電動(dòng)執(zhí)行器或者氣動(dòng)執(zhí)行器的選擇

隨著智能化工業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)閥門在工業(yè)領(lǐng)域是非常常用的，其中氣動(dòng)閥和電動(dòng)閥是用得比較多的兩種。比如美國(guó)威盾VTON品牌的進(jìn)口電動(dòng)蝶閥，進(jìn)口電動(dòng)球閥，進(jìn)口氣動(dòng)蝶閥，進(jìn)口氣動(dòng)球閥，進(jìn)口氣動(dòng)隔膜閥，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)的自動(dòng)化項(xiàng)目中；這兩種類型的閥門就涉及到兩種執(zhí)行器的選擇，那就是進(jìn)口電動(dòng)執(zhí)行器和進(jìn)口氣動(dòng)執(zhí)行器的選擇；本文詳細(xì)進(jìn)行介紹，討論電動(dòng)執(zhí)行器與氣動(dòng)執(zhí)行器的區(qū)別和優(yōu)劣勢(shì)，以便消費(fèi)者選型。

1）驅(qū)動(dòng)能源

1.1 驅(qū)動(dòng)源獲得的難易程度

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)源是電源，無論是三相電源還是單相電源，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)都很方便獲取。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)源是氣源，需要專門配套氣源站、鋪設(shè)管線，施工較為繁瑣，增加預(yù)算。氣源一般為壓縮空氣，所以還要配以大型的空氣壓縮機(jī)。

1.2 對(duì)驅(qū)動(dòng)源的要求

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電源電壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，電機(jī)可以正常工作。一般波動(dòng)范圍在額定電壓的±10%

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：氣源不能含油，含水，含雜質(zhì)。不潔凈的氣體將會(huì)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門定位器的正常運(yùn)行和壽命。

1.3 節(jié)能

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：僅在改變控制閥開度時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)，到達(dá)所需開度時(shí)電機(jī)斷電。待機(jī)狀態(tài)只需少量供電維持控制單元的運(yùn)作。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在整個(gè)控制閥運(yùn)行和待機(jī)狀態(tài)中都需要有一定的氣壓，氣壓下降時(shí)，壓縮機(jī)就要運(yùn)行增壓。

2）應(yīng)用范圍

2.1 動(dòng)作方式

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：配置靈活，動(dòng)作方式有：直行程，角行程，多回轉(zhuǎn)。可以用于控制所有類型的閥門。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通常只有直行程和角行程兩種類型，通常用于控制直行程調(diào)節(jié)閥，蝶閥，球閥等，一般情況無法控制閘閥，截止閥等閥門。

2.2 大力矩角行程閥門控制

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：可實(shí)現(xiàn)幾十萬Nm 力矩，且組合靈活，體積相對(duì)較小，容易實(shí)現(xiàn)。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：也可實(shí)現(xiàn)幾萬Nm 的扭矩，但體積將會(huì)非常龐大，不便于安裝使用。

2.3 防爆場(chǎng)合

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電機(jī)、控制單元等電子電器元件在故障狀態(tài)時(shí)有可能產(chǎn)生電火花，需要進(jìn)行特殊的隔爆處理才能用于易燃易爆的場(chǎng)合。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)能源是氣源（空氣或者惰性氣體），不存在高壓強(qiáng)原件，不易產(chǎn)生電火花，安全性能高。

3）產(chǎn)品性能

3.1 耐高溫

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：即使控制器分體安裝，但主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中因?yàn)殡姍C(jī)、傳感器等元器件的正常運(yùn)行受環(huán)境溫度的限制，耐環(huán)境溫度一般不超過80°C

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：閥門定位器分體安裝后，主體（氣缸）可以選用耐高溫型產(chǎn)品，耐環(huán)境高溫可達(dá)100°C以上或者更高。

3.2 抗震性能

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：有大量機(jī)械、電子元件構(gòu)成，其正常運(yùn)行和壽命受震動(dòng)影響大。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可動(dòng)部件少，對(duì)震動(dòng)不敏感。

3.3 運(yùn)行速度

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通過不同類型的齒輪箱減速后，不同型號(hào)產(chǎn)品具有快慢不等的輸出速度，運(yùn)行速度一般不可調(diào)。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通過氣源信號(hào)根據(jù)使用需求調(diào)節(jié)運(yùn)行速度的快慢，并且可以達(dá)到較快的運(yùn)行速度。氣動(dòng)執(zhí)行器的相應(yīng)速度一般比電動(dòng)的快，比如美國(guó)威盾VTON品牌的同樣規(guī)格DN50的球閥，進(jìn)口電動(dòng)球閥的相應(yīng)時(shí)間需要13秒左右，進(jìn)口氣動(dòng)球閥的相應(yīng)時(shí)間需要3-5秒左右。

3.4、過載能力及壽命

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電機(jī)超出使用條件的頻繁動(dòng)作或過載時(shí)，容易發(fā)熱，導(dǎo)致產(chǎn)品熱保護(hù)并中途停機(jī)，長(zhǎng)期大負(fù)荷也會(huì)加大傳動(dòng)齒輪的磨損。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：適應(yīng)頻繁滿負(fù)載動(dòng)作，運(yùn)行壽命長(zhǎng)。

3.5、保護(hù)功能

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在斷電、斷信號(hào)等故障情況下，可通過自身的機(jī)械自鎖實(shí)現(xiàn)保位。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：因?yàn)闅庠吹目蓧嚎s性，在斷電、斷氣、斷信號(hào)等故障情況下，很難實(shí)現(xiàn)保位，必須加配帶有保位功能的定位器。

3.6、控制精度

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：抗偏離能力好，輸出的推力或力矩穩(wěn)定，可以很好的克服介質(zhì)的不平衡力，達(dá)到對(duì)工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制。通常智能電動(dòng)執(zhí)行器的控制精度在1%。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：因?yàn)闅庠吹目蓧嚎s性和要克服閥門填料、閥桿、工藝介質(zhì)的摩力，可能導(dǎo)致閥位的階躍變化，影響執(zhí)行器的定位精度。在氣源穩(wěn)定的情況下，國(guó)內(nèi)智能閥門定位器控制精度可達(dá)1%，而一些進(jìn)口定位器精度可實(shí)現(xiàn)0.1%。比如選配美國(guó)威盾VTON品牌定位器的話。

3.7、故障安全

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在失去電源的情況下，如果實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉和打開，需要選擇電容復(fù)位或彈簧復(fù)位型產(chǎn)品。

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在失去電源的情況下，可以實(shí)現(xiàn)彈簧復(fù)位功能，比電動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)。

4）常見誤區(qū)

4.1、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度慢，有快開快關(guān)要求的閥門要選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)？

一般認(rèn)為對(duì)于角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無法達(dá)到小于10s/90°的運(yùn)行時(shí)間。實(shí)際上，通過配置大功率高轉(zhuǎn)數(shù)電機(jī)和適當(dāng)?shù)臏p速機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)行的功能。

4.2、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更經(jīng)濟(jì)？

一般認(rèn)為電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括電機(jī)、伺服控制、減速機(jī)等，價(jià)格更高。盡管氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單機(jī)價(jià)格確實(shí)不高，但對(duì)于氣動(dòng)執(zhí)行器，包括氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門定位器、伺服放大器、電磁閥、保衛(wèi)器、空氣過濾減壓器、位置反饋系統(tǒng)等，再加上需要配置氣源，建設(shè)壓縮機(jī)站，鋪設(shè)管路，整體成本并不低。

不論電動(dòng)還是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，兩者都有自身的產(chǎn)品特點(diǎn)，選型時(shí)，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，考慮使用因素到尺寸、供應(yīng)壓力要求、安全性、可靠性和成本考慮等等，選擇適合自身?xiàng)l件的產(chǎn)品，才是實(shí)現(xiàn)閥門自動(dòng)化控制的途徑！