EA002335B1 - An electrically operated valve or damper actuator having an electric motor directly coupled to the actuator drive shaft - Google Patents
An electrically operated valve or damper actuator having an electric motor directly coupled to the actuator drive shaft Download PDFInfo
- Publication number
- EA002335B1 EA002335B1 EA200000951A EA200000951A EA002335B1 EA 002335 B1 EA002335 B1 EA 002335B1 EA 200000951 A EA200000951 A EA 200000951A EA 200000951 A EA200000951 A EA 200000951A EA 002335 B1 EA002335 B1 EA 002335B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- drive
- actuator
- actuator according
- electric motor
- drive shaft
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/047—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
- F16K31/048—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means with torque limiters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/108—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction clutches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Данное изобретение относится к электроприводимым первичным устройствам, точнее, к электроуправляемым исполнительным механизмам для открытия, закрытия и/или изменения положения затворов и задвижек в целях регулирования потока жидкости в сетях и трубопроводах.This invention relates to electrically driven primary devices, more specifically, to electrically actuated actuators for opening, closing and / or changing the position of valves and gate valves in order to regulate the flow of fluid in networks and pipelines.
Известный уровеньKnown level
Автоматическое регулирование потоков жидкости в промышленных сетях и трубопроводах широко применимо в таких областях, как производство электроэнергии, нефтяной, нефтеи газоперерабатывающей, целлюлознобумажной, химической, пищевой, нефтехимической, водоподготовительной и водоочистной промышленности. До настоящего времени в исполнительных механизмах использовались односкоростные асинхронные двигатели переменного тока, которые соединялись с исполнительным механизмом через червячный редуктор, объединенный с исполнительным механизмом.Automatic regulation of fluid flows in industrial networks and pipelines is widely applicable in areas such as power generation, oil, oil and gas processing, pulp and paper, chemical, food, petrochemical, water treatment and water treatment industries. To date, the actuators used single-speed asynchronous AC motors, which were connected to the actuator via a worm gear combined with the actuator.
Одним из недостатков таких известных систем является то, что требуется сочетание различных двигателей и редукторов для обеспечения необходимых скоростей на выходе, в результате чего возрастает парк оборудования. Кроме того, обычно для изменения требуемой скорости необходима замена составных частей или модели двигателя, т. к. каждое сочетание двигателя и редуктора имеет свою постоянную скорость на выходе.One of the drawbacks of such known systems is that a combination of various motors and gearboxes is required to provide the required output speeds, resulting in an increase in equipment fleet. In addition, usually to change the required speed, it is necessary to replace the components or model of the engine, because each combination of motor and gearbox has its own constant output speed.
Другим недостатком известных систем является то, что для обеспечения заданного крутящего момента на выходе в широком диапазоне скоростей требуется большая гамма двигателей. В целях снижения затрат обычной практикой является ограничение числа применяемых двигателей, что приводит при росте скоростей к снижению величины крутящего момента.Another disadvantage of the known systems is that to provide a given output torque in a wide speed range, a large gamut of engines is required. In order to reduce costs, it is common practice to limit the number of engines used, which leads to a decrease in torque when speeds increase.
Еще одним недостатком известных систем является то, что при наличии редуктора появляются изнашивающиеся поверхности (и потери на трение) между двигателем и выходным валом привода.Another disadvantage of the known systems is that when a gearbox is present, wearing surfaces (and friction losses) appear between the motor and the drive output shaft.
Известные исполнительные механизмы различны по степени наличия электронных и механических функций в пределах системы для наладки оборудования и для регулировки на местах. Однако наличие этих функций влечет некоторые проблемы, включая разборку для проведения физических наладок, что вызывает простои, а все работы, связанные с доступом к деталям, требуют отключения подаваемого напряжения в целях безопасности, а также наличия допусков.Known actuators vary in the degree of availability of electronic and mechanical functions within the system for setting up equipment and for field adjustment. However, the presence of these functions entails some problems, including disassembling for physical adjustments, which causes downtime, and all work related to access to parts requires disconnecting the supplied voltage for safety reasons, as well as tolerances.
У большинства известных механизмов имеется возможность ручного управления ими при отказах электропитания. В такие моменты важно осознанно управлять этими действиями вручную для того, чтобы сохранить индикацию положения и не утратить исходную калибровку. Некоторые имеющиеся сейчас стандартные исполнительные механизмы снабжены сложными системами передач, чтобы обеспечить индикацию положения.Most well-known mechanisms have the ability to manually control them in case of power failure. At such moments, it is important to consciously control these actions manually in order to maintain position indication and not lose the original calibration. Some standard actuators now available have sophisticated gear systems to provide position indication.
Краткое изложение сути изобретенияSummary of the invention
Согласно одной особенности изобретения имеется электроуправляемый исполнительный механизм для воздействия на затвор или задвижку с моментом трогания приводного штока исполнительного механизма более 10 Нм и состоящий из (I) полого корпуса, (II) ведущего вала, который установлен с возможностью вращения в корпусе и у которого один конец выступает из корпуса для сочленения с приводным штоком затвора или заслонки, (III) электродвигателя с ротором и статором, способного создавать крутящий момент более 10 Нм и установленного в корпусе, с ротором, соосно установленным на валу, и статором, неподвижно закрепленным внутри корпуса, (IV) устройств управления работой электродвигателя.According to one feature of the invention, there is an electrically controlled actuator for acting on the shutter or valve with a moment of driving the actuator rod of the actuator more than 10 Nm and consisting of (I) a hollow housing, (II) a drive shaft that is mounted for rotation in the housing and which has one the end protrudes from the housing for articulation with the drive rod of the shutter or shutter, (III) an electric motor with a rotor and a stator, capable of creating a torque of more than 10 Nm and installed in the housing, with a rotor, with clearly mounted on the shaft, and a stator fixedly secured within the housing, (IV) operation control devices of the motor.
В предпочтительном исполнении изобретения имеется единственное устройство сочленения электродвигателя и ведущего вала - муфта.In a preferred embodiment of the invention, there is a single coupling device for the electric motor and the drive shaft — a coupling.
Предпочтительный электродвигатель с переменной скоростью вращения, с постоянным магнитом и постоянным крутящим моментом это высокомоментный электродвигатель постоянного тока, управляемый широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).A preferred variable speed electric motor with a constant magnet and constant torque is a high torque DC motor controlled by pulse width modulation (PWM).
ШИМ-управляемый электродвигатель постоянного тока с постоянным магнитом обеспечивает любую переменную скорость на выходе (с шагом 1 об/мин) в диапазоне скоростей от минимальной до максимальной. Таким образом, одно воплощение изобретения может заменить от 6 до 12 различных исполнительных механизмов для комбинаций электродвигателей постоянного тока и редукторов известного уровня техники. Скорость электродвигателя можно изменять в заданном диапазоне путем изменения уставок скважности ШИМ (с пульта на оборудовании, ручного пульта или с удаленного пункта). Два воплощения настоящего изобретения могут заменить 24 различные комбинации электродвигателя постоянного тока и редукторов известного уровня техники (номенклатура одного поставщика), что в результате ведет к меньшему запасу запасных частей и дает возможность избежать смены схемы для изменения показателя скорость/крутящий момент.A PWM-controlled DC motor with a permanent magnet provides any variable output speed (in increments of 1 rpm) in the speed range from minimum to maximum. Thus, one embodiment of the invention can replace from 6 to 12 different actuators for combinations of DC motors and gearboxes of the prior art. The speed of the electric motor can be changed in a predetermined range by changing the PWM duty cycle settings (from the remote control on the equipment, on the remote control or from a remote location). Two embodiments of the present invention can replace 24 different combinations of a DC motor and gearboxes of the prior art (nomenclature of one supplier), which leads to a smaller stock of spare parts and makes it possible to avoid changing the circuit to change the speed / torque ratio.
Электродвигатель постоянного тока с постоянным магнитом обеспечивает постоянный крутящий момент во всем диапазоне скоростей.Permanent magnet DC motor provides constant torque across the entire speed range.
При осевом расположении электродвигателя и непосредственном подсоединении вала исчезают изнашивающиеся поверхности в редукторе, который требуется в известных систе мах. Это изобретение обеспечивает улучшенный механический коэффициент полезного действия, т.к. исчезают потери на трение, присущие встроенным редукторам известных систем. Преимуществом изобретения является и то, что определение положения и адаптивное управление в ходе ручных операций достигаются без сложных передач.With the axial location of the electric motor and the direct connection of the shaft, the wearing surfaces in the gearbox, which is required in known systems, disappear. This invention provides an improved mechanical efficiency, since friction losses inherent in the built-in gearboxes of known systems disappear. An advantage of the invention is that positioning and adaptive control during manual operations are achieved without complex gears.
Электродвигатель состоит из статора и ротора. Статор подключен к трехфазному твердотельному полупроводниковому устройству включения, которое питается напряжением постоянного тока от трехфазного выпрямителя. Включив твердотельное устройство, электродвигатель превращается в двигатель переменного тока. Таким образом, устройство включения действует как инвертор.The electric motor consists of a stator and a rotor. The stator is connected to a three-phase solid-state semiconductor switching device, which is powered by a DC voltage from a three-phase rectifier. By turning on the solid-state device, the electric motor turns into an alternating current motor. Thus, the switching device acts as an inverter.
Управляя твердотельным устройством включения с помощью широтно-импульсно модулированного (ШИМ) сигнала, можно плавно изменять скорость электродвигателя от минимальной до максимальной. Электродвигатель можно разработать и на заданный диапазон скоростей с необходимым крутящим моментом.By controlling a solid-state switching device using a pulse-width modulated (PWM) signal, you can smoothly change the speed of the electric motor from minimum to maximum. An electric motor can also be developed for a given speed range with the required torque.
Микропроцессор управляет ШИМсигналом для скоростей, которые установлены как рабочие параметры, и поддерживает эти скорости с помощью датчика положения ротора.The microprocessor controls the PWM signal for speeds that are set as operating parameters, and supports these speeds using a rotor position sensor.
Если скорость начинает падать из-за приложенной на вал нагрузки, то микропроцессор линейно изменяет ШИМ-сигнал, в результате на статор поступает большее напряжение, что позволяет изменить скорость и поддержать больший крутящий момент при установленной постоянной скорости.If the speed starts to drop due to the load applied to the shaft, the microprocessor linearly changes the PWM signal, as a result, a higher voltage is applied to the stator, which allows you to change the speed and maintain more torque at a fixed constant speed.
Применение этого электродвигателя в качестве основного элемента исполнительного механизма позволяет одним разработанным узлом обеспечить создание требуемого высокого крутящего момента на выходе в целом диапазоне выходных скоростей.The use of this electric motor as the main element of the actuator allows one designed node to ensure the creation of the required high torque at the output in the entire range of output speeds.
Исполнительный механизм по данному изобретению имеет блок управления электродвигателем и блок микропроцессорного управления по операторскому интерфейсу. Блок управления электродвигателем содержит все схемы, необходимые для управления электродвигателем и его защиты.The actuator according to this invention has a motor control unit and a microprocessor control unit via an operator interface. The motor control unit contains all the circuits needed to control the motor and its protection.
Микропроцессор запрограммирован на управление блоком широтно-импульсной модуляции электродвигателя, что делает возможным изменять скорость электродвигателя во всем диапазоне его скоростей. В микропроцессор также зашита программа, которая позволяет установить все рабочие параметры и выдать тревожный сигнал при превышении любой уставки.The microprocessor is programmed to control the pulse-width modulation unit of the electric motor, which makes it possible to change the speed of the electric motor in the entire range of its speeds. A program is also sewn into the microprocessor, which allows you to set all operating parameters and issue an alarm signal when any setting is exceeded.
В одном из воплощений изобретения исполнительный механизм имеет блок управления по операторскому интерфейсу, содержащий схемы, которые позволяют устанавливать все параметры как на месте, так и дистанционно.In one of the embodiments of the invention, the actuator has a control unit for the operator interface, containing circuits that allow you to set all the parameters both in place and remotely.
Этот блок управления соединяется с микропроцессором, чтобы работа исполнительного механизма отвечала требованиям системы управления, функциональным элементом которой является исполнительный механизм. По этим схемам через согласующий интерфейс возможны также операции по полевой шине.This control unit is connected to the microprocessor so that the operation of the actuator meets the requirements of the control system, the functional element of which is the actuator. According to these schemes, field bus operations are also possible through a matching interface.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 - общий вид электроуправляемого исполнительного механизма затвора в соответствии с одним из воплощений изобретения;FIG. 1 is a perspective view of an electrically controlled shutter actuator in accordance with one embodiment of the invention;
фиг. 2 - разрез по оси ΙΙ-ΙΙ фиг. 1;FIG. 2 is a section along the ΙΙ-ΙΙ axis of FIG. one;
фиг. 3 - разрез по оси ΙΙΙ-ΙΙΙ фиг. 1;FIG. 3 is a section along the ΙΙΙ-ΙΙΙ axis of FIG. one;
фиг. 4 - увеличенный вертикальный вид сбоку разъединительных кулачка и защелки, поводковые пальцы поводковой втулки в зацеплении с поводковыми пальцами ротора;FIG. 4 is an enlarged vertical side view of the disconnecting cam and the latch, the drive fingers of the drive sleeve in engagement with the drive fingers of the rotor;
фиг. 5 - вид, как и на фиг. 4, поводковые пальцы поводковой муфты в расцеплении с поводковыми пальцами ротора;FIG. 5 is a view, as in FIG. 4, the drive fingers of the drive coupling in disengagement with the drive fingers of the rotor;
фиг. 6 - блок-схема первой системы управления работой исполнительного механизма согласно фиг. 1-5;FIG. 6 is a block diagram of a first actuator operation control system according to FIG. 1-5;
фиг. 7 - блок-схема второй системы управления работой исполнительного механизма согласно фиг. 1-5.FIG. 7 is a block diagram of a second actuator operation control system according to FIG. 1-5.
Пути осуществления изобретенияThe ways of carrying out the invention
Исполнительный механизм 10 по воплощению изобретения согласно фиг. 1-5 состоит из корпуса 11, образованного отсеком вала 12, концевого отсека 13, закрытого концевой крышкой 14, отсека управления 15, закрытого крышкой отсека управления 16, вспомогательного отсека 66 (см. фиг. 1 и 3), закрытого крышкой 67, и отсека датчика положения 68 (см. фиг. 1 и 3), закрытого крышкой 69. Вал 17 опирается на подшипник 18 в нижнем отделе корпуса 11 и подшипник 19 в верхнем отделе корпуса 11.The actuator 10 of the embodiment of FIG. 1-5 consists of a housing 11 formed by a shaft compartment 12, an end compartment 13 closed by an end cover 14, a control compartment 15 closed by a control compartment cover 16, an auxiliary compartment 66 (see FIGS. 1 and 3) closed by a cover 67, and compartment sensor position 68 (see Fig. 1 and 3), closed by a cover 69. The shaft 17 is supported by a bearing 18 in the lower section of the housing 11 and a bearing 19 in the upper section of the housing 11.
Вал 17 приводится в движение электродвигателем 21, статор 22 которого закреплен на корпусе 11. Ротор 23 сочленяется с валом 17 посредством муфты 24.The shaft 17 is driven by an electric motor 21, the stator 22 of which is mounted on the housing 11. The rotor 23 is articulated with the shaft 17 by means of a coupling 24.
Вал 17, когда не работает электродвигатель 21, например, в случае аварий электроснабжения, можно также проворачивать вручную при помощи ручного штурвала 20.The shaft 17, when the electric motor 21 is not working, for example, in case of power outages, can also be turned manually using the hand wheel 20.
Отсек вала 12 закрыт верхней крышкой 25 и основанием привода 26. В верхней крышке 25 имеется отверстие по центру для ступицы 28 ручного штурвала 20. В юбке 27 верхней крышки 25 установлен подшипник 19а. В ступице 28 имеется отверстие по центру для вала 17, а также подшипник 19 между ними. Ступица 26 уплотнена относительно вала 17 сальником 29 и относительно верхней крышки 25 сальником 30. В этом случае ручной штурвал 20 зафиксирован на ступице 28 шпилькой 31.The shaft compartment 12 is closed by the top cover 25 and the base of the drive 26. In the top cover 25 there is a hole in the center for the hub 28 of the hand wheel 20. Bearing 19a is mounted in the skirt 27 of the top cover 25. In the hub 28 there is a hole in the center for the shaft 17, as well as a bearing 19 between them. The hub 26 is sealed relative to the shaft 17 by the gland 29 and relative to the upper cover 25 by the gland 30. In this case, the hand wheel 20 is fixed on the hub 28 by a pin 31.
В основании привода 26 имеется отверстие по центру для конца вала 17, опирающегося на подшипник 18. Основание привода 26 уплотнено относительно вала 17 сальником 34. Основа ние привода 26 закреплено на корпусе 11 винтами (не показаны).At the base of the actuator 26 there is a hole in the center for the end of the shaft 17 resting on the bearing 18. The base of the actuator 26 is sealed relative to the shaft 17 with an oil seal 34. The base of the actuator 26 is fixed to the housing 11 with screws (not shown).
На фиг. 3, 4 и 5 видно в подробностях, что электродвигатель 21 расположен над основанием привода 26, а статор 22 закреплен на юбке 35 корпуса 11. Статор 22 закреплен на юбке 35 винтами 65. Ротор 23 установлен с возможностью вращения на валу 17 в подшипнике 36. В ступице 37 ротора 23 имеется множество выступающих поводковых пальцев 38, входящих в зацепление с поводковыми лапками 39 на поводковой втулке 40, которая установлена с возможностью скольжения по валу 17 на шпонках 41.In FIG. 3, 4 and 5 it is seen in detail that the motor 21 is located above the base of the drive 26, and the stator 22 is mounted on the skirt 35 of the housing 11. The stator 22 is mounted on the skirt 35 with screws 65. The rotor 23 is mounted to rotate on the shaft 17 in the bearing 36. The hub 37 of the rotor 23 has a plurality of protruding driver fingers 38 engaged with the carrier legs 39 on the driver sleeve 40, which is slidably mounted on the shaft 17 at the keys 41.
На нижней стороне поводковой втулки 40 имеется полка кулачка 43, на которую приходит кулачок 46, закрепленный на разъединительном вале 47. Защелка 44, которая установлена с возможностью проворачивания вокруг оси 45 на кулачке 46, смещается пружиной 48, закрепленной на кулачке 46 винтами 49. Разъединительный вал 47 смещается возвратной пружиной 50. На фиг. 4 исполнительный механизм показан в режиме механического привода.On the underside of the drive sleeve 40, there is a cam flange 43, onto which a cam 46 is attached, mounted on a separation shaft 47. The latch 44, which is mounted to rotate about an axis 45 on the cam 46, is biased by a spring 48 secured to the cam 46 by screws 49. Disengaging the shaft 47 is biased by the return spring 50. In FIG. 4, the actuator is shown in mechanical drive mode.
Разъединительный вал 47 проворачивается рукояткой 54 (см. фиг. 1) для того, чтобы поводковые лапки 39 смогли выйти из зацепления с поводковыми пальцами 38, как показано на фиг. 4 для случая привода вала 17 вручную.The disconnecting shaft 47 is rotated by the handle 54 (see FIG. 1) so that the carrier legs 39 can disengage from the carrier fingers 38, as shown in FIG. 4 for the case of driving the shaft 17 manually.
На фиг. 5 исполнительный механизм показан в ручном режиме, поводковые лапки 39 поводковой втулки 40 выведены из зацепления с поводковыми пальцами 38 ступицы 37 ротора за счет контакта хвостовика 51 защелки 44 с буртиком 52 ступицы 37 ротора и головки 53 кулачка 46 с полкой кулачка 43 поводковой втулки 40.In FIG. 5, the actuator is shown in manual mode, the driving tabs 39 of the driving sleeve 40 are disengaged from the driving fingers 38 of the hub 37 of the rotor due to the contact of the shank 51 of the latch 44 with the shoulder 52 of the hub 37 of the rotor and the head 53 of the cam 46 with the shelf of the cam 43 of the driving sleeve 40.
Диск датчика положения вала 55 установлен на валу 17 над поводковой втулкой 40. Пружина 56 между диском 55 и поводковой втулкой 40 отжимает поводковую втулку 40 вниз тогда, когда хвостик 51 защелки 44 уходит с буртика 52 при вращении ротора 23. Диск датчика положения вала 55 приходит на уровень головки датчика положения вала 58, закрепленной в отверстии корпуса 11 винтами 59.The shaft position sensor disk 55 is mounted on the shaft 17 above the drive sleeve 40. A spring 56 between the disk 55 and the drive sleeve 40 pushes the drive sleeve 40 downward when the tail 51 of the latch 44 leaves the shoulder 52 when the rotor 23 rotates. The shaft 55 position sensor disk comes to the level of the head of the shaft position sensor 58, fixed in the hole of the housing 11 with screws 59.
На фиг. 3 показан концевой отсек 13 с клеммной коробкой 60, закрепленной на корпусе 11 винтами 61. На крышке отсека управления 16 имеются окошко 62 и выключатели/кнопки 63.In FIG. 3 shows the end compartment 13 with a terminal box 60 mounted on the housing 11 with screws 61. On the cover of the control compartment 16 there is a window 62 and switches / buttons 63.
На фиг. 6 и 7 показаны системы управления работой и индикации электропитания для исполнительного механизма согласно фиг. 1-5. По линиям 100 подается питание трехфазной сети на блок включения питания 101, который по линии 103 далее питает инвертор 102. С инвертора 102 питание поступает на электродвигатель 21, который вращает вал 17.In FIG. 6 and 7 show operation control and power indication systems for the actuator according to FIG. 1-5. The lines 100 supply power to the three-phase network to the power supply unit 101, which then feeds the inverter 102 through the line 103. From the inverter 102, power is supplied to the electric motor 21, which rotates the shaft 17.
При отсутствии сетевого питания в случае ручного режима предусмотрено аварийное питание, подаваемое с аккумуляторной батареи на схему 117 определения положения вала, что и позволяет зафиксировать любой поворот вала (вручную) в момент отсутствия питания. Выключатель аккумулятора 118 отключает аккумуляторное питание, если не зафиксировано вращение вала в указанный период. Любой поворот вала вручную автоматически вызывает срабатывание схемы аккумуляторного питания через выключатель 118.In the absence of mains power in the case of manual mode, emergency power is supplied from the battery to the shaft position determination circuit 117, which allows fixing any rotation of the shaft (manually) in the absence of power. The battery switch 118 turns off the battery power, if rotation of the shaft is not detected during the specified period. Any rotation of the shaft manually automatically triggers the battery circuit through switch 118.
На микропроцессор 104 поступают сигналы температуры электродвигателя 21 по линии 105, положения вала 17 - по линии 106, температуры инвертора 102 - по линии 107 и скорости ротора - по линии 115.The microprocessor 104 receives the temperature signals of the electric motor 21 along the line 105, the position of the shaft 17 - along the line 106, the temperature of the inverter 102 - along the line 107 and the rotor speed - along the line 115.
Все функции управления обрабатываются микропроцессором 104, который поочередно подает сигналы требуемой скорости и уставок крутящего момента на устройство программируемой логики (УПЛ) 113.All control functions are processed by microprocessor 104, which alternately delivers the signals of the required speed and torque settings to the programmable logic device (UPL) 113.
Фиг. 6 - местное управление ведется с пульта 119, а дистанционное - с блока 111.FIG. 6 - local control is carried out from the remote control 119, and remote - from block 111.
До ввода устройства в работу с пульта 119 устанавливаются следующие параметры:Before putting the device into operation from the remote control 119, the following parameters are set:
- код доступа,- access code,
- режим: ВЫКЛЮЧЕНО-МЕСТНОЕ-- mode: OFF-LOCAL-
ДИСТАНЦИОННОЕ-КАЛИБРОВКА,REMOTE CALIBRATION,
- дотягивание или удержание,- reaching or holding,
- аварийно закрыть, открыть или стоп,- emergency close, open or stop,
- «закрыть по крутящему моменту» или «закрыть по пределу»,- “close by torque” or “close by limit”,
- скорость открытия, об./мин,- opening speed, rpm
- скорость закрытия, об./мин,- closing speed, rpm,
- уставка крутящего момента открытия, Нм,- setting of the opening torque, Nm,
- уставка крутящего момента закрытия, Нм,- setting closing torque, Nm,
- предел хода открыт (число оборотов до полностью открытого положения) 100%,- the stroke limit is open (speed to a fully open position) 100%,
- предел закрыт (полностью закрыто) 0%.- the limit is closed (completely closed) 0%.
Местное управление осуществляется через две кнопки на пульте - для функций открыть и закрыть - в режимах МЕСТНОЕ или КАЛИБРОВКА.Local control is carried out through two buttons on the remote control - for the open and close functions - in the LOCAL or CALIBRATION modes.
На жидкокристаллическом индикаторе 110 выводятся все указания и уставки. Когда все эти управляющие параметры введены, устройство может безопасно работать.The LCD 110 displays all indications and settings. When all these control parameters are entered, the device can work safely.
Фиг. 7 - местное управление ведется с ручного пульта (ИК-источник) 108, а дистанционное - с блока 111.FIG. 7 - local control is carried out from the hand-held remote control (IR source) 108, and remote control from block 111.
Местная индикация 112 - имеется два переключателя на входе управления устройства, одним выбирается управление по ВЫКЛЮЧЕНО режимов Местное или Дистанционное, а другим - по СТОП команд закрыть или открыть.Local indication 112 - there are two switches on the control input of the device, one selects control by OFF of the Local or Remote modes, and the other by STOP commands to close or open.
До ввода устройства в работу с ручного пульта (ИК-источник) 108 устанавливаются следующие параметры:Before entering the device into operation from a hand-held remote control (IR source) 108, the following parameters are set:
- код доступа,- access code,
- дотягивание или удержание,- reaching or holding,
- аварийно закрыть, открыть или стоп,- emergency close, open or stop,
- «закрыть по крутящему моменту» или «закрыть по пределу»,- “close by torque” or “close by limit”,
- скорость открытия, об./мин,- opening speed, rpm
- скорость закрытия, об./мин,- closing speed, rpm,
- уставка крутящего момента открытия, Нм,- setting of the opening torque, Nm,
- уставка крутящего момента закрытия, Нм,- setting closing torque, Nm,
- предел хода открыт (число оборотов до полностью открытого положения) 100%,- the stroke limit is open (speed to a fully open position) 100%,
- предел закрыт (полностью закрыто) 0 %.- the limit is closed (completely closed) 0%.
На жидкокристаллическом индикаторе 110 выводятся все указания и уставки. Когда все эти управляющие параметры введены, устройство может безопасно работать.The LCD 110 displays all indications and settings. When all these control parameters are entered, the device can work safely.
Местная индикация (116 на фиг. 6 и 112 на фиг. 7) - три светодиода и шестнадцатисегментный буквенно-цифровой жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) 110. Светодиоды сигнализируют ЗАКРЫТО-ТРЕВОГА-ОТКРЫТО.Local indication (116 in Fig. 6 and 112 in Fig. 7) is three LEDs and a sixteen segment alphanumeric liquid crystal display (LCD) 110. The LEDs indicate CLOSED-ALARM-OPEN.
На ЖКИ 110 в ходе он-лайнового опроса, когда запрашиваются установленные значения, отображаются все уставки и, кроме того, положение в динамике процесса, вместе со словами закрытие или открытие, в зависимости от направления, и открыто или закрыто в конце каждого хода.On the LCD 110 during an online survey, when the set values are requested, all settings are displayed and, in addition, the position in the process dynamics, together with the words closing or opening, depending on the direction, and open or closed at the end of each move.
Показывается следующая тревожная информация:The following alarm information is displayed:
- открытие расцепителя крутящего момента (в сокращенном (до 16 сегментов) виде),- opening of the torque release (in abbreviated form (up to 16 segments)),
- закрытие расцепителя крутящего момента,- closing the torque release,
- температура электродвигателя,- motor temperature,
- температура электронной части,- temperature of the electronic part,
- разряд аккумулятора.- battery discharge.
Дистанционное управление и индикация 111 - стандартные функции управления открыть - стоп - закрыть, как и при местном управлении. Индикация:Remote control and display 111 - standard control functions open - stop - close, as with local control. Indication:
- полностью закрыто,- completely closed
- полностью открыто,- completely open
- установлено дистанционное,- remote installed
- напряжение нормальное,- the voltage is normal,
- отказ,- refusal
- индикация положения 4-20 мА.- indication of position 4-20 mA.
Дополнительно дистанционное управление возможно в случаяхAdditionally, remote control is possible in cases
- аналогового управления положением (для устройств изменения положения вентилей),- analog position control (for devices for changing the position of valves),
- интерфейсного подключения по полевой шине для дистанционной калибровки, управления и он-лайнового опроса.- fieldbus connection for remote calibration, control and online polling.
Все параметры управления хранятся микропроцессором 104.All control parameters are stored by microprocessor 104.
Разработано заказное программное обеспечение для управления рабочими и процедурными функциями, которые необходимо реализовать для нормальной работы устройства в соответствии с заданными функциональными требованиями.Custom software has been developed to manage the working and procedural functions that must be implemented for the normal operation of the device in accordance with the specified functional requirements.
Устройство программируемой логики (УПЛ) 113 программируется на активацию блока включения при получении сигнала со схем определения положения ротора по линии 114. Затем блок включения активирует инвертор, котрый приводит в действие электродвигатель 21. Длительность импульса включения определяется ШИМ-сигналом, полученным с микропроцессора 104. Чем дольше длится сигнал, тем выше скорость электродвигателя.The programmable logic device (UPL) 113 is programmed to activate the power-on block when receiving a signal from the rotor position determination circuits via line 114. Then the power-on block activates an inverter that drives the electric motor 21. The duration of the power-on pulse is determined by the PWM signal received from microprocessor 104. The longer the signal lasts, the higher the speed of the electric motor.
ШИМ-сигнал скорости определяется заданными параметрами настройки микропроцессора 104 на требуемые скорости открытия и закрытия.The PWM speed signal is determined by the specified settings of the microprocessor 104 for the required opening and closing speeds.
Дизайн и конструкцию можно изменять в деталях, не отходя от объема или границ данного изобретения.Design and construction can be changed in detail without departing from the scope or scope of this invention.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPP3002A AUPP300298A0 (en) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | Electromotive prime mover |
AUPP8827A AUPP882799A0 (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Electromotive prime mover |
PCT/AU1999/000283 WO1999054987A1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | An electrically operated valve or damper actuator having an electric motor directly coupled to the actuator drive shaft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200000951A1 EA200000951A1 (en) | 2001-04-23 |
EA002335B1 true EA002335B1 (en) | 2002-04-25 |
Family
ID=25645758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200000951A EA002335B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | An electrically operated valve or damper actuator having an electric motor directly coupled to the actuator drive shaft |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1072083A4 (en) |
JP (1) | JP2002512353A (en) |
KR (1) | KR20010071154A (en) |
CN (1) | CN1297601A (en) |
AR (1) | AR014993A1 (en) |
BR (1) | BR9909725A (en) |
CA (1) | CA2328373A1 (en) |
CO (1) | CO4890892A1 (en) |
EA (1) | EA002335B1 (en) |
ID (1) | ID26649A (en) |
IL (1) | IL138952A0 (en) |
MX (1) | MXPA00010086A (en) |
PL (1) | PL344054A1 (en) |
WO (1) | WO1999054987A1 (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100502012B1 (en) * | 2003-03-06 | 2005-07-18 | 이승백 | De-clutching system of valve actuator |
DE102004048366B4 (en) * | 2004-10-01 | 2007-10-25 | Auma Riester Gmbh & Co. Kg | Actuator for actuating a valve in process automation |
US10094485B2 (en) | 2008-07-18 | 2018-10-09 | Flowserve Management Company | Variable-speed actuator |
WO2010008398A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Flowserve Management Company | Variable speed actuator |
WO2010135145A2 (en) * | 2009-05-21 | 2010-11-25 | Texas Industrial Products, Llc | Apparatus and method for remotely operating manual valves |
JP5504451B2 (en) * | 2012-09-14 | 2014-05-28 | 島津エミット株式会社 | Electric valve actuator |
US9534795B2 (en) | 2012-10-05 | 2017-01-03 | Schneider Electric Buildings, Llc | Advanced valve actuator with remote location flow reset |
US10295080B2 (en) | 2012-12-11 | 2019-05-21 | Schneider Electric Buildings, Llc | Fast attachment open end direct mount damper and valve actuator |
JP5976518B2 (en) * | 2012-12-14 | 2016-08-23 | 株式会社新日南 | Valve opening / closing device and valve opening / closing method |
EP2971883B8 (en) | 2013-03-15 | 2020-07-15 | Schneider Electric Buildings, LLC | Advanced valve actuator with true flow feedback |
EP2971901B1 (en) * | 2013-03-15 | 2018-10-17 | Schneider Electric Buildings LLC | Advanced valve actuator with integral energy metering |
WO2017015161A1 (en) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | A.V.K. Carbo-Bond, Inc. | Resettable valve |
CN105391239B (en) * | 2015-12-11 | 2018-07-13 | 天津市津达执行器有限公司 | A kind of Electric Actuator of new construction |
CN108561605A (en) * | 2018-07-17 | 2018-09-21 | 常州诚磊阀门科技有限公司 | A kind of valve actuating device and valve |
KR102074587B1 (en) * | 2018-09-12 | 2020-02-06 | 지에스건설 주식회사 | Hot-water heating system |
KR102621251B1 (en) * | 2019-08-06 | 2024-01-08 | 삼성전자주식회사 | Loose type pneumatic valve and loose type pneumatic valve module |
RU2756969C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью «ИнтерТех Инвест» | Multi-turn hydraulic drive |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU678239A1 (en) * | 1977-01-06 | 1979-08-05 | Предприятие П/Я В-8685 | Valve means electric actuator |
SU721879A1 (en) * | 1977-09-23 | 1980-03-15 | Предприятие П/Я А-1001 | Torque dc motor |
US4474078A (en) * | 1982-06-21 | 1984-10-02 | Philadelphia Gear Corporation | Valve operator de-clutch mechanism |
US4562908A (en) * | 1983-10-27 | 1986-01-07 | Andco Actuator Products, Inc. | Rotary actuator |
SU1255795A1 (en) * | 1985-02-11 | 1986-09-07 | Производственное Объединение "Киевпромарматура" | Combined drive |
SU1410208A1 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Electric motor with permanent magnets |
SU1613769A1 (en) * | 1984-05-21 | 1990-12-15 | Предприятие П/Я А-7899 | Electric drive |
US4989707A (en) * | 1989-10-03 | 1991-02-05 | Sundstrand Corporation | Resettable shaft clutch-disconnect for a co-axial drive shaft |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB774303A (en) * | 1954-07-05 | 1957-05-08 | Rotork Eng Co Ltd | Improvements in or relating to torque-actuated devices for use with electric motors |
US3946984A (en) * | 1972-06-19 | 1976-03-30 | Pont-A-Mousson S.A. | Motor-driven control device for a valve rod |
US4039874A (en) * | 1972-06-19 | 1977-08-02 | Pont-A-Mousson S.A. | Motor-driven control device with automatic brake |
US4050000A (en) * | 1973-06-01 | 1977-09-20 | Pont-A-Mousson S.A. | Motor-driven control device for a valve-actuating spindle |
FR2277289A2 (en) * | 1974-07-05 | 1976-01-30 | Pont A Mousson | VALVE STEM MOTOR CONTROL DEVICE |
US4084120A (en) * | 1976-06-16 | 1978-04-11 | E-Systems, Inc. | Stepper motor valve actuator control apparatus |
US4114469A (en) * | 1977-04-04 | 1978-09-19 | Dresser Industries, Inc. | Valve actuator |
US4429591A (en) * | 1979-03-13 | 1984-02-07 | Eim Company, Inc. | Drive shifting apparatus for valve control and the like |
US4888996A (en) * | 1987-12-22 | 1989-12-26 | Movats Incorporated | DC motor operated valve remote monitoring system |
JP2873866B2 (en) * | 1990-08-10 | 1999-03-24 | 株式会社キッツ | Actuator device |
US5483841A (en) * | 1994-07-18 | 1996-01-16 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Method and apparatus for monitoring motor operated valve motor output torque and power at valve seating |
-
1999
- 1999-04-15 CO CO99022634A patent/CO4890892A1/en unknown
- 1999-04-16 EA EA200000951A patent/EA002335B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-04-16 CN CN99805067A patent/CN1297601A/en active Pending
- 1999-04-16 CA CA002328373A patent/CA2328373A1/en not_active Abandoned
- 1999-04-16 AR ARP990101785A patent/AR014993A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-04-16 MX MXPA00010086A patent/MXPA00010086A/en unknown
- 1999-04-16 WO PCT/AU1999/000283 patent/WO1999054987A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-04-16 JP JP2000545235A patent/JP2002512353A/en active Pending
- 1999-04-16 ID IDW20002079A patent/ID26649A/en unknown
- 1999-04-16 KR KR1020007011460A patent/KR20010071154A/en not_active Application Discontinuation
- 1999-04-16 BR BR9909725-7A patent/BR9909725A/en not_active IP Right Cessation
- 1999-04-16 PL PL99344054A patent/PL344054A1/en unknown
- 1999-04-16 EP EP99914364A patent/EP1072083A4/en not_active Withdrawn
- 1999-04-16 IL IL13895299A patent/IL138952A0/en unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU678239A1 (en) * | 1977-01-06 | 1979-08-05 | Предприятие П/Я В-8685 | Valve means electric actuator |
SU721879A1 (en) * | 1977-09-23 | 1980-03-15 | Предприятие П/Я А-1001 | Torque dc motor |
US4474078A (en) * | 1982-06-21 | 1984-10-02 | Philadelphia Gear Corporation | Valve operator de-clutch mechanism |
US4562908A (en) * | 1983-10-27 | 1986-01-07 | Andco Actuator Products, Inc. | Rotary actuator |
SU1613769A1 (en) * | 1984-05-21 | 1990-12-15 | Предприятие П/Я А-7899 | Electric drive |
SU1255795A1 (en) * | 1985-02-11 | 1986-09-07 | Производственное Объединение "Киевпромарматура" | Combined drive |
SU1410208A1 (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Electric motor with permanent magnets |
US4989707A (en) * | 1989-10-03 | 1991-02-05 | Sundstrand Corporation | Resettable shaft clutch-disconnect for a co-axial drive shaft |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, "Power Electronics: Converters, Applications and Design", published 1989 by John Wiley & Sons Inc. in the U.S.A., Sections 5.2,10.2.1-10.2.3, 11.3,11.4, 11.7, 11.7.4-11.7.6 As above * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1072083A1 (en) | 2001-01-31 |
EP1072083A4 (en) | 2001-07-04 |
JP2002512353A (en) | 2002-04-23 |
CA2328373A1 (en) | 1999-10-28 |
WO1999054987A1 (en) | 1999-10-28 |
BR9909725A (en) | 2000-12-19 |
EA200000951A1 (en) | 2001-04-23 |
AR014993A1 (en) | 2001-04-11 |
IL138952A0 (en) | 2001-11-25 |
CN1297601A (en) | 2001-05-30 |
CO4890892A1 (en) | 2000-02-28 |
KR20010071154A (en) | 2001-07-28 |
MXPA00010086A (en) | 2002-08-06 |
PL344054A1 (en) | 2001-09-24 |
ID26649A (en) | 2001-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA002335B1 (en) | An electrically operated valve or damper actuator having an electric motor directly coupled to the actuator drive shaft | |
US6952088B2 (en) | PSC motor system for use in HVAC applications with improved start-up | |
EP1229418B1 (en) | Water mixing valve apparatus | |
EP0091197B1 (en) | Condition responsive control system | |
KR101750738B1 (en) | Actuator and position detection method | |
US5461290A (en) | Control circuit for feedback, motor-operated valve | |
CN204886764U (en) | Servo electric actuator | |
CA2299774C (en) | Actuator having timer-controlled power switching device | |
RU2475931C2 (en) | Controlled drive | |
AU756520B2 (en) | An electrically operated valve or damper actuator having an electric motor directly coupled to the actuator drive shaft | |
US20060279240A1 (en) | Actuating drive having an electric motor and a control device for controlling the speed of the electric motor | |
KR20080100633A (en) | Valve actuator | |
CN205745554U (en) | A kind of auto-manual operation valve positioner | |
CN212454078U (en) | Door opening and closing actuator | |
KR100458733B1 (en) | Emergency actuator for electric valve | |
KR100340748B1 (en) | A control device of proportional valves | |
EP4372979A1 (en) | Improved regulation device | |
JP4687372B2 (en) | Power supply stabilization circuit for heating element storage box cooling device | |
KR200370055Y1 (en) | Water control apparatus of micom controlling | |
EP3839692A1 (en) | Electronic radiator thermostat | |
KR100638080B1 (en) | Room temperature control system that opens and closes valve using low voltage AC motor | |
US20250003517A1 (en) | Precision opening and closing mechanism for valves | |
WO2021228780A1 (en) | Actuator for fluid flow controllers | |
GB2141212A (en) | Improved drive unit | |
CN106090390B (en) | A kind of auto-manual operation valve positioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |