在工業自動化控制系統中,電動執行器作為將控制信號轉化為機械動作的關鍵部件,驅動閥門、擋板等設備運行。其性能優劣,很大程度取決于結構形式,不同結構適配不同工況。本文將詳解電動執行器核心結構,助你精準選型。
一、直行程電動執行器 直線運動的 “推拉高手”
結構組成核心部件包括驅動電機(直流 / 交流)、減速機構(齒輪 / 蝸輪蝸桿)、絲杠螺母傳動機構、導向裝置、位置反饋單元(如電位器、編碼器)和外殼。
圖:直行程電動執行器
工作原理
控制信號觸發電機運轉→減速機構放大扭矩→絲杠旋轉帶動螺母直線移動→推桿伸出 / 縮回→驅動閥門(如閘閥、截止閥)的閥桿上下運動,實現開關或流量調節。
圖:直行程電動執行器結構圖
優勢、適用場景
優勢:直線運動精度高,推力輸出穩定,結構緊湊,適合短距離往復運動;
適用場景:需直線驅動的設備,如閘閥、截止閥、調節閥(用于水處理、化工管道的流量控制)、升降式擋板等。
二、角行程電動執行器 旋轉運動的 “扭轉專家”
核心部件為驅動電機、減速機構(行星齒輪 / 諧波齒輪)、輸出軸(帶轉角限制器)、位置傳感器、扭矩保護裝置。
圖:角行程電動執行器(配蝶閥)
工作原理
控制信號驅動電機轉動→減速機構降低轉速、提升扭矩→輸出軸按設定角度旋轉(如 90°)→帶動閥門(如蝶閥、球閥)的閥芯旋轉,實現開關或調節。
圖:部分回轉硬密封電動蝶閥
優勢、適用場景
優勢:旋轉角度精準可控,響應速度快,安裝空間小,適合低負載、小轉角需求;
適用:需旋轉驅動的設備,如蝶閥、球閥、旋塞閥(用于供暖、空調系統的管道開關)、風門擋板等。
三、多回轉電動執行器高扭矩的 “旋轉大力士”
結構相對復雜,包括大功率驅動電機、多級減速機構(齒輪 + 蝸輪蝸桿)、輸出軸(無固定轉角限制)、扭矩傳感器、行程控制單元。
圖:多回轉電動執行器
工作原理
電機經多級減速后,帶動輸出軸連續旋轉→通過多圈旋轉驅動閥門(如閘閥、截止閥)的閥桿緩慢升降→適合需要大扭矩、長行程驅動的場景。
圖:多回轉電動執行器 (配截止閥)
優勢、適用場景
優勢:扭矩輸出大(可達數千牛?米),行程長,適合高負載、深閥桿的設備;
適用:大口徑閘閥、截止閥(用于石油、天然氣長輸管道)、大型閘門(如水利工程的防洪閘門)等。
四、三類結構形式對比 一張表看懂差異
結構相對復雜,包括大功率驅動電機、多級減速機構(齒輪 + 蝸輪蝸桿)、輸出軸(無固定轉角限制)、扭矩傳感器、行程控制單元。
三種電動執行器對比
運動形式 | 核心部件 | 輸出扭矩 | 適用閥門 | 應用場景 | |
直行程 | 直線伸縮 | 絲杠螺母機構 | 中低 | 閘閥、截止閥、調節閥 | 化工管道、水處理設備 |
角行程 | 0-90°旋轉 | 行星齒輪 或 諧波齒輪 | 中低 | 蝶閥、球閥、旋塞閥 | 供暖空調、食品加工管道 |
多回轉 | 連續多圈旋轉 | 多級齒輪 + 蝸輪蝸桿 | 高 | 大口徑閘閥、截止閥 | 石油管道、水利工程閘門 |
五、根據結構形式選對執行器 選型關鍵
了解結構形式后,選型時需重點關注 3 個維度:
工況需求
若管道壓力高、閥門口徑大(如 DN300 以上),優先選多轉式;若需精準調節流量,直行程更合適;若安裝空間小,角行程是首選
負載能力
根據閥門的 “開啟扭矩” 選擇 —— 蝶閥、球閥扭矩小,角行程足夠;閘閥、截止閥扭矩大,需直行程或多轉式。
控制精度
需高頻調節(如化工反應釜進料閥),選帶高精度編碼器的直行程或角行程;只需開關控制(如防洪閘門),多轉式更經濟。
電動執行器的結構形式關乎其性能發揮與系統適配。直行程、角行程、多回轉各有所長,按需選型才能保障工業自動化系統高效運轉。
你在選型中踩過哪些 “坑”?歡迎評論區交流經驗、共解難題!