電動(dòng)閥門工作原理及控制原理

電動(dòng)閥門使用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。通常采用專門設(shè)計(jì)的三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)按短時(shí)工作制設(shè)計(jì)，沒有散熱設(shè)備，具有軟的或較軟的機(jī)械特性。對(duì)于要求可靠性高的場(chǎng)合，采用串激直流電動(dòng)機(jī)。而對(duì)于要求改變轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，采用變速三相異步電動(dòng)機(jī)。

    電動(dòng)機(jī)通過主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減速后帶動(dòng)閥門的啟閉件。主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多。但傳動(dòng)方式不外乎正齒輪傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、正齒輪行星傳動(dòng)、擺線針齒行星傳動(dòng)和諧波傳動(dòng)等。常見的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，是正齒輪傳動(dòng)和蝸輪傳動(dòng)的結(jié)合。

    主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的轉(zhuǎn)矩通過梯形螺紋轉(zhuǎn)換為推力，去帶動(dòng)作直線運(yùn)動(dòng)的閥門啟閉件(閘閥和截止閥)。通常轉(zhuǎn)矩一推力轉(zhuǎn)換用的閥桿螺母都設(shè)在閥桿上作為閥門的一個(gè)部件。這時(shí)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩去帶動(dòng)閥桿螺母。但是，有時(shí)也把梯形螺紋(閥桿螺母)設(shè)在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)，使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接輸出推力。

    對(duì)于啟閉件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門(球閥和蝶閥)，主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸還要通過二次減速器才能去帶動(dòng)閥門啟閉件。二次減速器通常采用行星齒輪傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)和螺桿搖臂傳動(dòng)。二次減速器通常裝在獨(dú)立的殼體內(nèi)再與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)拼接。

    在主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)、行程控制機(jī)構(gòu)和閥位測(cè)量機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)可以用來限制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)的整定值時(shí)，轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)推動(dòng)轉(zhuǎn)矩開關(guān)，發(fā)出信號(hào)給控制電路去切斷電動(dòng)機(jī)的電源。行程控制機(jī)構(gòu)可以用來定閥門的啟閉位置。當(dāng)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程(閥門開度)達(dá)到行程控制機(jī)構(gòu)的整定值時(shí)，行程控制機(jī)構(gòu)會(huì)推動(dòng)行程開關(guān)，發(fā)出信號(hào)給控制電路去切斷電動(dòng)機(jī)的電源。行程控制機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)事先整定的行程值發(fā)出信號(hào)供給其他自動(dòng)化裝置(例如，程控裝置)使用；閥位測(cè)量機(jī)構(gòu)能以模擬量的形式提供閥門的位置信號(hào)，供給運(yùn)行人員遠(yuǎn)方監(jiān)視閥門開度用，或者供給其他自動(dòng)裝置(調(diào)節(jié)器)用。

    為了在必要時(shí)可以手動(dòng)操作電動(dòng)閥門，在主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)還裝有手動(dòng)一電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)和手輪。人工把切換機(jī)構(gòu)切到手動(dòng)側(cè)就可以使用手輪操作電動(dòng)閥門。在電動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)一旋轉(zhuǎn)，切換機(jī)構(gòu)就會(huì)自動(dòng)切到電動(dòng)側(cè)，由電動(dòng)機(jī)操作(稱為半自動(dòng)切換機(jī)構(gòu))。有的電動(dòng)閥門，手動(dòng)一電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)是全手動(dòng)的，即電動(dòng)時(shí)也需要依靠人工把切換機(jī)構(gòu)切到電動(dòng)側(cè)。在操作轉(zhuǎn)矩小的電動(dòng)閥門上，手輪通過切換機(jī)構(gòu)可直接與輸出軸連接。在操作轉(zhuǎn)矩大的電動(dòng)閥門上，手輪通過減速后與輸出軸連接，使手動(dòng)操作時(shí)具有一定的減速比。

    電動(dòng)閥門的控制電路，可以按照運(yùn)行人員從控制盤送來的命令或者自動(dòng)化系統(tǒng)送來的命令啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)去操作閥門。當(dāng)閥門的轉(zhuǎn)矩或行程達(dá)到事先整定值時(shí)，控制電路可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)和行程控制機(jī)構(gòu)送來的信號(hào)切斷電動(dòng)機(jī)的電源。控制電路還具有保護(hù)功能.當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載或發(fā)生其他故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電源，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。必要時(shí)，控制電路還可以具備更復(fù)雜的功能。例如，在采用脈沖調(diào)制式的變速電動(dòng)閥門中，就是靠控制電路改變控制脈沖的寬度達(dá)到電動(dòng)機(jī)變速要求的。