[实用新型]一种执行时间可调的电动阀门执行器控制装置

说明书

本实用新型公开了一种执行时间可调的电动阀门执行器控制装置，包括以直流无刷电机驱动的电动阀门执行器，控制器以单片机为核心，通过液晶显示屏与操作按钮的组合操作，设定阀门的执行时间，计算出阀门直流无刷电机转速与直流无刷电机PWM驱动电路的换相频率，驱动阀门按照预定的执行时间长度运行。本实用新型通过液晶显示屏设定电动阀门执行器的执行时间，相比现有阀门执行时间不可调的现状，根据控制的需要灵活设定阀门的执行时间，以应对不同的工况。

技术领域

本实用新型属于流体机械领域，涉及增量式调节的电动阀门执行器，特别涉及一种执行时间可调的电动阀门执行器控制装置。

背景技术

电动阀门是过程工业中重要的流体流量控制装置，是一种重要的流体流量控制元件。目前在工业上应用的电动阀门执行器通常由异步电机或同步电机驱动，采用增量式调节规律，接收上位控制系统发出的开阀调节信号或关阀调节信号，并将其转换为正相序与反相序的驱动电流，从而驱动电机正转或反转，再通过传动机构驱动阀芯朝开度变大或变小的方向运动，实现管道内流体流量的调节，此类阀门的结构及控制原理如图1所示。

图1中(a)为现有的普通电动调节阀的结构示意图，1为阀门驱动电机，多为异步电机或同步电机，2为阀门传动机构，3为阀杆，4为调节阀体。图1中(b)为现有电动调节阀门的典型控制系统原理图，以绕组7为三相电机绕组为例说明，工频三相交流电分别接入正转控制固态继电器5及反转固态继电器6，当正转固态继电器5导通时，阀门电机绕组7通过正相序的交流电，阀门电机正转(或反转)，从而驱动阀门朝开大(或关小)方向运转；当反转固态继电器6导通时，阀门电机绕组7通过反相序的交流电，阀门电机反正转(或正转)，从而驱动阀门朝关小(或开大)方向运转，实现阀位调节。此类阀门的驱动电机1还有单相电机型、直流电机型、同步电机型等，但工作原理基本相同，均是通过正转或反转控制继电器(或其他电路开关器件)来控制阀门驱动电机1的正转或反转实现阀位的增量式调节。

此类阀门的特点是，阀门驱动电机的转速是固定的，以4极绕组的三相异步电机为例，额定转速在1450转左右，单相电机的额定转速也是固定的，在阀门传动系统减速比固定的条件下，阀门的执行时间是不可调整的。阀门从全开到全关状态经历的时间长度称为阀门的执行时间，常见的规格有15秒、30秒、60秒、120秒等。在增量式调节规律中，认为阀门的动作增量与控制信号的持续时间长度成正比例。阀门在运行时，往往需要在某一开度附近不停地开大或者关小。当控制信号接通驱动电流后，阀门电机需要从静止加速到额定转速，运行一段时间；当控制信号断开驱动电流后，阀门电机及传动系统的惯性会使阀门继续转动一段时间。若接通阀门动作的控制信号时间过于短暂，由于阀门电机及传动系统惯性的原因，阀门不能够产生相应的转动，或者阀门的动作增量与控制信号的持续时间长度不成线性比例关系，阀门的调节性能变差。因此，对于此类阀门，存在最小动作时间的问题，阀门能够产生与控制信号作用时间长度成线性比例关系的最短时间称为最小动作时。阀门执行时间与最小动作时间的比值，称为阀门的最大操作步数。现代过程工业日益精细化、高标准的生产，希望阀门具有更高的调节精度，希望阀门能具有更多的操作步数和较短的动作时间。相反，有的工况希望阀门能够快速关闭或者打开，这时阀门的执行时间越短越好。

针对这一问题，如果能研发一种执行时间长度可调的电动阀门执行器，在需要长执行时间的工况下，阀门具有更多的操作步数，够提高阀门执行器的定位精度；在需要短执行时间的工况下，可将阀门执行时间设定成短时间，以提高阀门定位速度或缩短开闭时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种执行时间可调的电动阀门执行器控制装置，以克服现有电动调节阀执行时间不可调的问题，本实用新型能够依靠阀门直流无刷电机驱动及相应的控制系统，实现阀门执行时间的调整，能根据工况设定阀门的执行时间，适应不同工况对执行时间长度的要求。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：