Elektrischer Betätigungsmechanismus

Das elektrische Regelventil ist ein wichtiges Steuerungsinstrument in der industriellen Prozessautomatisierung. Es besteht aus einem elektrischen Stellantrieb und einem Regelventil, die durch mechanische Verbindung, Montage, Inbetriebnahme und Installation zusammengefügt werden. Das elektrische Regelventil ist das zentrale Instrument zur Einstellung von Temperatur und Druck des Mediums in der Rohrleitung, und seine Funktion hat direkten Einfluss auf den sicheren Betrieb des gesamten Systems.  1. Der grundlegende Aufbau eines elektrischen Steuerventils Der obere Teil des elektrischen Steuerventils ist der Aktor. Er empfängt das vom Regler ausgegebene 0–10 mA D oder 4–20 mA D, wandelt es in die entsprechende lineare Auslenkung um und betätigt so das untere Steuerventil, um den Durchfluss des Fluids direkt zu regeln. Die Aktoren verschiedener Arten von elektrischen Steuerventilen sind im Prinzip gleich, die Bauweise des Steuerventils (Regelmechanismus) variiert jedoch aufgrund unterschiedlicher Einsatzbedingungen.  2. Der grundlegende Aufbau eines elektrischen Aktuators Der elektrische Stellantrieb besteht im Wesentlichen aus einem isolierten elektrischen Teil und einem Getriebeteil. Der Motor dient als Verbindungselement zwischen diesen beiden Teilen. Der Motor des elektrischen Steuerventils erzeugt das Drehmoment entsprechend den Steueranforderungen und überträgt es über ein mehrstufiges Stirnradgetriebe auf die Trapezgewindespindel. Diese wandelt das Drehmoment über das Gewinde in eine Schubkraft um. Die Trapezgewindespindel überträgt so die lineare Bewegung über die selbsthemmende Abtriebswelle auf die Ventilspindel. Die Abtriebswelle des Stellantriebs verfügt über einen drehfesten Ring, der ein unbeabsichtigtes Durchdrehen verhindert. Die radiale Arretierung der Abtriebswelle dient gleichzeitig als Positionsanzeige. Ein mit dem Anschlagring der Abtriebswelle verbundener Anschlagbolzen bewegt sich synchron mit der Abtriebswelle. Die Verschiebung der Abtriebswelle wird über eine mit dem Anschlagbolzen verbundene Zahnstange in ein elektrisches Signal umgewandelt und der intelligenten Steuereinheit als Vergleichssignal und Ventilpositionsrückmeldung zugeführt. Gleichzeitig kann der Hub des elektrischen Stellantriebs auch durch die beiden Hauptendschalter auf der Zahnstangenplatte begrenzt und durch zwei mechanische Endschalter geschützt werden.  3. Funktionsprinzip des elektrischen Stellantriebs Der kompakter elektrischer Aktuator Der Regler nutzt den Elektromotor als Antriebsquelle und Gleichstrom als Steuer- und Rückkopplungssignal. Bei Eingangssignal wird dieses mit dem Positionssignal verglichen. Überschreitet die Abweichung beider Signale den festgelegten Totbereich, erzeugt der Regler eine Leistungsabgabe und treibt den Servomotor an, um die Abtriebswelle des Getriebes so zu drehen, dass die Abweichung reduziert wird, bis sie unterhalb des Totbereichs liegt. Anschließend stabilisiert sich die Abtriebswelle in der Position, die dem Eingangssignal entspricht.  4. Controller-Struktur Die Steuerung besteht aus der Hauptsteuerplatine, Sensoren, Bedientasten mit LEDs, Phasentrennkondensatoren, Anschlussklemmen usw. Der intelligente Servoverstärker basiert auf einem dedizierten Mikroprozessor und wandelt das analoge Signal sowie das Widerstandssignal der Ventilposition über die Eingangsschleife in ein digitales Signal um. Der Mikroprozessor zeigt das Ergebnis an und gibt nach Durchlaufen der KI-Steuerungssoftware entsprechend dem Abtastwert das Steuersignal aus.