動執行器

連接藍色控制線會在 16 秒內打開閥門。連接棕色控制線可在 16 秒內關閉閥門。如果兩條控制線都斷開，閥門將保持在當前位置。這樣可以調節閥門的位置。切勿同時連接藍色和棕色控制線，否則會損壞執行器。執行器僅在打開和關閉期間消耗能量。

2點AW1交流電動執行器

連接控制線（黑色）在 16 秒內打開閥門。一旦控制線關閉，閥門將在 16 秒內關閉。執行器僅在打開和關閉期間消耗能量。

三點AW1直流電動執行器

通過連接棕色控制線，閥門在 6 秒內關閉。連接黑色控制線可確保閥門在 6 秒內打開。如果兩條控制線均已連接，則閥門將保持在當前位置。這樣，可以調節閥門的位置。切勿同時連接黑色和棕色控制線！這會損壞執行器。執行器僅在打開和關閉期間消耗能量。

標準

IP 防護等級 (IEC 60529)

墊底、電動奧閥門、、dpk具有防護等級 IP（進入保護）等級。IP 等級指定執行器對灰塵、水和其他環境危害的防護等級。AW 系列球閥執行器的 IP 54 等級意味著這些執行器部分防塵，并且可以抵抗水霧。

工作類型 (IEC 60034-1)

這是用于旋轉電氣設備的國際 IEC（國際電工委員會）標準。對于電動執行器，它指定了其電動機的工作類型和工作循環。額定 S2 30min 的執行器可連續短時工作 30min，之后應讓電機停止。溫度恢復到室溫后可重新啟動。

防爆

ATEX 指令規定了哪些設備可以在爆炸性環境中安全運行。執行器的 ATEX 認證意味著執行器在特定環境中是防爆的。請參閱我們的流程圖以確定您是否需要 ATEX 執行器，或者您是否需要進一步了解您的ATEX 標簽。

低壓指令 (LVD) 2014/35/EU

LVD 認證可確保執行器等低壓電氣設備為其用戶提供足夠的保護。

電磁兼容性 (EMC) 2014/30/EU

經 EMC 認證的執行器既不會產生電磁干擾，也不會受到電磁干擾的影響。

材料

執行器上的組件包含在一個緊湊的外殼中。最常見的外殼材料是塑料和鋁。特殊應用可能需要特殊的外殼材料。

電動閥門執行器應用

電動角行程執行器用于遠程控制球閥和蝶閥。它們通過提供遠程、自動化控制，極大地提高了直角回轉閥的操作簡便性。它們還為需要比人類無法產生的更高扭矩的閥門提供足夠的扭矩。這些執行器用于工業自動化、灌溉、供水、流體計量、加熱系統以及流體輸送或輸送。

電動閥門執行器選擇標準

• 扭矩
• 力量
• 閥門安裝兼容性
• 溫度
• 防護等級
• ATEX 要求
• 故障安全
• 調制
• 占空比和占空比