Aktuator Listrik Multi-Turn: Prinsip, Aplikasi

Di bidang otomatisasi industri modern, Aktuator Listrik Multi-Turn , sebagai perangkat mengemudi utama, memainkan peran yang sangat diperlukan. Mereka dapat secara efisien mengubah energi listrik menjadi rotasi mekanis, secara akurat mengontrol operasi berbagai peralatan, dan banyak digunakan di banyak industri seperti energi, industri kimia, dan pemeliharaan air. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, aktuator listrik multi-giliran telah mencapai peningkatan yang signifikan dalam kinerja, fungsi, dan kecerdasan, memberikan jaminan yang kuat untuk operasi produksi industri yang efisien, akurat, dan aman.

Apa Aktuator listrik multi-giliran?

Aktuator listrik multi-putar adalah perangkat kontrol otomatis yang dapat mengubah energi listrik menjadi output gerak rotasi multi-putar. Ini terutama digunakan untuk mendorong peralatan yang membutuhkan beberapa putaran rotasi untuk mencapai pembukaan penuh, penutupan penuh atau penyesuaian yang tepat. Objek aplikasi yang paling umum adalah berbagai katup, seperti katup gerbang, katup berhenti, katup plunger, dll. Tidak seperti aktuator listrik parsial-belokan yang hanya dapat mencapai 90 derajat atau kurang dari 360 derajat rotasi, aktuator listrik multi-giliran dapat mencapai rotasi berkelanjutan dari banyak belokan (biasanya lebih dari 1 putaran), sehingga memenuhi kebutuhan beberapa peralatan untuk stroke besar dan besar-besaran.

Prinsip kerja dari Aktuator Listrik Multi-Turn

Prinsip kerja aktuator listrik multi-giliran didasarkan pada operasi terkoordinasi penggerak motor dan transmisi mekanis. Ambil aktuator listrik multi-turn umum berdasarkan motor asinkron tiga fase sebagai contoh:

l Input daya : Ketika daya dihidupkan, motor asinkron tiga fase mulai berjalan dan mengeluarkan energi mekanik berputar berkecepatan tinggi. Kecepatan rotasi motor biasanya tinggi, umumnya antara beberapa ratus beberapa ribu revolusi per menit, tetapi torsi outputnya relatif kecil.

l Drive reduksi : Karena pembukaan dan penutupan peralatan seperti katup membutuhkan torsi besar dan kecepatan rendah, mekanisme reduksi diperlukan untuk mencocokkan karakteristik output motor. Mekanisme reduksi umumnya terdiri dari roda gigi cacing, set gigi dan komponen lainnya. Rotasi motor berkecepatan tinggi ditransmisikan oleh roda gigi cacing atau set gigi, dan kecepatannya berkurang secara bertahap, sementara torsi meningkat sesuai dengan rasio transmisi. Misalnya, melalui transmisi gigi cacing, output motor berkecepatan tinggi dan rendah dapat dikonversi menjadi output kecepatan rendah dan torsi tinggi dari poros output, sehingga poros output dapat menggerakkan katup dengan kecepatan dan torsi yang sesuai.

l Pengoperasian Bagian Kontrol : Bagian kontrol adalah inti dari aktuator listrik multi-belokan. Ia menerima sinyal kontrol dari sistem kontrol, seperti sinyal arus 4-20MA, sinyal tegangan 0-10V atau sinyal komunikasi digital. Sinyal -sinyal ini mewakili persyaratan perintah untuk posisi output atau tindakan aktuator. Bagian kontrol membandingkan sinyal kontrol yang diterima dengan sinyal posisi aktual yang diumpankan kembali oleh perangkat umpan balik posisi internal dari aktuator, dan menghasilkan instruksi kontrol berdasarkan hasil perbandingan untuk mengontrol motor maju, terbalik atau berhenti dari motor. Misalnya, ketika sinyal kontrol membutuhkan bukaan katup untuk meningkat, jika bukaan katup aktual kurang dari nilai yang ditetapkan, bagian kontrol akan mengontrol motor untuk berputar ke depan, menggerakkan katup untuk berputar ke arah meningkatkan pembukaan; Ketika pembukaan katup aktual mencapai nilai yang ditetapkan, bagian kontrol akan mengontrol motor untuk berhenti berjalan.

l Posisi Umpan Balik : Untuk memberi tahu sistem kontrol status peralatan secara real time, aktuator listrik multi-belokan dilengkapi dengan perangkat umpan balik posisi. Perangkat umpan balik posisi umum meliputi potensiometer, encoder, dll. Ketika poros output aktuator menggerakkan peralatan (seperti katup) untuk berputar, komponen perangkat umpan balik posisi juga akan berputar secara serempak, mengubah posisi aktual peralatan menjadi sinyal listrik atau sinyal digital untuk memberi umpan balik ke bagian kontrol atau sistem remote. Melalui umpan balik posisi, sistem kontrol dapat secara akurat memahami pembukaan peralatan dan mewujudkan kontrol dan pemantauan peralatan yang tepat.

Klasifikasi dari Aktuator Listrik Multi-Turn

1. Klasifikasi berdasarkan Jenis Motor Drive

l Jenis penggerak motor AC : Yang paling banyak digunakan, yang umum adalah motor asinkron AC tiga fase dan motor AC fase tunggal. Motor asinkron AC tiga fase memiliki keunggulan struktur sederhana, operasi yang andal, biaya rendah, dan daya output tinggi. Mereka cocok untuk kesempatan dengan persyaratan torsi output tinggi dan beban besar, seperti penggerak katup industri besar. Motor AC fase tunggal sering digunakan dalam beberapa aktuator listrik multi-turn kecil, cocok untuk skenario aplikasi dengan daya rendah dan kebutuhan daya rendah, seperti kontrol katup kecil di gedung-gedung sipil.

l Jenis yang digerakkan motor DC : DC Motors memiliki kinerja regulasi kecepatan yang baik dan dapat mencapai kontrol kecepatan yang relatif akurat. Dalam beberapa kesempatan di mana akurasi regulasi kecepatan aktuator tinggi dan sering mulai dan berhenti atau maju dan rotasi terbalik diperlukan, aktuator listrik multi-giliran yang didorong oleh motor DC memiliki kelebihan. Misalnya, dalam beberapa peralatan eksperimental atau sistem industri kecil dengan persyaratan akurasi kontrol aliran yang sangat tinggi, aktuator listrik multi-putar yang didorong oleh motor DC dapat digunakan. Kerugiannya adalah bahwa ia perlu dilengkapi dengan catu daya DC, biayanya relatif tinggi, dan persyaratan pemeliharaan motor relatif tinggi.

l Jenis motor stepper : Stepper Motors dapat mengubah sinyal pulsa listrik menjadi perpindahan sudut. Setiap kali sinyal pulsa diterima, motor memutar sudut tetap, yaitu sudut langkah. Karakteristik ini memungkinkan aktuator listrik multi-giliran yang didorong oleh motor stepper untuk memiliki akurasi posisi tinggi dan mencapai kontrol posisi yang tepat. Aktuator listrik multi-giliran yang didorong oleh motor stepper digunakan dalam beberapa kesempatan yang membutuhkan akurasi posisi pembukaan katup yang sangat tinggi, seperti manufaktur semikonduktor, industri kimia presisi dan industri lainnya. Namun, torsi output mereka relatif kecil dan kecepatan operasinya juga tunduk pada pembatasan tertentu.

l Jenis yang digerakkan motor servo : Servo Motors memiliki keunggulan kecepatan respons cepat, akurasi kontrol tinggi, dan kapasitas kelebihan beban yang kuat. Aktuator listrik multi-giliran yang digerakkan oleh servo motor dapat menanggapi sinyal kontrol dengan cepat dan akurat, dan mencapai kontrol katup berkecepatan tinggi dan presisi tinggi dan peralatan lainnya. Dalam beberapa kesempatan di mana kinerja dinamis aktuator sangat tinggi, seperti kontrol katup sakelar berkecepatan tinggi dan eksekusi aksi cepat dalam jalur produksi otomatis, aktuator listrik multi-giliran yang didorong oleh motor servo berkinerja baik. Namun, biayanya relatif tinggi dan sistem kontrol relatif kompleks.

2. Klasifikasi dengan Metode Kontrol

l Jenis kontrol loop terbuka : Setelah menerima sinyal kontrol, aktuator listrik multi-giliran dengan kontrol loop terbuka menggerakkan motor untuk beroperasi sesuai dengan program yang telah ditetapkan untuk menyelesaikan tindakan yang sesuai, seperti membuka atau menutup katup. Itu tidak memiliki fungsi deteksi umpan balik dan koreksi hasil eksekusi yang sebenarnya. Akurasi kontrol terutama tergantung pada akurasi motor dan mekanisme transmisi dan parameter kontrol yang telah ditentukan. Metode kontrol ini memiliki struktur sederhana dan biaya rendah. Ini cocok untuk beberapa kesempatan dengan persyaratan akurasi kontrol rendah, lingkungan kerja yang relatif stabil, dan perubahan beban kecil, seperti kontrol katup dalam beberapa sistem ventilasi sederhana.

l Jenis kontrol loop tertutup : Aktuator listrik multi-turn terkontrol loop tertutup mendeteksi posisi output aktuator secara real time melalui perangkat umpan balik posisi, dan memberi umpan balik sinyal posisi ke pengontrol. Pengontrol membandingkan sinyal umpan balik dengan sinyal kontrol input, dan menyesuaikan operasi motor sesuai dengan hasil perbandingan untuk memastikan bahwa posisi output aktuator konsisten dengan posisi yang diperlukan oleh sinyal kontrol. Metode kontrol ini dapat secara efektif meningkatkan akurasi kontrol, beradaptasi dengan berbagai lingkungan kerja yang kompleks dan perubahan beban, dan banyak digunakan dalam bidang otomatisasi industri dengan persyaratan akurasi kontrol yang tinggi, seperti kontrol katup kontrol aliran dalam produksi kimia, kontrol katup dalam sistem tenaga, dll.

Fitur dari Aktuator Listrik Multi-Turn

l Kontrol presisi tinggi : Melalui algoritma kontrol canggih dan perangkat umpan balik posisi yang tepat, aktuator listrik multi-turn dapat mencapai kontrol presisi tinggi dari pembukaan katup atau posisi peralatan, dengan akurasi kontrol ± 0,1% atau bahkan lebih tinggi. Hal ini memungkinkan penyesuaian aliran media, tekanan, dan parameter lain yang tepat selama produksi industri, memastikan stabilitas proses produksi dan konsistensi kualitas produk.

l Output torsi besar : Mekanisme reduksi yang dilengkapi dengan aktuator listrik multi-putar dapat mengubah output motor berkecepatan tinggi dan rendah dari motor menjadi output kecepatan rendah dan torsi tinggi dari poros output. Kisaran torsi output dapat dari puluhan meter Newton hingga puluhan ribu meter Newton, yang dapat memenuhi persyaratan mengemudi katup dan peralatan lain dari spesifikasi dan jenis yang berbeda, dan sangat cocok untuk mengendarai katup besar dan berat.

l Kecepatan respons cepat : Setelah menerima sinyal kontrol, aktuator listrik multi-giliran dapat merespons dengan cepat, menggerakkan motor untuk memulai, menghentikan atau mengubah arah dengan cepat, dan menyadari aksi cepat peralatan. Untuk beberapa katup yang perlu dibuka dan ditutup dengan cepat, seperti katup penutup darurat, aktuator listrik multi-putar dapat menyelesaikan pembukaan atau penutupan katup dalam waktu singkat untuk memastikan keamanan proses produksi.

l Keandalan tinggi : Aktuator listrik multi-giliran menggunakan teknologi motorik matang dan komponen transmisi mekanik yang andal. Setelah inspeksi kualitas yang ketat dan pengujian daya tahan, mereka memiliki keandalan dan stabilitas yang tinggi. Dalam kondisi kerja normal, waktu rata -rata antara kegagalan (MTBF) dapat mencapai ribuan atau bahkan puluhan ribu jam, mengurangi pemeliharaan peralatan dan downtime dan meningkatkan efisiensi produksi.

l Tingkat kecerdasan yang tinggi : Aktuator listrik multi-turn modern biasanya dilengkapi dengan pengontrol cerdas, yang memiliki fungsi seperti komunikasi data, diagnosis kesalahan, perlindungan diri, dan kendali jarak jauh. Melalui antarmuka komunikasi (seperti RS485, Modbus, Prdariibus, dll.), Data dapat dipertukarkan dengan sistem kontrol atas untuk mencapai pemantauan dan operasi jarak jauh. Pada saat yang sama, pengontrol cerdas dapat memantau status operasi aktuator secara real time, menganalisis parameter seperti arus motor, suhu, posisi, dll., Mendeteksi dan mendiagnosis kesalahan dalam waktu, dan mengambil langkah -langkah perlindungan yang sesuai, seperti perlindungan arus berlebih, perlindungan berlebihan, perlindungan berlebih, dll., Untuk meningkatkan keamanan dan reliabilitas peralatan.

l Kemampuan beradaptasi yang kuat ? Aktuator listrik multi-turn yang tahan air dan tahan debu cocok untuk lingkungan yang lembab, berdebu dan keras lainnya, seperti pabrik pengolahan limbah, tambang dan tempat lain.

Area aplikasi dari Aktuator Listrik Multi-Turn

1. Industri energi

l Minyak dan gas : Dalam proses ekstraksi minyak dan gas, transportasi dan pemrosesan, aktuator listrik multi-giliran banyak digunakan untuk mengendalikan berbagai katup. Misalnya, di perangkat kepala sumur, mereka digunakan untuk mengendalikan pembukaan dan penutupan katup pohon Natal untuk mencapai regulasi ekstraksi minyak dan gas yang tepat; pada jaringan pipa minyak dan gas, mereka mengontrol katup gerbang, katup berhenti, dll. Untuk memastikan operasi yang aman dan regulasi saluran pipa; Dalam kilang dan pabrik pengolahan gas alam, mereka digunakan untuk mengendalikan berbagai katup proses untuk mencapai kontrol otomatis pemisahan minyak dan gas, pemurnian dan proses proses lainnya.

l Listrik : Aktuator listrik multi-giliran memainkan peran penting dalam bidang produksi daya seperti pembangkit listrik termal, pembangkit listrik tenaga air, dan pembangkit listrik tenaga nuklir. Pada pembangkit listrik termal, mereka digunakan untuk mengontrol katup air umpan boiler, katup uap, peredam pembakar, dll., Untuk mencapai kontrol yang tepat dari proses pembakaran boiler, aliran uap dan level air, dan memastikan operasi stabil dari rangkaian generator; Pada pembangkit listrik tenaga air, mereka digunakan untuk mengontrol pembukaan baling -baling panduan dan katup masuk air dari turbin, menyesuaikan output turbin, dan mencapai kontrol pembangkit listrik; Di pembangkit listrik tenaga nuklir, mereka digunakan untuk mengontrol katup pendingin dan katup pengaman reaktor nuklir, dan memastikan operasi yang aman dan stabil dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

2. Industri Kimia

Proses produksi kimia melibatkan banyak reaksi kimia yang kompleks dan transportasi material, yang membutuhkan akurasi kontrol yang sangat tinggi dan keandalan katup. Aktuator listrik multi-giliran banyak digunakan dalam berbagai hubungan produksi kimia, seperti transportasi bahan baku, kontrol proses reaksi, pemisahan produk dan pemurnian, dll. Misalnya, dalam reaktor kimia, pembukaan katup umpan dan katup pelepasan dikendalikan secara akurat untuk menyesuaikan laju aliran dan waktu reaksi dari bahan reaksi untuk memastikan kelancaran kemajuan reaksi kimia; Dalam menara distilasi, katup refluks dan katup pelepasan dikendalikan untuk mencapai kontrol yang tepat dari proses distilasi dan meningkatkan kemurnian dan kualitas produk.

3. Air Conservancy industri

Dalam proyek-proyek konservasi air, aktuator listrik multi-giliran digunakan untuk mengendalikan berbagai katup hidrolik, seperti katup gerbang bendungan banjir, katup pengalihan air dalam sistem irigasi, pintu air dan menghentikan katup dalam sistem pasokan air perkotaan, dll. Melalui pengendalian katup yang tepat, alokasi sumber daya air yang masuk akal, pengendalian banjir dan pelepasan kekeringan, dan keselamatan air perkotaan. Misalnya, sebelum banjir datang, katup gerbang debit banjir dapat dengan cepat dibuka dengan mengontrol aktuator listrik multi-giliran dari jarak jauh untuk menguras banjir tepat waktu dan memastikan keamanan bendungan dan daerah hilir; Di musim irigasi, pembukaan katup pengalihan air dapat disesuaikan secara akurat sesuai dengan permintaan air lahan pertanian untuk mencapai penggunaan sumber daya air yang efisien.

4. Metalurgi Industri

Dalam proses produksi metalurgi, perlu untuk mengendalikan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan media yang sangat korosif. Aktuator listrik multi-giliran cocok untuk berbagai lingkungan yang keras di industri metalurgi dan digunakan untuk mengendalikan katup udara panas, katup gas, katup pengangkat tombak oksigen dari konverter pembuatan baja, dll. Melalui pengendalian yang tepat dari katup ini, pengungkapan parameter seperti pemuja suhu, tekanan, dan aliran dalam proses produksi metallgia dapat dicapai, pengungkapan. Pufisi.

5. Konstruksi dan Teknik Kota

Di bidang konstruksi dan teknik kota, aktuator listrik multi-giliran digunakan untuk mengontrol katup dalam sistem pemanas, ventilasi dan pendingin udara (HVAC) di gedung-gedung, seperti katup pengatur air panas, katup udara segar, dll. Untuk mencapai penyesuaian otomatis suhu indoor, kelembaban dan kualitas udara, dan meningkatkan kenyamanan dan efisiensi energi. Dalam sistem pasokan air kota dan pengolahan limbah, aktuator listrik multi-giliran digunakan untuk mengontrol pintu air, katup periksa, katup pengatur, dll. Untuk memastikan keamanan pasokan air perkotaan dan operasi normal pengolahan limbah.

Teknologi Produksi of Aktuator Listrik Multi-Turn

1. Pemrosesan Bagian

l Pembuatan motor : Pilih desain motor yang sesuai sesuai dengan jenis motor yang berbeda (seperti AC Motors, DC Motors, Stepper Motors, Servo Motors). Untuk motor AC, perlu untuk melakukan proses seperti meninju inti stator, belitan dan pemasangan, dan manufaktur rotor; Untuk motor DC, juga perlu untuk memproduksi komutator dan memasang perangkat sikat. Selama proses pembuatan motor, ada persyaratan ketat untuk pemilihan material inti, akurasi meninju, dan perlakuan isolasi belitan untuk memastikan kinerja dan keandalan motor.

l Pemrosesan mekanisme reduksi : Bagian utama dari mekanisme reduksi, seperti roda gigi cacing, poros cacing, roda gigi, dll., Biasanya diproses dengan bahan logam berkualitas tinggi (seperti baja paduan, paduan tembaga, dll.). Roda gigi cacing dan poros cacing umumnya diproduksi melalui putaran, penggilingan, penggilingan dan proses lainnya untuk memastikan akurasi profil gigi dan kekasaran permukaan; Roda gigi diproses melalui hobbing, membentuk, mencukur dan proses lainnya, dan perlakuan panas (seperti pendinginan, tempering, dll.) Diperlukan untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus roda gigi.

l Pembuatan perumahan dan bagian lainnya : Perumahan aktuator listrik multi-giliran umumnya diproduksi dengan pemrosesan casting atau lembaran logam. Proses casting dapat menggunakan casting pasir, casting die dan metode lain untuk memproduksi rumah dengan bentuk yang kompleks; Pemrosesan logam lembaran menggunakan pencukuran, lentur, pengelasan, dan proses lainnya untuk menghasilkan rumah yang kompak. Selain itu, juga perlu untuk memproses dan memproduksi berbagai bagian standar seperti poros, kunci, kacang-kacangan, dan bagian-bagian non-standar seperti kurung pemasangan untuk perangkat umpan balik posisi (seperti potensiometer dan encoder).

2. Majelis dan commissioning

l Perakitan Komponen : Pertama, rakit motor yang diproses dan mekanisme reduksi untuk memastikan bahwa poros output motor dan poros input dari mekanisme reduksi terhubung secara akurat dan konsentrisitas memenuhi persyaratan. Kemudian pasang perangkat umpan balik posisi dan sambungkan ke poros output atau komponen transmisi aktuator untuk memastikan keakuratan umpan balik posisi. Kemudian pasang komponen listrik seperti papan sirkuit kontrol, blok terminal, panel tampilan, dan komponen operasi manual seperti roda tangan dan cengkeraman. Selama proses perakitan, perlu untuk secara ketat mengikuti persyaratan proses perakitan, mengontrol izin yang cocok antara komponen, menggunakan alat pengetatan dan torsi yang tepat untuk memastikan kualitas perakitan.

l Debugging mesin : Setelah perakitan, aktuator listrik multi-giliran sepenuhnya debugged. Pertama, uji kinerja listrik dilakukan untuk memeriksa apakah resistensi isolasi, mulai arus, arus yang berjalan dan parameter motor lainnya memenuhi standar; maka uji kinerja kontrol dilakukan untuk memeriksa apakah kecepatan respons aktuator, akurasi penentuan posisi, arah tindakan, dll. Benar dengan memasukkan sinyal kontrol yang berbeda; Pada saat yang sama, sinyal umpan balik dari perangkat umpan balik posisi diuji akurat dan konsisten dengan posisi aktual. Selama proses debugging, masalah yang ditemukan disesuaikan dan diperbaiki tepat waktu untuk memastikan bahwa indikator kinerja aktuator memenuhi persyaratan desain.

3. Pengujian dan sertifikasi berkualitas

l Inspeksi Kualitas : Aktuator listrik multi-giliran perlu menjalani inspeksi kualitas yang ketat sebelum meninggalkan pabrik, termasuk inspeksi penampilan, pengukuran dimensi, pengujian kinerja, dll. Inspeksi penampilan terutama memeriksa apakah cangkang memiliki goresan, deformasi, pelepasan pelapisan dan cacat lainnya; Pengukuran dimensi memastikan bahwa dimensi masing -masing komponen memenuhi persyaratan gambar desain; Pengujian kinerja, selain uji kinerja listrik yang disebutkan di atas dan uji kinerja kontrol, juga mencakup pengujian output torsi aktuator, tingkat perlindungan (seperti tahan air, tahan debu, kinerja anti ledakan), daya tahan, dll. Dengan mensimulasikan lingkungan kerja yang sebenarnya dan kondisi kerja, Actuator diuji untuk waktu yang lama untuk memeriksa reliabilitas dan stabilitasnya.

l Sertifikasi ? Standar dan spesifikasi internasional atau domestik, dan daya saing pasar dan pengakuan produk ditingkatkan.