[实用新型]一种用于多回转电动执行器的力矩保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动执行器的保护装置，尤其是涉及用于多回转电动执行器的力矩保护装置。

背景技术

在现有技术中，电动执行器是采用检测电流方式进行力矩保护，电流与力矩无直接线性比例关系，力矩检测误差大，无法可靠保护电动执行器操作的阀门。设计出一款准确检测电动执行器力矩的保护装置是本申请人致力于研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种能够准确检测电动执行器力矩从而能够准确保护电动执行器操作的阀门的用于多回转电动执行器的力矩保护装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于多回转电动执行器的力矩保护装置，包括有效功检测电路、角速度传感器、电动执行器的控制电路和处理器，有效功检测电路、角速度传感器、电动执行器的控制电路与处理器连接。P=M×ω ，P-有效功，M-力矩，ω-角速度，M= P/ω，角速度传感器检测得到角速度ω，有效功检测电路检测获得P，电动执行器的转速是恒定的，P和M成线性比例关系，因此可以通过检测有效功的方式检测力矩M，从而可以达到检测力矩保护阀门的目的。采用有用功方式检测力矩可以达到±10%的检测精度，不受温度、电压波动的影响，非接触式力矩检测无磨损、使用寿命长、可靠性高，完全可以满足现场阀门的可靠保护，提高了执行器现场使用的可靠性。

所述的有效功检测电路包括电压采集电路、电流采集电路、电压与电流相位角偏差检测电路和单片机，单片机分别于电压采集电路、电流采集电路、电压与电流相位角偏差检测电路连接。P=U*I*COSΦ，U和I通过电压采集电路和电流采集电路采样获得，电流或电压的正弦波通过电压与电流相位角偏差检测电路的比较器输出方波，电流和电压转换的方波输入给单片机，单片机检测方波的时间差即为U、I相位角偏差，通过单片机能够获得有效功P的值。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

采用有用功方式检测力矩可以达到±10%的检测精度，不受温度、电压波动的影响，非接触式力矩检测无磨损、使用寿命长、可靠性高，完全可以满足现场阀门的可靠保护，提高了执行器现场使用的可靠性。

附图说明

图1是用于多回转电动执行器的力矩保护装置的结构示意图。

图2是有效功检测电路图。

图3是U、I相位角检测电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种用于多回转电动执行器的力矩保护装置，包括电动执行机构的电机1，电机上设置有角速度传感器2、电机控制电路3、用于检测电机电压的电压采集电路4、用于采集电机电流采集电路5和电压与电流相位角偏差检测电路6，电压采集电路4、电流采集电路5、电压与电流相位角偏差检测电路6与单片机7连接，单片机7、角速度传感器、电机控制电路3与处理器8连接。

电压采集电路4采集电机的电压U，电流采集电路5采集电机的电流I，电压与电流相位角偏差检测电路6采集U、I相位角偏差Φ，根据P=U*I*COSΦ获得有效功P的值。角速度传感器2采集电机的角速度ω，根据M= P/ω可以获得电机的力矩M的值。

根据电机的力矩值，当电机的力矩过大超过阀门设定的极限值时，电机控制电路停止驱动，保护了阀门和电动执行机构。

如图2所示，有效功检测电路图，包括电流采样电路1、电压采样电路2和电流电压有效值检测电路3。电流通过电流互感器采样，电压通过电压互感器采样，电压和电流采样后得到50HZ交流正弦波，通过电路3采集电流和电压的有效值并将采集结果传给单片机。

如图3所示，U、I相位角检测电路图，图3为电压波形转换电路，电压通过电压互感器转换为50HZ交流正玄波，正玄波与电压基准源通过比较器比较转换为方波。

电流波形转换电路同理，将转换得到的两组波形经单片机采集得到电压、电流波形的相位差。