محرک شیر الکتریکی - نحوه کار آنها

محرک شیر الکتریکی - نحوه کار آنها

محرک‌های شیر برقی یک چهارم چرخش دستگاه‌های الکترومکانیکی هستند که برای کنترل از راه دور دریچه‌های یک چهارم گردش مانند شیرهای توپی و پروانه‌ای استفاده می‌شوند. در مقایسه با همتایان پنوماتیکی و هیدرولیکی خود، محرک‌های شیر برقی روشی با صرفه‌جویی انرژی، تمیز و بی‌صدا برای کنترل سوپاپ ارائه می‌کنند. آنها را می توان همراه با شیر به عنوان یک بسته یا به عنوان یک واحد جداگانه خریداری کرد و به یک شیر یک چهارم چرخشی موجود اضافه کرد.

طراحی محرک شیر برقی

محرک های الکتریکی برای شیرهای یک چهارم چرخشی نوعی از محرک های شیر موتوری دوار هستند. محرک های دوار الکتریکی انرژی الکتریکی را به نیروی چرخشی تبدیل می کنند، بنابراین یک محرک الکتریکی ربع دور فقط می تواند 90 درجه بچرخد. موتور الکتریکی گشتاور تولید می کند که برای چرخاندن سوپاپ از طریق یک درایو خروجی منتقل می شود. گزینه های ولتاژ موتور یا AC (جریان متناوب)، DC (جریان مستقیم) هستند یا می توانند روی هر کدام کار کنند. موتور در یک محفظه محکم و فشرده قرار دارد که شامل سایر اجزای محرک مانند چرخ دنده ها، کلیدهای محدود، سیم کشی و غیره نیز می باشد. کل مجموعه از طریق یک رابط اتصال سازگار مانند استاندارد ISO 5211 به یک شیر متصل می شود.

گشتاور

شیرهای یک چهارم چرخشی برای باز یا بسته شدن کامل نیاز به چرخش 90 درجه دارند. برای چرخاندن شیر، گشتاور (معادل دورانی نیروی خطی) مورد نیاز است. محرک الکتریکی این گشتاور را تولید می کند و آن را به شفت خروجی خود منتقل می کند که سپس به میل یا شفت سوپاپ متصل می شود. این، به نوبه خود، توپ یا دیسک شیر را می‌چرخاند و روزنه را باز یا بسته می‌کند تا جریان را از طریق جریان عبور دهد یا آن را مسدود کند. مقدار گشتاور تولید شده توسط یک محرک به چرخ دنده و ظرفیت موتور آن بستگی دارد. ظرفیت موتور (گشتاور) یک مشخصات مهم برای محرک است زیرا باید از گشتاور مورد نیاز سوپاپ بیشتر باشد تا اطمینان حاصل شود که می تواند دریچه را باز و بسته کند. معمولاً گشتاور گسست به عنوان گشتاور مورد نیاز یک سوپاپ مشخص می شود زیرا این بالاترین گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن شیر است.

گشتاور شکست

هنگامی که یک سوپاپ در موقعیت باز یا بسته قرار دارد، گشتاور مورد نیاز برای "آزاد شدن از هر یک از این موقعیت ها، گشتاور گسست" نامیده می شود. به عبارت دیگر، این مقدار گشتاور مورد نیاز برای حرکت سوپاپ در ابتدا از وضعیت استراحت است. به طور کلی، گشتاور شکست بالاتر از گشتاور اجرا است. به عنوان مثال، گشتاور شکست برای یک شیر توپی عمومی حدود 30 درصد بیشتر از گشتاور کارکرد آن است. گشتاور گسیختگی به دلیل اینکه از یک موقعیت ایستا قرار دارد، بیشتر است، رسانه ها می توانند در حفره توپ جمع شوند، و/یا رسانه ها می توانند روی صندلی سوپاپ را خراش دهند و باعث افزایش اصطکاک و غیره شوند. یک محرک شیر ربع دور مناسب باید تولید کند. گشتاوری بالاتر از گشتاور شکافی سوپاپ.

زمان پاسخ

زمان پاسخگویی زمان مورد نیاز برای یک محرک برای چرخاندن کامل سوپاپ 90 درجه است (یعنی برای باز یا بسته شدن کامل یک شیر پس از دستور دادن). مانند گشتاور، سرعت یک محرک به چرخ دنده و قدرت موتور آن بستگی دارد. گشتاور و سرعت یک محرک مستقیماً با هم مرتبط هستند زیرا گشتاور با سرعت نسبت معکوس دارد. این رابطه تحت تأثیر ترتیبات چرخ دنده است. برای ظرفیت موتور محرک معین، نسبت دنده بالاتر باعث گشتاور بیشتر و زمان پاسخ کندتر نسبت به نسبت دنده کمتر می شود. بنابراین، اگر زمان پاسخ یک مشخصات کاربردی حیاتی است، باید با الزامات مشخصات گشتاور بررسی شود.

روش کنترل

محرک‌های شیر برقی معمولی یا دارای کنترل 2 نقطه‌ای (که معمولاً به آن فقط روشن/خاموش می‌گویند) یا کنترل 3 نقطه دارند، اما هر دو دارای 3 سیم هستند. برای اطلاعات بیشتر به بخش سیم کشی برق ما مراجعه کنید.

ولتاژ

محرک های الکتریکی ممکن است با برق DC یا AC باشند. آنها معمولاً در ولتاژهای زیر موجود هستند: 12، 24، و 48 ولت برای جریان مستقیم و 24، 48، 120، 130، 240 ولت برای جریان متناوب.

نصب

محرک های یک چهارم دور دارای یک رابط اتصال هستند که آنها را به یک شیر متصل می کند. این شامل یک درایو خروجی، یک مربع یا ساقه شافت برای اتصال سر سوپاپ و یک فلنج برای پیچ کردن محرک به شیر است. طراحی و ابعاد این رابط اتصال ممکن است بر اساس نام تجاری خاص یا استاندارد شده با استانداردهایی مانند ISO 5211 باشد. نمونه هایی از محرک های یک چهارم چرخشی با رابط های اتصال خاص برند، محرک های شیر توپی سری AW1 توسط کنترل های سیال JP هستند. این شیرها با شیرهای BW2 و BW3 کنترل سیال JP سازگار هستند. از طرف دیگر، سری محرک های یک چهارم چرخشی AG دارای رابط اتصال استاندارد ISO 5211 هستند و با تمام شیرهای دارای فلنج ISO 5211 سازگار هستند. شکل 2 زیر یک نوع فلنج ISO 5211 را نشان می دهد. صرف نظر از نام تجاری، شیرها و محرک های مختلف تا زمانی که از استاندارد ISO 5211 یکسانی پیروی می کنند، قابل تعویض هستند. طبق استاندارد ISO 5211، انواع مختلفی از فلنج ها وجود دارد که بر اساس حداکثر گشتاور فلنج، ابعاد و تعداد پیچ ​​ها، پیچ ها یا ناودانی ها متفاوت است.

ویژگی های محرک شیر الکتریکی

شاخص های موقعیت

نشانگرهای موقعیت موقعیت، باز یا بسته، محرک را در یک زمان معین نشان می دهند. نشانگرهای بصری مانند شکل 3 وجود دارد، اما سیستم های بازخورد موقعیت الکتریکی نیز برای ارسال موقعیت به سیستم شما (یعنی کنترل کننده) وجود دارد. نشانگرهای موقعیت دارای دو گزینه کلیدی اصلی هستند. سوئیچ های مکانیکی و سوئیچ های مجاورتی (غیر تماسی). سوئیچ های محدود مکانیکی توسط بادامک های داخلی روی شفت درایو خروجی فعال می شوند. سوئیچ های مکانیکی ممکن است سوئیچ های محدود نیز باشند. سوئیچ های مجاورت توسط سنسورهایی فعال می شوند که موقعیت سوپاپ را تشخیص می دهند. نشانگرهای موقعیت ممکن است فقط موقعیت‌های اصلی روشن و خاموش را نشان دهند یا همچنین می‌توانند نیمه باز یا نیمه بسته را نشان دهند.

لغو دستی

لغو دستی یک ویژگی ایمنی است که در اکثر محرک ها وجود دارد. معمولاً یک چرخ دستی یا دسته مکانیکی است. این چرخ به شما این امکان را می دهد که در صورت قطع برق یا هر شرایط اضطراری دیگری یک شیر را به صورت مکانیکی ببندید یا باز کنید.

سوئیچ های محدود

سوئیچ های محدود جزء الکترومکانیکی محرک ها هستند. آنها از یک بادامک سوئیچ محدود بسته و یک بادامک سوئیچ محدود باز تشکیل شده اند. همانطور که محرک یک شیر را به موقعیت باز یا بسته حرکت می دهد، بادامک سوئیچ مربوطه حرکت می کند. وقتی به یک موقعیت انتهایی رسید، بادامک سوئیچ مربوطه برق را قطع می کند. بدین ترتیب از حرکت بیشتر جلوگیری می شود و صندلی محدود می شود. نشیمنگاه محدود نگه داشتن شیر در موقعیت انتهایی مورد نظر است. در محرک های خاص، بادامک های سوئیچ محدود قابل تنظیم هستند. این به شما امکان می دهد یک موقعیت مانند 75٪ باز را به عنوان یک موقعیت پایانی تنظیم کنید. بادامک های سوئیچ محدود را می توان به عنوان یک اتصال مکانیکی بین شیر و محرک در نشانگرهای موقعیت گنجانید.

چرخه کار

چرخه وظیفه زمان استفاده از یک محرک را بین چرخه ها مشخص می کند. باز شدن و سپس بسته شدن دریچه یک چرخه ایجاد می کند. چرخه وظیفه نسبتی از زمان روشن به زمان خاموش است که به صورت درصد بیان می شود. با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود. به عنوان مثال، اگر یک محرک 10 ثانیه طول بکشد تا باز شود، 20 ثانیه بسته شود، سپس 30 ثانیه پس از باز و بسته شدن استراحت کند، چرخه کاری (10+20 / 10+20+30) × 100 = 50٪ خواهد بود. .

(زمان باز + زمان بسته شدن) / (زمان باز + زمان بسته شدن + استراحت) × 100 = چرخه کار

بدون خرابی

Fail-Safe یک ویژگی ایمنی مهم در برخی از محرک‌های شیر خودکار است. Fail-safe طوری طراحی شده است که هر زمان که برق قطع می شود، شیر را ببندد یا باز کند. چنین سیستمی به نوعی ذخیره انرژی مانند مکانیزم فنر یا باتری نیاز دارد. به طور معمول، مکانیسم ایمن خرابی، شیر را می بندد. در مکانیزم فنری، یک فنر بارگذاری شده به طور خودکار دریچه را هنگام قطع برق قطع می کند. برای یک سیستم باتری پشتیبان، که اغلب به آن بازگشت ایمنی باتری (BSR) می گویند، یک باتری به محرک نیرو می دهد تا آن را ببندد. بسته به اندازه باتری و محرک، زمان شارژ و مقدار کل چرخش ها متفاوت است. برای افزونگی بیشتر، برخی از محرک ها هر دو نسخه Fail-Safe را در طراحی گنجانده اند. همانطور که گفته شد، اکثر عملیات های ایمن دریچه را می بندند، اما برخی از برنامه های کاربردی نیاز دارند که شیر در صورت قطع برق باز شود. نمونه ای از چنین کاربردهایی جریان آب سرد ورودی به مبدل حرارتی است. این به این دلیل است که برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، به آب سرد برای خنک کردن مایع گرم باقی مانده نیاز است.

مدولاسیون

برخی از محرک‌های شیر الکتریکی توانایی انجام کنترل مدوله‌ای را دارند که اغلب به آن DPS (سیستم موقعیت‌یابی دیجیتال) می‌گویند. این توانایی قرار دادن دقیق سوپاپ در هر نقطه بین کاملاً باز و کاملاً بسته (یعنی بین 0 تا 90 درجه) است. این برای برنامه هایی که نیاز به تغییر نرخ جریان دارند ضروری است. به طور معمول، مدولاسیون با استفاده از یک سیستم حلقه کنترل و یک برد مدار موقعیت یابی (PCB) که در محرک قرار می گیرد، به دست می آید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مدولاسیون، مقاله شیر مدولاسیون ما را بخوانید.

سیم کشی برق

این بخش به دنبال توضیح احتمالات مختلف سیم‌کشی برای محرک‌های شیر الکتریکی 2 و 3 نقطه است زیرا تفاوت‌های قابل توجهی بین این دو وجود دارد.

محرک های کنترلی 2 نقطه ای (روشن/خاموش): سه سیم برای +، - و یک سیم کنترل هستند. برای چرخاندن شیر، سیم کنترل باید برای باز شدن و بدون برق برای بسته شدن یا بالعکس تغذیه شود. بدون منبع تغذیه کل واحد، شیر در آخرین موقعیت باقی می ماند. برای مثال، سری AW1-R از JP Fluid Control از این طرح سیم کشی باز/بستن استفاده می کند.

محرک های کنترل 3 نقطه ای: سه سیم برای - و دو سیم برای + (سیم های کنترل) هستند. بنابراین، دو سیگنال کنترل می توانند بسته به اینکه کدام یک تغذیه می شود، شیر را باز یا بسته کنند. کنترل 3 نقطه ای نیز قابلیت توقف های میانی (تا حدی باز) را ارائه می دهد. دو سیم کنترل هرگز نباید همزمان تغذیه شوند، در غیر این صورت آسیبی به محرک وارد می شود. به عنوان مثال، سری AW1 از JP Fluid Control از این طرح سیم کشی 3 نقطه ای استفاده می کند.

قبل از نصب، بررسی کنید که کد محرک با نمودار اتصال مطابقت دارد. نصب نادرست می تواند به طور دائم به محرک آسیب برساند یا منجر به موقعیت های خطرناک شود. محرک ها دارای سوئیچ های موقعیت داخلی هستند که نتیجه آن این است که در هنگام باز یا بسته شدن فقط انرژی مصرف می شود.

اکچویتور برقی 2 نقطه ای AW1 DC

اتصال سیم کنترل (آبی) دریچه را در 6 ثانیه باز می کند. هنگامی که سیم کنترل خاموش می شود، شیر در 6 ثانیه بسته می شود. محرک فقط در هنگام باز و بسته شدن انرژی مصرف می کند.

نمودار سیم کشی یک محرک الکتریکی 2 نقطه ای DC

اکچویتور برقی 3 نقطه ای AW1 AC

با اتصال سیم کنترل آبی، شیر در 16 ثانیه باز می شود. با اتصال سیم کنترل قهوه ای، شیر در 16 ثانیه بسته می شود. اگر هر دو سیم کنترل قطع شوند، شیر در موقعیت فعلی باقی می ماند. به این ترتیب می توان موقعیت سوپاپ را تنظیم کرد. هرگز سیم های کنترل آبی و قهوه ای را به طور همزمان وصل نکنید، زیرا باعث آسیب رساندن به محرک می شود. محرک فقط در هنگام باز و بسته شدن انرژی مصرف می کند.

نمودار سیم کشی یک محرک الکتریکی AC 3 نقطه ای

اکچویتور برقی 2 نقطه ای AW1 AC

اتصال سیم کنترل (مشکی) دریچه را در 16 ثانیه باز می کند. هنگامی که سیم کنترل خاموش می شود، شیر در 16 ثانیه بسته می شود. محرک فقط در هنگام باز و بسته شدن انرژی مصرف می کند.

نمودار سیم کشی یک محرک الکتریکی 2 نقطه ای AC

اکچویتور برقی 3 نقطه ای AW1 DC

با اتصال سیم کنترل قهوه ای، شیر در 6 ثانیه بسته می شود. اتصال سیم کنترل مشکی باعث می شود که شیر در 6 ثانیه باز شود. اگر هر دو سیم کنترل متصل باشند، شیر در موقعیت فعلی باقی می ماند. به این ترتیب می توان موقعیت سوپاپ را تنظیم کرد. هرگز سیم های کنترل سیاه و قهوه ای را همزمان وصل نکنید! این به محرک آسیب می رساند. محرک فقط در هنگام باز و بسته شدن انرژی مصرف می کند.

نمودار سیم کشی یک محرک الکتریکی 3 نقطه ای DC

استانداردها

درجه حفاظت IP (IEC 60529)

محرک های شیر الکتریکی دارای درجه حفاظت IP (محافظت از ورود) هستند. رتبه IP درجه حفاظت محرک را در برابر گرد و غبار، آب و سایر خطرات محیطی مشخص می کند. رتبه IP 54 محرک های شیر توپی سری AW به این معنی است که این محرک ها تا حدی از گرد و غبار محافظت می شوند و می توانند در برابر پاشش آب مقاومت کنند.

نوع وظیفه (IEC 60034-1)

این یک استاندارد بین المللی IEC (کمیسیون های بین المللی الکترو فنی) برای دستگاه های الکتریکی چرخان است. برای محرک های الکتریکی، نوع کار و چرخه کار موتورهای الکتریکی آنها را مشخص می کند. یک محرک با رتبه S2 30 دقیقه می تواند به طور مداوم به مدت 30 دقیقه کار کند و پس از آن موتور باید استراحت کند. پس از بازگشت دمای آن به دمای اتاق می توان آن را دوباره راه اندازی کرد.

ATEX

دستورالعمل‌های ATEX مشخص می‌کنند که چه تجهیزاتی می‌توانند به طور ایمن در یک محیط انفجاری کار کنند. گواهی ATEX برای یک محرک به این معنی است که محرک در یک محیط خاص ضد انفجار است. برای تعیین اینکه آیا به محرک ATEX نیاز دارید یا نیاز به درک بیشتر برچسب ATEX خود دارید، نمودار جریان ما را ببینید.

دستورالعمل ولتاژ پایین (LVD) 2014/35/EU

گواهی LVD تضمین می کند که تجهیزات الکتریکی ولتاژ پایین، مانند محرک ها، حفاظت کافی را برای کاربران خود فراهم می کنند.

سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) 2014/30/EU

یک محرک دارای گواهی EMC نه ایجاد اختلالات الکترومغناطیسی می کند و نه تحت تأثیر قرار می گیرد.

مواد

اجزای روی محرک در یک محفظه فشرده قرار دارند. متداول ترین مصالح مسکن پلاستیک و آلومینیوم هستند. کاربردهای خاص ممکن است به مواد مسکن خاصی نیاز داشته باشد.

کاربردهای محرک شیر الکتریکی

محرک های الکتریکی یک چهارم دور برای کنترل از راه دور شیرهای توپی و پروانه ای استفاده می شود. آنها با ارائه کنترل از راه دور و خودکار، سهولت کار دریچه های یک چهارم چرخشی را بسیار افزایش می دهند. آنها همچنین گشتاور کافی را برای دریچه هایی که نیاز به گشتاور بالاتری نسبت به نیروی انسانی دارند فراهم می کنند. این عملگرها در اتوماسیون صنعتی، آبیاری، تامین آب، دوز مایعات، سیستم های گرمایشی و حمل و نقل یا انتقال سیال مورد استفاده قرار می گیرند.

معیارهای انتخاب محرک شیر الکتریکی

گشتاور

قدرت

سازگاری با نصب دریچه

درجه حرارت

رتبه بندی IP

مورد نیاز ATEX

بدون خرابی

مدولاسیون

نوع وظیفه و چرخه وظیفه

سوالات متداول

چگونه عملگرهای شیر برقی را سیم کشی و نصب کنیم؟

روش های نصب و سیم کشی برای محرک های الکتریکی بسته به مدل متفاوت است. با این حال، دستورالعمل های دقیق سیم کشی و نصب برای محرک های سری AW و AG را می توانید در اینجا بیابید.

برای خرید این محصول می توانید با شماره های زیر تماس یگیرید:

86031739-86047201-09128446731