CN200999905Y - 智能型电动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型电动执行机构，包括：电机、离合器、减速器、控制器和输出臂；电机的输出轴通过减速器与负载相连接，离合器控制负载的接入，在所述减速器上连接有输出臂；电机为直流无刷变频电机，控制器为变频控制器。有益效果是：执行机构由于采用了变频控制器控制直流无刷电机的运行，实现了电机的“柔性开”和“柔性关”，可对负载进行有效的保护；直流无刷电机结构简单、运行可靠、频繁开关次数可达1200次/小时；由于直流智能变频控制采用的是恒流恒力矩技术，比传统执行机构节约电能40％左右，变频技术降低了执行机构的机械磨损，使执行机构的寿命提高10倍以上。

Description

智能型电动执行机构

技术领域

本实用新型涉及一种电动执行机构，特别是涉及一种可对阀门进行可靠的开关控制和频繁调节的智能型直流变频电动执行机构。

背景技术

目前已有电动执行机构均采用单相、三相交流伺服电动机，其转速恒定，在启动停止瞬间需要较大的力矩和启动电流，在驱动电机或堵转时会造成尖峰电流过大而使执行机构无法操作的情形，特别是在停止制动方面存在缺点：如DKJ系列电机存在机械抱闸，机件容易磨损、老化，一旦出现问题不容易调整，而且需要定期更换；另有一种是引进的单相电机采用电制动方法，对电机造成的瞬间冲击大，降低了电机的使用寿命，三相电机采用阻容制动，其制动元器件不但容易损坏，而且制动效果也不理想。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种环保、低能耗并可提高执行机构寿命的智能型电动执行机构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种智能型电动执行机构，包括：电机、离合器、减速器、控制器和输出臂；所述电机的输出轴通过减速器与负载相连，离合器控制负载的接入，所述控制器控制所述电机，在所述减速器上连接有所述输出臂；所述电机为直流无刷变频电机，所述控制器为变频控制器。

所述电机包括：控制线、电机转轴、电机前端盖、霍尔元件板、电机后端盖和罩盖；在电机前端盖与所述定子和转子形成的空腔内设有所述霍尔元件板，电机转速信号通过所述控制线与所述变频控制器连接，所述电机后端盖通过螺栓与前端盖固定结合，所述前端盖与罩盖相接。

所述变频控制器包括：控制箱前端盖、拉伸箱体，控制箱后端盖，构成变频控制单元；所述控制箱前端盖、拉伸箱体和控制箱后端盖通过螺栓连为一体构成封闭的变频控制器的外观，所述变频控制单元包括：一体化变频智能控制单元，电源板和显示板，所述电源板通过螺钉柱套与一体化变频智能控制单元构成上下两层结构，在上层结构的所述一体化变频智能控制单元通过导线与显示板连接。

所述直流无刷电机的前端盖与减速器的电机孔上口相适配。

本实用新型的有益效果是：执行机构由于采用了变频控制器控制直流无刷电机的运行，实现了电机的“柔性开”和“柔性关”，可对负载进行有效的保护；直流无刷电机结构简单、运行可靠、频繁开关次数可达4400次/小时；由于直流智能变频控制采用的是恒流恒力矩技术，电机的启动电流不大于电机的额定电流且保证输出力矩恒定，比传统执行机构节约电能40％左右，变频技术降低了执行机构的机械磨损，使执行机构的寿命提高42倍以上。

附图说明

图1是本实用新型电动执行机构外部结构示意图；

图2是本实用新型的直流无刷电机结构示意图；

图3是本实用新型的变频控制器的侧面结构示意图；

图4是本实用新型的变频控制器的主视结构示意图；

图5本实用新型的直流无刷电机的变速曲线。

图中：

10.电机    11.控制线    12.电机转轴    13电机前端盖

14.霍尔元件板           15.转子        16.定子

17.电机后端盖    18.罩盖    20.离合器

30.减速器    40.变频控制器   41.控制箱前端盖

42.拉伸箱体  43控制箱后端盖  44.一体化变频智能控制单元

45.电源板    46.显示板

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1至图4所示，一种智能型电动执行机构，包括：电机10、离合器20、减速器30、控制器40和输出臂50；所述电机10的输出轴通过减速器30与负载相连，离合器20控制负载的接入，所述控制器40控制所述电机10，在所述减速器30上连接有所述输出臂50；所述电机10为直流无刷变频电机，所述控制器40为变频控制器。电动执行机构配有电动和手轮驱动机构，均可单独使用。所述电机10包括：控制线11、电机转轴12、电机前端盖13、霍尔元件板14、电机后端盖17和罩盖18；在电机前端盖13与所述定子16和转子15形成的空腔内设有所述霍尔元件板14，电机转速信号通过所述控制线11与所述变频控制器连接，所述电机后端盖17通过螺栓与电机前端盖13固定结合，所述电机前端盖13与罩盖18相接。所述变频控制器包括：控制箱前端盖41、拉伸箱体42，控制箱后端盖43，构成变频控制单元；所述控制箱前端盖41、拉伸箱体42和控制箱后端盖43通过螺栓连为一体构成封闭的变频控制器的外观，所述变频控制单元包括：一体化变频智能控制单元44，电源板45和显示板46，所述电源板45通过螺钉柱套与一体化变频智能控制单元44构成上下两层结构，在上层结构的所述一体化变频智能控制单元44通过导线与显示板46连接。所述直流无刷电机的前端盖13与减速器30的电机孔上口相适配。

电动执行机构接通电源后，电源板为一体化变频智能控制单元及直流无刷电机提供电力，用户根据要求可以对直流无刷电机的转向、转速、最大扭矩保护和极限位置进行设定，经过相应的控制键和/或控制旋钮和/或遥控器设定后，一体化变频智能控制单元及直流无刷电机的被控状态通过显示板显示出来，变频控制器选用控制直流无刷电机的ST系列专用单片机，加上一片电子测速器，将无刷直流电机转子的位置信号进行F/V转换形成转速反馈信号，电机转速信号通过控制线与变频控制器连接实现以敏感元件(霍尔元件)为速度反馈电路的双闭环无极调速系统驱动。直流无刷电机具有响应快速、较大的启动转矩、从零转速升至额定转速具备提供额定转矩的性能，通过改变控制频率使电机“柔性开启”和“柔性关闭”并定位准确，电机的最大转速为2400rpm，通过变频控制器可以在一定范围内具有不同的运行速度和不同的关断力(矩)。利用这一特点，本实用新型可以使电机适用于各种不同的应用场合，实现直流无刷电机的“柔性开”和“柔性关”，通过图5所示的变速曲线可以看出，在“开”“关”的瞬间，电机可以在0-5秒内调速，可以以2400rpm的额定转速运行，所述电机的输出轴通过减速器与负载传动机构连接，传递变频电机所产生的动力。

“柔性开”和“柔性关”并通过霍尔元件反馈可以使执行机构精确定位，完全消除了振荡。避免阀门内部的过度撞击、水锤效应，以提高阀门的使用寿命。

直流变频控制器采用单片机软件编程，可直接与上位机进行人机对话，并可对阀门进行远程自动或就地手动控制。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能型电动执行机构，包括：电机(10)、离合器(20)、减速器(30)、控制器(40)和输出臂(50)；所述电机(10)的输出轴通过减速器(30)与负载相连，离合器(20)控制负载的接入，所述控制器(40)控制所述电机(10)，在所述减速器(30)上连接有所述输出臂(50)；其特征在于：所述电机(10)为直流无刷变频电机，所述控制器(40)为变频控制器。

2.根据权利要求1所述的智能型电动执行机构，其特征在于：所述直流无刷变频电机(10)包括：控制线(11)、电机转轴(12)、电机前端盖(13)、霍尔元件板(14)、电机后端盖(17)和罩盖(18)；在电机前端盖(13)与所述定子(16)和转子(15)形成的空腔内设有所述霍尔元件板(14)，电机转速信号通过所述控制线(11)与所述变频控制器连接，所述电机后端盖(17)通过螺栓与前端盖(13)固定结合，所述前端盖(13)与罩盖(18)相接。

3.根据权利要求1所述的智能型电动执行机构，其特征在于：所述变频控制器(40)包括：控制箱前端盖(41)、拉伸箱体(42)，控制箱后端盖(43)，构成变频控制单元；所述控制箱前端盖(41)、拉伸箱体(42)和控制箱后端盖(43)通过螺栓连为一体构成封闭的变频控制器的外观，所述变频控制单元包括：一体化变频智能控制单元(44)，电源板(45)和显示板(46)，所述电源板(45)通过螺钉柱套与一体化变频智能控制单元(44)构成上下两层结构，在上层结构的所述一体化变频智能控制单元(44)通过导线与显示板(46)连接。

4.根据权利要求2所述的智能型电动执行机构，其特征在于：所述直流无刷电机的前端盖(13)与减速器(30)的电机孔上口相适配。

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