變頻電動執(zhí)行機構是對電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)中的動力部件電機作變頻控制的一種電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器),對電機實現(xiàn)變頻控制有諸多優(yōu)點,最主要的優(yōu)點是可以實現(xiàn)電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)的柔性啟動與關閉,另外還可實現(xiàn)可變輸出速度,如果遇緊急情況時可以以最快速度關閉閥門。
變頻技術不僅可以改變電機的轉速,還可以改變其輸出力矩,所以可以比較自由地設置電動執(zhí)行器(電動執(zhí)行機構)的輸出力矩,得用這一特性,在使用電動執(zhí)行器(電動執(zhí)行機構)時可以設定其正常工作狀態(tài)下輸出力矩,遇閥門卡瑟時可以比正常輸出力矩更大的力矩來克服卡瑟。
變頻電動執(zhí)行器的原理是一種電源逆變技術,由變頻電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)控制電路里的變頻模塊來完成,它把交流電源輸入先整流成直流,然后利用PWM技術控制功率器把直流逆變成電壓頻率可調的交流電,進而控制電機的運行。
傳統(tǒng)變頻控制器采用IGBT作為功率器件,如果保護措施不完善,將很容易損壞IGBT,隨著電子技術的發(fā)展,近年來帶驅動和保護電路的智能功率模塊(IPM)相繼面市。IPM是將三相逆變IGBT、驅動電路以及保護電路集成在一塊芯片上,這樣使用上更加方便,產品更加穩(wěn)定可靠。
變頻電動執(zhí)行機構(電動執(zhí)行器)所用電機基本原理同普通異步電機一樣,但它充分考慮到變頻單元在輸出頻率較低時,電機運行速度下降,電機的散熱條件卻大為惡化,于是在設計時對電機的機械結構包括線圈繞向、布線等均進行了優(yōu)化處理,保證在電機低頻運行時,因運行電流產生的發(fā)熱在電機限定范圍內,不影響電機的正常工作。
(1) 啟動電流小
起動電流最多也就是變頻電機的額定電流,而傳統(tǒng)的執(zhí)行機構能達到5—7倍左右。
(2) 接線無需考慮相序
因為變頻技術是先將交流整成直流,然后再逆變,所以接線時根據無需考慮電源相序問題,接線非常簡單。傳統(tǒng)電動執(zhí)行機構需考慮相序,或配用換向裝置。
(3) 開或關速度、力矩參數編程可調,在緊急狀態(tài)時,以設定的緊急速度到達設定的緊急位置。
(4)柔性開啟和關閉,對被調節(jié)機構無沖擊
變頻電動執(zhí)行機構采用電子定位技術,準確可靠,就好像用了變頻的電梯到達指定樓層時就會自動穩(wěn)定停止一樣。如在關閉閥門接近限位時的減速范圍可編程設置,既可實現(xiàn)“行程到達”自動減速停止,也可實現(xiàn)在
“力矩到達”后電機方停止,這樣可將閥門真正關“死”,防止泄漏。傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構使用限位開關,易超限或出故障,關閉閥門時不減速,對閥門造成沖擊,降低了閥門的使用壽命。
(5) 可方便實現(xiàn)能耗制動
能耗制動是一種電氣制動技術,吸收電機制動時產生的回饋能量,無磨損,無需維護。傳統(tǒng)的執(zhí)行機構采用機械式抱閘制動,機械磨損大,故障率高,維護量大。
1、用在控制質量要求高、靜差小的場合。
很多自動控制系統(tǒng)對控制精度要求非常高,但常規(guī)電動調節(jié)閥靈敏度低、死區(qū)大。很難滿足使用要求。而智能變頻執(zhí)行機構有低速運轉微調功能,通過微調功能可克服系統(tǒng)靜差,能很好解決控制精度問題。
2、用來解決對象時間常數小、,調節(jié)閥振蕩等問題。
壓力、流量、液位被控對象時間常數小,控制過程中調節(jié)閥會頻繁動作,使電動機過熱。這時只有加大死區(qū),但控制質量會下降。智能變頻執(zhí)行機構具有軟啟動功能,使調節(jié)閥動作變緩,在電動機啟動電流降低的同時:使調節(jié)閥的振蕩大大減少。
3、解決調節(jié)閥口徑偏大的問題。
由于選型失誤,調節(jié)閥口徑選擇大了:會出現(xiàn)不少問題,嚴重時甚至無法工作。這時采用智能變頻執(zhí)行機構把調節(jié)閥運行速度調低:再設定調節(jié)閥上限工作點、流量特性改為等比特性,一般都能較好解決調節(jié)閥口徑選大的問題。
4、用于改變調節(jié)閥的用途。
智能變頻執(zhí)行機構具有多種流量特性,通過參數設定,可以方便地改變調節(jié)閥的流量特性。通過設定可以改變調節(jié)閥的作用方式;通過設定調節(jié)閥的上、下限來改變閥的流量大小。