CN103090080A

CN103090080A - 电动致动器

Info

Publication number: CN103090080A
Application number: CN2012104317488A
Authority: CN
Inventors: 成田浩昭
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-11-01
Also published as: KR20130049734A; US9000733B2; KR101364667B1; US20130113441A1; JP5793400B2; JP2013096551A; CN103090080B

Abstract

本发明提供的电动致动器，使备用电容器在常时存储适量的电能的同时，无论何时发生停电都能可靠地执行所期待的返回动作。以不增加负担的合适的电流值进行备用电容器的充电。定期地测定备用电容器（16）的最新的静电容量值Cnew。根据每次测得的最新的静电容量值Cnew，算出为将阀门（200）从此时的设定开度θsp到紧急开闭位置（例如全闭位置）执行返回动作所必要的充电电压（必要充电电压）VCmin。在算出的必要充电电压VCmin高于测出的端子间电压VC时，根据阀门的实际开度θpv与设定开度θsp决定充电电流Ia的值，对备用电容器（16）进行充电使端子间电压VC达到必要充电电压VCmin。

Description

电动致动器

技术领域

本发明涉及用电动机的驱动力来控制阀门的开闭的电动致动器。

背景技术

以往用电动致动器来作为控制空调设备或机械设备等中使用的阀门的开闭的装置。这种电动致动器中，利用电动机的驱动力来控制被安装在冷水或热水，或高温的蒸气流动的配管上的将球阀或蝶阀等用作阀芯的阀门的开闭。

作为这种电动致动器，存在弹簧返回型的电动致动器。该弹簧返回型的电动致动器，在阀门的阀轴或使其转动的输出轴上具有弹簧，作为停电时的阀门的紧急开闭单元，在通常运转时利用旋转驱动阀门的电动机的旋转力预先上紧弹簧，当停电时没有电动机的旋转力时，用被上紧的弹簧的弹力强制进行达到紧急开闭位置的开动作或闭动作。又，紧急开闭位置，有时定为全闭位置，有时也定为全开位置。

然而，这种弹簧返回型的电动致动器中，具有非常迅速地执行阀门停电时的开动作或闭动作的优点，但存在如下的问题：（1）开闭时产生比较大的声音，（2）通常运转时为上紧弹簧，有必要使用发生大力矩的电动机，消耗电力加大，（3）紧急开闭时，弹簧超越地即超过必要地进行开动作或闭动作，对装置造成大的危险等。

因此，提出了取代弹簧，在电动致动器上装载电气双层电容器作为备用电容器，通常时预先对备用电容器进行充电，停电时用备用电容器上所存储的电能驱动电动机，使阀门强制地进行开动作或闭动作的电动致动器的方案（例如参照专利文献1）。

专利文献

[专利文献1]日本特开2007-218433号公报

[专利文献2]日本特开2008-89109号公报

然而，担心发生这样的事态，即能蓄电于备用电容器中的电能，依存于备用电容器的静电容量，该静电容量因由于随时间变化、施加电压及温度变化等而减少，即使监视备用电容器的端子间电压，并经常保持预定的电压值，在经历时间后发生停电时，蓄电能量也不足，不能执行所期待的开动作或闭动作（返回动作）。

另外，由于停电时的阀门开度不能确定，所以通常总是为使从全开到全闭或从全闭到全开地进行动作，对备用电容器存储必要的电能。与此相对，电动致动器不一定控制阀门为全闭（开度0%）或全开（开度100%）的位置，被控制为中间开度的情况较多。在控制阀门为中间开度中发生停电时，虽然只要使其从中间开度到全闭或全开地进行动作就可，但备用电容器中存储了使其从全开到全闭或从全闭到全开地动作所必要的电能。因此对备用电容器的电能造成过剩存储（过剩充电），妨碍了节能的同时，也缩短备用电容器的寿命。

又，专利文献2中，记述了对备用电容器充电仅为停电时的阀门的开动作或闭动作所要的电力。然而，根据其说明，算出仅是从阀门的现在的开度位置到紧急开闭位置的开动作或闭动作所必要的电力，即使对备用电容器充电该电力，也因备用电容器的静电容量随时间变化、施加电压及温度变化等而减少，未必对备用电容器存储适量的电能，存在不能执行所期待的开动作或闭动作（返回动作）的担心。

另外，作为备用电容器用的电气双层电容器，具有能够用大电流的快速充电那样的特色。然而，当用大电流进行充电时，因电气双层电容器的内部电阻产生发热，使静电容量劣化。另外，充电电路的电流容量的高输出化成为必要，提高了成本。

发明内容

发明要解决的课题

本发明为解决这样的课题而作，其目的在于提供对备用电容器在常时存储适量的电能的同时，无论何时发生停电都能可靠地执行所期待的返回动作的电动致动器。

另外，在于提供能防止因备用电容器的内部电阻发热造成的静电容量劣化的同时，可以不需要充电电路的电流容量的高输出化，力求成本下降的电动致动器

解决课题的手段

为达到这样的目的，本发明的电动致动器，具有电源部、接受来自该电源部的电力供给并驱动阀门的电动机、接受来自电源部的电力供给并被充电的备用电容器，在停电时由备用电容器中所存储的电能强制地驱动电动机，并执行返回动作使阀门到达规定的开度位置，其特征在于，具备：检测阀门的实际开度的开度检测单元；检测备用电容器的端子间电压的端子间电压检测单元；定期地测定备用电容器的最新的静电容量值的静电容量测定单元；在每次测定备用电容器的最新的静电容量值后，根据该被测定到的最新的静电容量值，算出为执行返回动作将阀门从此时的开度设定值到所述规定的开度位置所必要的备用电容器的充电电压，作为必要充电电压的必要充电电压算出单元；在每次必要充电电压算出单元算出的必要充电电压高于端子间电压检测单元测出的端子间电压后，根据阀门的实际开度与开度设定值决定对备用电容器的充电电流的值，对备用电容器进行充电使端子间电压检测单元所测出的端子间电压达到必要充电电压的充电单元。

根据本发明，定期地测定备用电容器的最新的静电容量值，在每次测定备用电容器的最新的静电容量值后，根据该被测定到的最新的静电容量值，算出为执行返回动作将阀门从此时的开度设定值到规定的开度位置（紧急开闭位置）所必要的备用电容器的充电电压，作为必要充电电压。而且，比较算出的必要充电电压与测出的备用电容器的端子间电压，在算出的必要充电电压高于测出的端子间电压时，根据阀门的实际开度与开度设定值决定对备用电容器的充电电流的值，进行对备用电容器的充电使端子间电压达到算出的必要充电电压。

本发明中，在算出的必要充电电压高于测出的端子间电压时，根据阀门的实际开度值与设定开度值决定对备用电容器的充电电流的值。这时，例如是在算出的必要充电电压高于测出的端子间电压且阀门的开度设定值小于实际开度时，以对备用电容器的充电电流的值作为预定的最小充电电流值。

另外，在算出的必要充电电压高于测出的端子间电压，而且阀门的开度设定值大于实际开度时，根据备用电容器的最新的静电容量值、测出的端子间电压、算出的必要充电电压及预定的充电时间，来决定对备用电容器的充电电流的值。例如决定对备用电容器的充电电流的值为Ia=Cnew·（VCmin-VC）/ΔT。式中，Ia：充电电流的值，Cnew：最新的静电容量值，VCmin：算出的必要充电电压，VC：测出的端子间电压，ΔT：充电时间。

本发明中，备用电容器的最新的静电容量值如下述那样求出即可。以规定的放电电流值Ib使备用电容器中存储的电能放电，监视因放电而下降的备用电容器的端子间电压，测定该端子间电压达到规定的电压值V1时的从放电开始的时间T1，与达到作为低于电压值V1的值确定的规定电压值V2时的从放电开始的时间T2，由该测定的时间T1、T2，放电电流值Ib及电压值V1、V2求出备用电容器的最新的静电容量值Cnew。例如求出最新的静电容量值Cnew为Cnew=Ib·（T2-T1）/（V1-V2）。

又，本发明中，备用电容器的必要充电电压例如按下述那样求出即可，设电动机的输出为P，从阀门的全闭到全开的全驱动时间为Ta，阀门的开度设定值为θsp，从阀门的全闭到全开的全旋转角度为θa，备用电容器的最新的静电容量值为Cnew，求出备用电容器的必要的充电电压VCmin，为VCmin=[2P·Ta·θsp/（Cnew·θa）]^1/2。

发明的效果

根据本发明，由于定期地测定备用电容器的最新的静电容量值，在每次测定备用电容器的最新的静电容量值后，根据该被测定到的最新的静电容量值，算出为执行返回动作将阀门从此时的开度设定值到规定的开度位置所必要的备用电容器的充电电压，作为必要充电电压，在算出的必要充电电压高于测出的备用电容器的端子间电压时，根据阀门的实际开度与开度设定值决定对备用电容器的充电电流的值，进行对备用电容器的充电使端子间电压达到算出的必要充电电压，因此，对备用电容器在常时存储适量的电能的同时，无论在何时发生停电都能可靠地执行所期待的返回动作。另外，在阀门的开度设定值小于实际开度时规定预定的最小充电电流值等，以不增加负担的合适的电流值进行备用电容器的充电，能防止因备用电容器的内部电阻发热造成的静电容量劣化的同时，不要求充电电路的电流容量的高输出化，力求降低成本。

附图说明

图1示出本发明的电动致动器的一实施例形态的主要部分的方框图。

图2示出该电动致动器中的控制电路执行的主要动作顺序的处理的流程图。

图3示出继续图2的主要动作顺序的处理的流程图。

图4示出由主要动作顺序处理执行的充电顺序的处理的流程图。

图5示出由主要动作顺序处理执行的静电容量测定顺序的处理的流程图。

图6示出由静电容量测定顺序处理执行的静电容量值测定的处理的流程图。

图7示出静电容量值测定之际的备用电容器的端子间电压的变化图。

图8示出在静电容量值测定后通过充电将备用电容器的端子间电压调整到必要充电电压的样子的图。

图9示出由主要动作顺序处理执行的全电气特性测定顺序的处理的流程图。

图10示出继续图9的全电气特性测定顺序的处理的流程图。

图11示出由全电气特性测定顺序处理执行的内部电阻值测定的处理的流程图。

图12示出内部电阻值测定之际的备用电容器的端子间电压的变化图。

图13示出内部电阻值测定后的静电容量值测定之际的备用电容器的端子间电压的变化图。

图14示出在内部电阻值测定后的静电容量值测定后通过充电将备用电容器的端子间电压调整到必要充电电压的状况的图。

符号的说明

1控制电路，2非易失性存储器，3A/D转换电路，4通信电路，5多路复用器，6开度指令输入电路，7电动机，8电动机驱动电路，9减速机构，10位置检测机构（电位计），11温度传感器，12电源电路，13电源停止检测电路，14电源供给切换电路，15控制电源电路，16备用电容器（电气双层电容器），17电容器端子电压测定电路，18充电电路，19放电电路，20放电电流测定电路，100电动致动器，200阀门，300外部控制器。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明。图1示出本发明的电动致动器的一实施方式的主要部分的方框图。图中，100是本发明的电动致动器，被装于球阀或蝶阀等的阀门200上，使它们一体化作为电动调节阀。另外，在与外部控制器300之间进行信息的授受。

电动致动器100具备：控制电路1，非易失性存储器2，A/D转换电路3，通信电路4，多路复用器5，开度指令输入电路6，电动机7，电动机驱动电路8，减速机构9，位置检测机构（电位计）10，温度传感器11，电源电路12，电源停止检测电路13，电源供给切换电路14，控制电源电路15，备用电容器（电气双层电容器）16，电容器端子电压测定电路17，充电电路18，放电电路19及放电电流测定电路20。

控制电路1具有中央运算处理装置（CPU），根据存储于非易失性存储器2中的程序进行处理动作。非易失性存储器2中存储有控制阀门200中的阀芯的开度的程序。另外，非易失性存储器2中存储根据上述程序的控制电路（CPU）1的处理动作中所用的调整数据和设定数据。又，非易失性存储器2中存储根据上述程序的控制电路（CPU）1的处理动作中得到的测定数据。

来自外部控制器300的阀开度的设定值（设定开度），通过开度指令输入电路6→多路复用器5→A/D转换电路3的路径，被送到控制电路（CPU）1，来自位置检测机构10的阀开度的实测值（实际开度）通过多路复用器5→A/D转换电路3的路径被到控制电路（CPU）1。

控制电路（CPU）1将来自A/D转换电路3的设定开度与实际开度进行比较，为使设定开度与实际开度相一致，对电动机驱动电路8发送驱动指令。由此，电动机7被驱动，该电动机7的驱动力通过减速机构9传到阀门200的阀轴，通过操作该阀轴上的阀芯来调整阀门200的开度。位置检测机构10通过减速机构9检测阀门200的阀轴的位移量，作为阀开度的实测值（实际开度）送到多路复用器5。

通信电路4收发来自外部控制器300的数据通信，并输入到或输出自控制电路（CPU）1。开度指令输入电路6输入来自外部控制器300的开度指示（模拟值），并输出到多路复用器5。电源电路12从交流电源生成直流电源。电源供给切换电路14通常时选择输出来自电源电路12的直流电压，停电时选择输出来自备用电容器16的直流电压（充电电压）。控制电源电路15将来自电源供给切换电路14的直流电压转换为各电压，作为对各电路的控制电源供给所述各电压。电源停止检测电路13检测向电源电路12的交流电源的供给的停止（停电），并将该情况通知电源供给切换电路14和控制电路（CPU）1。

充电电路18以来自电源电路12的直流电压作为输入，进行对备用电容器16的充电。由控制电路（CPU）1指示充电电路18中的对备用电容器16的充电时刻和充电电流Ia。放电电路19进行备用电容器16的放电。由控制电路（CPU）1指示放电电路19中的对备用电容器16的放电时刻和放电电流Ib。

放电电流测定电路20检测放电电路19中的放电电流，并输出到多路复用器5。电容器端子电压测定电路17测定备用电容器16的端子间电压，并输出到多路复用器5。温度传感器11检测装置内部的温度（备用电容器附近的温度），并输出到多路复用器5。多路复用器5切换来自温度传感器11、开度指令输入电路6、放电电流测定电路20、电容器端子电压测定电路17及位置检测机构10的各输出，并输出到A/D转换电路3。

图2和图3分割地示出控制电路（CPU）1根据存储于非易失性存储器2中的程序执行的处理动作的流程图（主要动作顺序的流程图）。下面，根据流程图说明控制电路（CPU）1执行的处理动作。

控制电路（CPU）1当接入电源时（步骤S 101的是），进行电动致动器100内各部分的自我诊断（步骤S 102），若自我诊断的结果是“异常”（步骤S103的否），则停止电动致动器100的动作（步骤S104），并通过通信电路4向外部控制器300发送其自我诊断的结果和使动作停止的信息（步骤S105）。

若自我诊断的结果是“正常”（步骤S103的是），则控制电路（CPU）1读入温度传感器11检测的装置内的温度（步骤S106）。并且，确认是否有来自外部控制器300的开度指令（步骤S107），若无开度指令的指示（步骤S107的否），就直接进入步骤S110。

若有开度指令的指示（步骤S107的是），则比较由其开度指令的指示给出的阀开度的设定值（设定开度）θsp与来自位置检测机构10的阀开度的实测值（实际开度）θpv（步骤S108），为使设定开度θsp与实际开度θpv相一致，对电动机驱动电路8发送驱动指令，驱动电动机7（步骤S109）。由此，若设定开度θsp与实际开度θpv相一致（步骤S108的是），就进入步骤S110。

控制电路（CPU）1在步骤S110中，检查是否收到过外部控制器300的命令。在没有收到过外部控制器300的命令时（步骤S110的否），进入步骤S113（图3）。在收到外部控制器300的命令时（步骤S110的是），执行其命令的处理（步骤S111）。并且，向外部控制器300发出应答（步骤S112），进入步骤S113（图3）。

控制电路（CPU）1在步骤S113中，检查充电顺序是否结束。在充电顺序未结束时（步骤S113的否），执行充电顺序（步骤S114）。

[充电顺序]

图4示出步骤S114中执行的充电顺序的流程图。在充电顺序中，控制电路（CPU）1读出作为设定数据存储在非易失性存储器2中的备用电容器16的静电容量的初期设定值C0（步骤S201）。并且，由该读出的静电容量的初期设定值C0与此时的设定开度θsp，计算为执行从此时的设定开度θsp至紧急开闭位置的返回动作所必要的备用电容器16的最低限度的充电电压，作为必要充电电压VCmin（步骤S202）。

又，该实施方式中，假设紧急开闭位置是全闭位置。又设电动机7的输出为P，阀门200的从全闭到全开的全驱动时间为Ta，阀门200的从全闭到全开的全旋转角度为θa，由读出的静电容量的初始设定值C0与此时的设定开度θsp，必要充电电压VCmin由下式（1）求得。

VCmin=[2P·Ta·θsp/（C0·θa）]^1/2……（1）

并且，控制电路（CPU）1比较备用电容器16的端子间电压的测定值VC与步骤S202中求得的必要充电电压VCmin（步骤S203），若端子间电压的测定值VC不大于等于必要充电电压VCmin（步骤S203的否），就读出作为设定数据存储于非易失性存储器2中的最小充电电流值Iamin，作为充电电流Ia（步骤S204），对充电电路18发出指示，以该读出的充电电流值Ia进行备用电容器16的充电（步骤S205）。并且，确认端子间电压的测定值VC为必要充电电压Cmin（步骤S206的是）以上，返回到主要动作顺序。又，步骤S203中，在端子间电压的测定值VC为必要充电电压VCmin以上时，不进行步骤S204以后的处理，直接返回主要动作顺序。

[静电容量测定顺序]

控制电路（CPU）1在步骤S115（图3）中，检查是否是静电容量的测定时刻。本实施方式中，设静电容量的测定间隔为TC1，并规定每经过TC1则产生静电容量的测定时刻。当产生静电容量的测定时刻时（步骤S115的是），控制电路（CPU）1执行静电容量测定顺序的处理（步骤S116）。图5示出在步骤S116执行的静电容量测定顺序的流程图。

[最新的静电容量值的测定]

在该静电容量测定顺序中，控制电路（CPU）1首先测定备用电容器16的最新的静电容量值Cnew（步骤S301）。该备用电容器16的最新的静电容量值Cnew的测定如下述进行。图6示出在步骤S301中执行的静电容量值测定的处理的流程图。

控制电路（CPU）1读出作为设定数据存储于非易失性存储器2的放电电流值Ib，并向放电路19发送指示，以其读出的放电电流值Ib进行备用电容器16的放电（步骤S401，图7中示出的t1点）。

并且，监视因放电而下降的备用电容器16的端子间电压VC，测出该端子间电压VC到达规定的电压值V1时（步骤S402的是，图7中示出的t2点）的从放电开始的时间T1（步骤S403）。并且测出备用电容器16的端子间电压VC到达作为低于电压值V1确定的规定的电压值V2时（步骤S404的是，图7中示出的t3点）的从放电开始的时间T2（步骤S405）。

并且，停止放电（步骤S406），由测得的时间T1、T2、放电电流值Ib及电压值V1、V2，求出备用电容器的最新的静电容量值Cnew为Cnew=Ib·（T2-T1）/（V1-V2）（步骤S407）。

控制电路（CPU）1在这样地求得最新的静电容量值Cnew后，将此求得的最新的静电容量值Cnew存入非易失性存储器2（步骤S302）。

[测定的最新的静电容量值与极限设定值和注意设定值的比较]

并且，控制电路（CPU）1比较在步骤S301中测定的最新的静电容量值Cnew与作为设定数据存储于非易失性存储器2中的极限设定值（步骤S303），若最新的静电容量值Cnew超过极限设定值（步骤S303的是），则停止电动致动器100的动作（步骤S304），将最新的静电容量值Cnew与停止动作的信息发送到外部控制器300（步骤S305）。

若最新的静电容量值Cnew不超过极限设定值（步骤S303的否），则控制电路（CPU）1比较最新的静电容量值Cnew与作为设定数据存储于非易失性存储器2中的注意设定值（步骤S306）。这里若最新的静电容量值Cnew超过注意设定值（步骤S306的是），则将最新的静电容量值Cnew与要注意的信息发送到外部控制器300（步骤S307）。

[根据测定的最新的静电容量值的必要充电电压的算出]

其次，控制电路（CPU）1由测定的最新的静电容量值Cnew与此时的设定开度θsp，计算为执行从此时的设定开度θsp到紧急开闭位置（全闭位置）的返回动作所必要的备用电容器16的最低限度充电电压，作为必要充电电压VCmin（步骤S308）。

这时，设电动机的输出为P，阀门200的从全闭到全开的全驱动时间为Ta，阀门200的从全闭到全开的全旋转角度为θa，由测定的最新的静电容量值Cnew与此时的设定开度θsp，用下式（2）求出必要充电电压VCmin。

VCmin=[2P·Ta·θsp/（Cnew·θa）]^1/2……（2）

[对备用电容器的端子间电压的必要充电电压的调整]

并且，控制电路（CPU）1比较备用电容器16的端子间电压的测定值VC与步骤S308中计算的必要充电电压VCmin（步骤S309）。

这里，在必要充电电压VCmin高于端子间电压的测定值VC（步骤S309的否），而且设定开度θsp小于实际开度θpv时，从非易失性存储器2读出最小充电电流值Iamin，作为充电电流值Ia，并向充电电路18发出指示，以读出的充电电流值Ia进行备用电容器16的充电（步骤S310，图8中示出的t4点）。即，在设定开度θsp小于实际开度θpv时，以充电电流值Ia作为最小充电电流值Iamin，避免用大电流的充电。

另外，在必要充电电压VCmin高于端子间电压的测定值VC（步骤S309的否），而且设定开度θsp大于实际开度θpv时，决定对备用电容器16的充电电流值Ia为Ia=Cnew·（VCmin-VC）/ΔT，并向充电电路18发出指示，以其决定的充电电流值Ia进行备用电容器16的充电（步骤S310，图8中示出的t4点）。式中，Ia：充电电流的值，Cnew：最新的静电容量值，VCmin：算出的必要充电电压，VC：测出的端子间电压，ΔT：充电时间。即，在设定开度θsp大于实际开度θpv时，较多地要求应充电的电能，但从最新的静电容量值Cnew、必要充电电压VCmin、端子间电压VC及充电时间ΔD计算必要最小限度的充电电流值Ia，以不增加负担的适当的电流值进行对备用电容器16的充电。

并且，若端子间电压的测定值VC达到必要充电电压VCmin（步骤S311的是，图8中示出的t5点），则结束静电容量测定顺序，返回主要动作顺序。

若是端子间电压的测定值VC为必要充电电压VCmin（步骤S309的是）以上，就结束静电容量测定顺序，返回主要动作顺序。

[全电气特性测定顺序]

接着，控制电路（CPU）1检查是否是全电气特性的测定时刻（步骤S117（图3））。该实施方式中，设全电气特性的测定间隔为TC2，规定每经过TC2则产生全电气特性的测定时刻。当产生全电气特性的测定时刻时（步骤S 117的是），控制电路（CPU）1就执行全电气特性的测定顺序的处理（步骤S118）。又，本实施方式中，规定全电气特性的测定间隔TC2设得长于静电容量的测定间隔TC1。

[内部电阻值的测定]

图9和图10分割地示出步骤S118中执行的全电气特性测定顺序的流程图。在该全电气特性测定顺序中，控制电路（CPU）1首先测定备用电容器16的内部电阻值Rd（步骤S501）。该备用电容器16的内部电阻值Rd的测定如下述那样进行。图11示出在步骤S501的内部电阻值测定的处理的流程图。

控制电路（CPU）1读出存储于非易失性存储器2中的最小充电电流值Iamin，作为充电电流值Ia，并向充电电路18发出指示，以读出的充电电流值Ia使备用电容器16充电（步骤S601，图12中示出的t1点）。并且，在确认备用电容器16的满充电之后（步骤S602的是，图12中示出的t2点），读出存储于非易失性存储器2中的放电电流值Ib，并向放电电路19发出指示，以读出的放电电流值Ib使备用电容器16放电（步骤S603，图12中示出的t3点）。

控制电路（CPU）1接着用该放电电流值Ib进行放电，当经过预定的时间Tx时（步骤S604的是，图12中示出的t4点），停止放电（步骤S605）。并且，求出在时间Tx间急剧下降的部分的电压降ΔV1（步骤S606），由该电压降ΔV1与放电电流Ib求出备用电容器16的内部电阻值，为Rd=ΔV1/Ib（步骤S607）。

[静电容量值的测定]

接着，控制电路（CPU）1测定备用电容器16的静电容量值Cnew（步骤S502）。该备用电容器16的静电容量值Cnew的测定，与图5所示的步骤S301同样，按照图6所示的流程图执行。

即，如图13示出测定内部电阻值Rd之后的备用电容器16的端子间电压VC的变化那样，在测定内部电阻值Rd之后的t5点，开始由放电电流Ib的放电，测量备用电容器16的端子间电压VC达到规定的电压值V1时的从放电开始的时间T1（图13中示出的t6点），测量达到规定的电压值V2时的从放电开始的时间T2（图13中示出的t7点），求出备用电容器16的静电容量值Cnew为Cnew=Ib·（T2-T1）/（V1-V2）。

控制电路（CPU）1在这样求出备用电容器16的内部电阻Rd和静电容量值Cnew之后，将求得的内部电阻Rd和静电容量值Cnew保存到非易失性存储器2中（步骤S503）。

[测定的内部电阻值与极限设定值和注意设定值的比较]

并且，控制电路（CPU）1比较测定的内部电阻值Rd与作为设定数据存储于非易失性存储器2中的极限设定值（步骤S504），若内部电阻值Rd超过极限设定值（步骤S504的是），则停止电动致动器100的动作（步骤S505），对外部控制器300发送内部电阻值Rd与使动作停止的信息（步骤S506）。

若内部电阻值Rd不超过极限设定值（步骤S504的否），则控制电路（CPU）1比较内部电阻值Rd与作为设定数据存储于非易失性存储器2中的注意设定值（步骤S507）。这里，若内部电阻值Rd超过注意设定值（步骤S507的是），则对外部控制器300发送测定的内部电阻值Rd与要注意的信息（步骤S508）。

另外，控制电路（CPU）1比较测定的静电容量值Cnew与作为设定数据存储于非易失性存储器2中的极限设定值（步骤S509（图10）），若静电容量值Cnew超过极限设定值（步骤S509的是），则使电动致动器100的动作停止（步骤S510），对外部控制器300发送静电容量值Cnew与使动作停止的信息（步骤S511）。

若静电容量值Cnew不超过极限设定值（步骤S509的否），则控制电路（CPU）1比较静电容量值Cnew与作为设定数据存储于非易失性存储器2中的注意设定值（步骤S512）。这里，若静电容量值Cnew超过注意设定值（步骤S512的是），则对外部控制器300发送静电容量值Cnew与要注意的信息（步骤S513）。

[根据测定的静电容量值的必要充电电压的算出]

其次，控制电路（CPU）1由测定的静电容量值Cnew与此时的设定开度θsp，计算为从此时的设定开度θsp到紧急开闭位置（全闭位置）执行返回动作所必要的备用电容器16的最低限度的充电电压，作为必要充电电压VCmin（步骤S514）。

这时，设电动机7的输出为P，阀门200的从全闭到全开的全驱动时间为Ta，阀门200的从全闭到全开的全旋转角度为θa，由测定的静电容量值Cnew与此时的设定开度θsp，用前述式（2）求出必要充电电压VCmin。

[对备用电容器的端子间电压的必要充电电压的调整]

并且，控制电路（CPU）1比较备用电容器16的端子间电压的测定值VC与步骤S514中算出的必要充电电压VCmin（步骤S515），

这里，在必要充电电压VCmin高于端子间电压的测定值VC（步骤S515的否），而且设定开度θsp小于实际开度θpv时，从非易失性存储器2读出最小充电电流值Iamin，作为充电电流Ia，并对充电电路18发出指示，以读出的充电电流值Ia进行备用电容器16的充电（步骤S516，图14示出的t8点）。

另外，在必要充电电压VCmin高于端子间电压的测定值VC（步骤S515的否），而且设定开度θsp大于实际开度θpv时，决定对备用电容器16的充电电流值Ia为Ia=Cnew·（VCmin-VC）/ΔT，并对充电电路18发出指示，以其决定的充电电流值Ia进行备用电容器16的充电（步骤S516，图14示出的t8点）。

并且，若端子间电压的测定值VC达到必要充电电压VCmin（步骤S517的是，图14中示出的t9点），就结束全电气特性测定顺序，返回到主要动作顺序。

若端子间电压的测定值VC为必要充电电压VCmin以上（步骤S515的是），则结束全电气特性测定顺序，返回到主要动作顺序。

控制电路（CPU）1在主要动作顺序（图2、图3）中，在上述的步骤S101~103的处理结束之后，若在步骤S103得到所谓正常的自我诊断，则反复执行上述步骤S106~118的处理。

即，在步骤S106~118的处理的反复中，若由外部控制器200给出开度指令指示（步骤S107的是），则驱动电动机7使阀门200的实际开度θpv与设定开度θsp相一致，若由外部控制器200给出命令（步骤S110的是），则执行该命令的处理。

另外，若产生静电容量的测定时刻（步骤S115的是），则测定备用电容器16的最新的静电容量值Cnew，并检查该测定的最新的静电容量值Cnew是否处于正常的范围，同时根据该测定的最新静电容量值Cnew计算必要充电电压VCmin，调整备用电容器16的端子间电压VC到该计算的必要充电电压VCmin。

另外，若产生全电气特性的测定时刻（步骤S117的是），则测定备用电容器16的内部电阻值Rd和静电容量值Cnew，检查该测定的内部电阻值Rd和静电容量值Cnew是否处于正常的范围，同时根据该测定的静电容量值Cnew计算必要充电电压VCmin，调整备用电容器16的端子间电压VC到该计算的必要充电电压VCmin。

这样一来，本实施方式中，由于定期地测定备用电容器16的最新的静电容量值Cnew，每当测定备用电容器的最新的静电容量值Cnew时，根据其测定的最新的静电容量值Cnew，算出为执行使阀门200从此时开度设定值θsp到紧急开闭位置的返回动作所必要的备用电容器的充电电压，作为必要充电电压VCmin，调整备用电容器16的端子间电压VC使其为该算出的必要充电电压VCmin，因此，便能一面使备用电容器16存储适量的电能，一面无论何时发生停电都能可靠地执行所期待的返回动作。从而，消除停电时的不能动作与成功地实现节能。

另外，本实施方式中，由于算出备用电容器的必要充电电压VCmin后，在其必要充电电压VCmin高于端子间电压的测定值VC，而且设定开度θsp小于实际开度θpv时，以最小充电电流值Iamin进行备用电容器16的充电，在必要充电电压VCmin高于端子间电压的测定值VC，而且设定开度θsp大于实际开度θpv时，决定对备用电容器16的充电电流值Ia为Ia=Cnew·（VCmin-VC）/ΔT，以该决定的充电电流值Ia进行备用电容器16的充电，因此，成为按照设定开度θsp，以不加负担的适当的电流值进行备用电容器16的充电。由此，能避免因备用电容器16的内部电阻发热造成的静电容量劣化，另外能不要求充电电路18的电流容量的高输出化，力求降低成本。

尚且，本实施方式中，静电容量的测定间隔TC1和全电气特性的测定间隔TC2，根据下述状况可以变化设定为最合适的测定间隔，使测定时的充放电次数减少，以求实现长寿命化。

（1）内部电阻值和静电容量值的劣化状况

·内部电阻/静电容量劣化小→测定间隔长

·内部电阻/静电容量劣化大→测定间隔短

（2）装置内部的温度状况

·内部温度低→测定间隔长

·内部温度高→测定间隔短

另外，本实施方式中，在充电未能赶上充电中几次设定开度θsp的变更的情况下，使充电电流值自动地上升即可。

[实施方式的扩展]

以上，参照实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述的实施方式。本发明的结构和细节中，能在本发明的技术范围内作技术人员能理解的种种变更。

Claims

1.一种电动致动器，具有电源部、接受来自该电源部的电力供给并驱动阀门的电动机、接受来自所述电源部的电力供给并被充电的备用电容器，在停电时由所述备用电容器中所存储的电能强制地驱动所述电动机，并执行返回动作使所述阀门到达规定的开度位置，其特征在于，具备：

检测所述阀门的实际开度的开度检测单元；

检测所述备用电容器的端子间电压的端子间电压检测单元；

定期地测定所述备用电容器的最新的静电容量值的静电容量测定单元；

必要充电电压算出单元，所述必要充电电压算出单元在每次测定所述备用电容器的最新的静电容量值后，根据该被测定到的最新的静电容量值，算出为执行使所述阀门从此时的开度设定值到所述规定的开度位置的返回动作所必要的所述备用电容器的充电电压，作为必要充电电压；和

充电单元，所述充电单元在所述必要充电电压算出单元所算出的必要充电电压高于所述端子间电压检测单元所测出的端子间电压时，根据所述阀门的实际开度和开度设定值决定对所述备用电容器的充电电流的值，对所述备用电容器进行充电直到所述端子间电压检测单元所测出的端子间电压达到所述必要充电电压。

2.如权利要求1所述的电动致动器，其特征在于，

在所述必要充电电压算出单元所算出的必要充电电压高于所述端子间电压检测单元所测出的端子间电压，且所述阀门的开度设定值在实际开度以下时，所述充电单元对所述备用电容器的充电电流的值为预先设定的最小充电电流值。

3.如权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

在所述必要充电电压算出单元所算出的必要充电电压高于所述端子间电压检测单元所测出的端子间电压，且所述阀门的开度设定值大于实际开度时，所述充电单元根据所述备用电容器的最新的静电容量值、所述端子间电压检测单元所测出的端子间电压、所述必要充电电压算出单元所算出的必要充电电压及预先设定的充电时间，决定对所述备用电容器的充电电流的值。

4.如权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，

在所述必要充电电压算出单元所算出的必要充电电压高于所述端子间电压检测单元所测出的端子间电压，且所述阀门的开度设定值大于实际开度时，所述充电单元通过下式（1）来决定对所述备用电容器的充电电流的值，

Ia=Cnew·（VCmin-VC）/ΔT…… （1）

式中，Ia：充电电流的值，Cnew：最新的静电容量值，VCmin：所算出的必要充电电压，VC：所测出的端子间电压，ΔT：充电时间。