[发明专利]全能型多转式电动执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及电动执行机构，特别涉及一种全能型多转式电动执行机构。

背景技术

电动执行机构是利用电能作为动力源的执行机构。现有技术中电动执行机构被广泛用于化工、石化、电力、天然气等行业，其通过驱动管道阀门对工业过程进行控制。目前，电动执行机构一般由电动机、减速器、控制器、手动轮、输出轴和壳体构成。在工业现场的应用中，电动执行机构被要求除了能以开关或调节方式进行电动操作外，还需要配置手动轮进行人力手动操作，同时还需要在运行过程中能够提供一系列安全操作方面的设置、保护和报警功能。

目前，传统电动执行机构在结构、功能和操作上普遍存在着如下不足或缺陷：

1)无论采用开关还是调节方式进行操作，均不能实现调速控制，以致于电动执行机构在起动和停止时产生不良电气或机械冲击，同时还容易造成电动执行机构的惰走和振荡；

2)手动和电动操作的切换通过人工进行，费力费时；

3)采用增量型传感器必须使用电池才能保证在断电后阀位数据不会丢失；

4)外形结构复杂、笨重，而且现场安装时还会受到一些位置或方向的限制。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种外形结构简单，整体结构紧凑，安装位置和方向比较灵活，能实现调速控制和绝对位置编码，手动/电动之间的切换无须人工干预、省时省力的全能型多转式电动执行机构。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

全能型多转式电动执行机构，包括壳体、电动机、蜗轮减速器、手动轮和输出轴，其特征在于：所述壳体为T型结构，壳体上制有五面端口，所述电动机和手动轮分别安装在壳体前端口和上端口位置，所述壳体的一侧端口安装有速度控制器和操作面板，所述速度控制器用于控制电动机起动、停止和运行及调节其转速，所述壳体的另一侧端口安装有接线端子，所述壳体的下端口为与外界阀门连接的输出端；所述蜗轮减速器与手动轮之间设有无扰切换结构；所述电动执行机构还包括输出轴角位移检测装置，所述角位移检测装置由位置传动轴及安装在其上的绝对位置编码器构成，所述位置传动轴由输出轴驱动。

本发明还可以采取的技术方案为：

所述速度控制器由输入输出单元、主处理单元和三相交流驱动单元构成；

所述输入输出单元由输入输出控制芯片及外围电路、一组七个光电耦合器及一组十个继电器构成；光电耦合器作为输入接口电路接收外部信号，继电器作为输出接口电路用于输出内部信号，输入输出控制芯片用以将各光电耦合器输入的并行输入信号转换成串行信号后传输给主处理单元，同时将主处理单元输出的串行信号转换成并行信号后通过各继电器输出；

所述主处理单元由主控芯片及外围电路构成，该芯片中的存储器内烧写有主控制软件程序，所述主处理单元分别与输入输出单元、操作面板、绝对位置编码器及电动机的过热/过载传感器连接，其用于接收远端输入信号、近端输入信号、阀位数据信号及电动机过热/过载信号，信号经处理、数据运算后，输出给三相交流驱动单元，以控制电动机的运转；

所述三相交流驱动单元由变频控制芯片及外围电路、D1～D6整流二极管、Q1～Q6绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成；D1～D6整流二极管用以将工频三相交流电源整流成直流电源，Q1～Q6绝缘栅双极晶体管用以将直流电源调制成电压和频率均可调节的三相交流电源；变频控制芯片用于控制Q1～Q6绝缘栅双极晶体管的通断时序。

所述绝对位置编码器采用霍尔多圈绝对位置编码器，其包括外壳和电路板，所述外壳内安装有依次进位连接的多级计数齿轮，所述每级计数齿轮由齿轮本体及与其整体加工成型沿轴向设置的一个进位齿构成，相邻级计数齿轮之间安装有进位齿轮，所述进位齿轮分别与前一级计数齿轮的进位齿和后一级计数齿轮的齿轮本体连接；第一级计数齿轮的底端制有轴孔或轴伸结构；所述每级计数齿轮的顶端中心位置均固装有一块磁钢，所述电路板上与每块磁钢对正的位置均安装有一个霍尔传感器。

所述每个进位齿轮上均设有一组压紧定位结构，所述压紧定位结构由设在进位齿轮上两齿之间的滚珠及压紧在滚珠上的弹性元件构成。