电动调节阀的结构与工作原理

电动调节阀的结构与工作原理

一、电动调节阀的基本结构

电动调节阀上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC或4～20mADC信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。

各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。

二、电动执行机构的基本结构

其电动执行器主要是由相互隔离的电气部分和传动部分组成，电机作为连接两个隔离部分的中间部件。电机按控制要求输出转矩，通过多级正齿轮传递到梯形丝杆上，梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。

因此梯形螺杆通过自锁的输出轴将直线行程传递到阀杆。执行机构输出轴带有一个防止传动的止转环，输出轴的径向锁定装置也可以做动位置指示器。

输出轴止动环上连有一个旗杆，旗杆随输出轴同步运行，通过与旗杆连接的齿条板将输出轴位移转换成电信号，提供给智能控制板作为比较信号和阀位反馈输出。同时执行机构的行程也可由齿条板上的两个主限位开关开限制，并由两机械限位保护。

三、执行机构工作原理

电动执行机构是以电动机为驱动源、以直流电流为控制及反馈信号，原理方块图如下图所示。

当控制器的输入端有一个信号输入时，此信号与位置信号进行比较，当两个信号的偏差值大于规定的死区时，控制器产生功率输出，驱动伺服电动机转动使减速器的输出轴朝减小这一偏差的方向转动，直到偏差小于死区为止。此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。

四、控制器结构

控制器由主控电路板、传感器、带LED 操作按键、分相电容、接线端子等组成。智能伺服放大器以专用单片微处理器为基础，通过输入回路把模拟信号、阀位电阻信号转换成数字信号，微处理器根据采样结果通过人工智能控制软件后，显示结果及输出控制信号。

五、调节阀的基本结构

调节阀与工艺管道中被调介质直接接触，阀芯在阀体内运动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，即改变阀门的阻力系数就可以对工艺参数进行调节。

下图给出直通单阀座和直通双阀座的典型结构，它由上阀盖(或高温上阀盖)、阀体、下阀盖、阀芯与阀杆组成的阀芯部件、阀座、填料、压板等组成。

直通单阀座的阀体内只有一个阀芯和一个阀座，其特点是结构简单、泄漏量小(甚至可以完全切断)和允许压差小。因此，它适用于要求泄漏量小，工作压差较小的干净介质的场合。在应用中应特别注意其允许压差，防止阀门关不死。

直通双座调节阀的阀体内有两个阀芯和阀座。它与同口径的单座阀相比，流通能力约大20%～25%。因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相互抵消，但上、下两阀芯不易同时关闭，因此双座阀具有允许压差大、泄漏量较大的特点。

故适用于阀两端压差较大，泄漏量要求不高的干净介质场合，不适用于高粘度和含纤维的场合。

常见故障及解决方法

1. 执行器不动作,但控制模块电源和信号灯均亮

处理方法：检查电源电压是否正确；电动机是否断线；十芯插头从端到各线终端是否断线；电动机、电位器、电容各接插头是否良好；用对比互换法判断控制模块是否良好。

2. 执行器不动作, 电源灯亮而信号灯不亮

处理方法：检查输入信号极性等是否正确；用对比互换法判断控制模块是否良好。

3. 调节系统参数整定不当导致执行器频繁振荡

处理方法：调节器的参数整定不合适，会引起系统产生不同程度的振荡。对于单回路调节系统，比例带过小，积分时间过短，微分时间和微分增益过大都可能产生系统振荡。可以通过系统整定的方法，合理的选择这些参数，使回路保持稳定速度。

4. 执行器电机发热迅速、震荡爬行、短时间内停止动作

处理方法：用交流2V 电压档测控制模块输入端是否交流干扰动；检查信号线是否和电源线隔离；电位器及电位器配线是否良好；反馈组件动作是否正常。

5. 执行器动作呈步进、爬行现象、动作缓慢

处理方法：检查操作器传来的信号动作时间是否正确。

6. 执行器位置反馈信号太大或太小

处理方法：检查“零位”和“行程”电位器调整是否正确；更换控制模块判断。

7. 加信号后执行器全开或全关，限位开关也不停

处理方法：检查控制模块的功能选择开关是否在正确位置；“零位”和“行程”电位器调整是否正确；更换控制模块判断。

8. 执行器震荡、鸣叫

处理方法：主要是因为灵敏度调得太高，不灵敏区太小，过于灵敏，致使执行器小回路无法稳定而产生振荡，可逆时针微调灵敏度电位器降低灵敏度；流体压力变化太大，执行机构推力不足；调节阀选择大了、阀常在小开度工作。

9. 执行器动作不正常，但限位开关动作后电机不停止

处理方法：检查限位开关、限位开关配线是否有故障；更换控制模块判断。

10. 执行器皮带断

处理方法：检查执行器内部传动部分是否损坏卡住；“零位”和“行程”电位器调整是否正确；限位开关是否正确。