執行機構一般包括氣動執行器、電動執行器、液動執行器這三種。執行機構最廣泛的定義是:可以提供直線或者旋轉運動的驅動裝置,利用驅動能源並在控製信號的作用下,對一些設備和裝置進行自動操作,控製其開關和調節,代替人工作業。執行單元是過程控製工業裏的終端控製單元,通常由閥門和執行機構組成。本文主要討論電動執行器與氣動執行器的區別和優劣勢,5大方麵20個點全角度去帶大家了解兩者的區別。
1)驅動能源
1.1 驅動源獲得的難易程度
電動執行機構:驅動源是電源,無論是三相電源還是單相電源,在工業現場都很方便獲取。
氣動執行機構:驅動源是氣源,需要專門配套氣源站、鋪設管線,施工較為繁瑣,增加預算。氣源一般為壓縮空氣,所以還要配以大型的空氣壓縮機。
得銳自動化評述:各類型工業現場,電源都很容易獲取。一些小型設備的配套執行器,用電動方案會更方便(通常小設備是沒有壓縮氣體的,例如:壓板機,盾構機等)
1.2 對驅動源的要求
電動執行機構:電源電壓在一定範圍內波動時,電機可以正常工作。一般波動範圍在額定電壓的±10%
氣動執行機構:氣源不能含油,含水,含雜質。不潔淨的氣體將會影響執行機構和閥門定位器的正常運行和壽命。
得銳自動化評述:電源更容易保證供電質量。氣源需使用氣體過濾裝置,維護檢測工作較多,但是現在一般工廠都會有氣源。
1.3 節能
電動執行機構:僅在改變控製閥開度時,需要驅動電機,到達所需開度時電機斷電。待機狀態隻需少量供電維持控製單元的運作。
氣動執行機構:在整個控製閥運行和待機狀態中都需要有一定的氣壓,氣壓下降時,壓縮機就要運行增壓。
得銳自動化評述:通常來說,電動執行機構比氣動執行機構更省電節能。
2)應用範圍
2.1 動作方式
電動執行機構:配置靈活,動作方式有:直行程,角行程,多回轉。可以用於控製所有類型的閥門。
氣動執行機構:通常隻有直行程和角行程兩種類型,通常用於控製直行程調節閥,蝶閥,球閥等,一般情況無法控製閘閥,截止閥等閥門。
得銳自動化評述:電動執行機構可以方便的實現多回轉的動作方式,其結構形式比較靈活,尤其是用於控製閘閥,截止閥等在工業現場有巨大使用量的閥門。氣動執行機構通常無法控製以上閥門。
2.2 大力矩角行程閥門控製
電動執行機構:可實現最大幾十萬Nm 力矩,且組合靈活,體積相對較小,容易實現。
氣動執行機構:也可實現幾萬Nm 的扭矩,但體積將會非常龐大,不便於安裝使用。
得銳自動化評述:較大力矩( 超過1 萬Nm)的90°回轉閥門,通常選用電動執行機構更合適一些。
2.3 防爆場合
電動執行機構:電機、控製單元等電子電器元件在故障狀態時有可能產生電火花,需要進行特殊的隔爆處理才能用於易燃易爆的場合。
氣動執行機構:驅動能源是氣源(空氣或者惰性氣體),不存在高壓強電原件,不易產生電火花,安全性能高。
得銳自動化評述:在石化、冶金、煤化工等行業的一些主裝置設備中,常含有石油、天然氣、煤氣等易燃易爆介質,出於安全考慮,通常會選用氣動執行器。而隔爆電動執行器通常用於油庫,罐區,油氣管線,煤氣管線等不便於鋪設氣路的場合。
3)產品性能
3.1 耐高溫
電動執行機構:即使控製器分體安裝,但主傳動結構中因為電機、傳感器等元器件的正常運行受環境溫度的限製,耐環境溫度一般不超過80℃。
氣動執行機構:閥門定位器分體安裝後,主體(氣缸)可以選用耐高溫型產品,耐環境高溫可達100℃以上或更高。
得銳自動化評述:智能一體化的電動和氣動執行器的工作環境溫度差不多。但控製單元與主體分體安裝後,氣動執行機構比電動執行機構更耐高溫一些。
3.2 抗震性能
電動執行機構:有大量機械、電子元件構成,其正常運行和壽命受震動影響較大。
氣動執行機構:整體結構簡單,可動部件少,對震動不敏感。
得銳自動化評述:氣動執行機構抗震性更強。
3.3 運行速度
電動執行機構:通過不同類型的齒輪箱減速後,不同型號產品具有快慢不等的輸出速度,運行速度一般不可調。
氣動執行機構:通過氣源信號根據使用需求調節運行速度的快慢,並且可以達到較快的運行速度
得銳自動化評述:氣動執行機構可實現快速動作響應,並且速度可調,提高調節效率。電動執行機構需要采用特殊電機和變速控製模塊才可實現調速運行。
3.4 過載能力及壽命
電動執行機構:電機超出使用條件的頻繁動作或過載時,容易發熱,導致產生熱保護並中途停機,長期大負荷也會加大對傳動齒輪的磨損。
氣動執行機構:適應頻繁滿負載動作,運行壽命長。閥門因為介質沉積可能會加大啟動扭距,使用氣動元件,可以在一定範圍內增加工作壓力以及作用力。
得銳自動化評述:氣動執行機構更加適應頻繁大負荷的調節動作,調節型氣動執行機構使用周期更長些,最高可達200萬次動作。調節型電動執行機構運行周期最高可達180 萬次動作。
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