CN203730888U - 一种电动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动执行机构，通过输入接收电路接收控制命令，并根据控制命令向处理器输出控制信号，处理器根据控制信号对用于控制管网的阀门的开度的电机进行正反转控制和转矩控制，并向控制室输出相应的阀位反馈信号。即本实用新型公开的电动执行机构能够根据控制命令对管网的阀门进行控制。

Description

一种电动执行机构

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，更具体地说，涉及一种电动执行机构。

背景技术

在现在的工业生产中，为实现对生产过程的自动控制，需要多种自动控制仪器仪表。为了实现对管网的自动化控制，必须能够根据控制命令对对管网的阀门进行控制。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种电动执行机构，用于根据控制室的控制命令对阀门进行自动控制。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电动执行机构，包括：

输入接收电路，用于接收控制命令并根据所述控制命令输出控制信号；

处理器，用于根据所述控制信号输出转矩控制信号和转向信号，并根据实际运行状态输出相应的阀位反馈信号以及各种故障、报警信号；

转矩控制电路，用于根据所述转矩控制信号输出电压控制信号；

转向控制电路，用于根据所述转向信号输出转向控制信号；

开关控制电路，用于根据所述控制状态输出相应的接通或断开信号；

电机，用于对管网的阀门的开度控制提供动力源；

三相双向可控硅，用于根据所述转矩控制信号对驱动所述电机的三相交流电压进行控制；

转向控制器，用于根据所述转向控制信号对所述三相交流电的相序进行控制；

通断控制器，用于根据所述通或断控制信号，接通或切断对所述电机的供电；

位置传感器，设置在所述电机上，用于根据所述电机的转动状态输出所述反馈信号。

优选的，所述输出控制电路包括磁保持继电器电路。

优选的，所述磁保持继电器电路包括内部电池。

优选的，所述电机为异步电机。

优选的，所述转向控制器包括换向继电器。

优选的，所述位置传感器为霍尔型绝对编码器。

优选的，还包括：

显示装置，与所述处理器相连接，用于显示阀门状态信息。

优选的，所述显示装置包括OLED显示器。

优选的，还包括：

通讯端口，用于接收上级控制单元的控制命令以及向上级控制单元输出所述阀门的状态信息。

优选的，所述通讯端口为串行通讯端口或红外无线通讯端口。

从上述技术方案可以看出，本申请提供的电动执行机构通过输入接收电路接收控制命令，并根据控制命令向处理器输出控制信号，处理器根据控制信号对用于控制管网的阀门的开度的电机进行正反转控制和转矩控制。即本申请公开的电动执行机构能够根据控制命令对管网的阀门进行控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种电动执行机构的结构图；

图2为本申请另一实施例公开的一种电动执行机构的结构图;

图3为本申请又一实施例公开的一种电动执行机构的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例公开的一种电动执行机构的结构图。

如图1所示，本实施例公开的电动执行机构包括输入接收电路10、处理器20、转矩控制电路30、转向控制电路40、开关电路50、电机60、三相双向可控硅31、转向控制器41通断控制器51和位置传感器70。其中：处理器20分别与输入接收电路10、转矩控制电路30、转向控制电路40、开关控制电路50、位置传感器70相连接，转矩控制电路30还与三相双向可控硅31相连接，转向控制电路40还与转向控制电路41相连接，开关控制电路50还与通断控制器51相连接，位置传感器70还与电机60相连接。

输入接收电路10用于接收控制命令，并根据控制命令输出控制信号。控制命令来自于控制室或者其他控制单元的自动输出。

处理器20用于根据控制信号输出转矩控制信号和转向控制信号，同时还接收电机的反馈信号，并对反馈信号所反映的电机运行状态与控制信号所包含的电机运行状态进行对比，如果发现这两者不一致，说明发生故障，这时输出故障信号。处理器20还根据当前执行机构的运行状态，输出相应的阀位反馈信号及各种报警信号等。

转矩控制电路30用于根据转矩控制信号输出电压控制信号。

三相双向可控硅31设置在电机60的供电线路上，用于根据电压控制信号对驱动电机的三相交流电的电压进行控制。一般是通过控制可控硅的导通角来控制三相交流电压的大小，从而达到控制电机电流大小的目的，实现对电机60的柔性启动、停止、力矩控制等，能够减小启动时对机械和电气的冲击，能够进一步提高控制精度。

转向控制电路40用于根据转向信号输出转向控制信号，转向包括正转或反转，这样可以控制阀门的开或关。

转向控制器41设置在电机60的供电线路上，首先接收三相双向可控硅31输出的三相交流电，然后根据转向控制信号对三相交流电的相序进行控制，输出不同相序的三相交流电。

开关控制电路50用于根据控制状态输出相应的接通或断开信号。

通断控制器51根据相应的接通或断开信号，接通或切断对电机60的供电，故障信号预示着三相双向可控硅31出现故障，如两相或三相出现击穿，这样电机60会失去控制，可能会堵转或者一直单方向转动，如果不加以处理的话会发生严重的生产事故。

电机60为整个执行机构提供动力源，用于对阀门进行控制，电机的动力输出轴通过变速箱与阀门的转轴相连接，当电机正转或反转时，可以控制阀门的开或关。

位置传感器70设置在电机60上，用于根据电机60的转动状态输出反馈信号。

从上述技术方案可以看出，本实施例公开的电动执行机构通过输入接收电路接收控制命令，并根据控制命令向处理器输出控制信号，处理器根据控制信号对用于控制管网的阀门的开度的电机进行正反转控制和转矩控制。即本申请公开的电动执行机构能够根据控制命令对管网的阀门进行控制。

本申请公开的实施例中，输出控制电路80中的磁保持继电器，在断外电后通过内部电池供电，手动操作时，在软件的控制下，能够正确输出所有的开关量。行程可任意设置，基本不受转动圈数的限制，且无需开盖调试，方便实用。而机械式微动开关只能输出一些限位开关量，而其它一些开关量无法正确输出。且在设置行程区间时，需开盖后对机械式微动开关进行调整，才能输出正确的限位开关量，且机械式微动开关的调整角度被限制在一定范围内，导致了执行器的转动圈数也受到限制，给安装和调试带来极大的不便。

本实施例中的电机60为三相交流异步电机。

换向控制器41优选换向继电器，换向继电器能够完成以前需要4个双向可控硅配合才能完成的换向操作。输入端接收三相交流电，通过控制其动作可以在输出端上输出不同相序的三相交流电，以此控制三相异步电机的转向。

位置传感器70为霍尔型绝对编码器，其采用霍尔技术，可记录多达16384圈，单圈的分辨率为1/4096，SPI接口技术。与现有产品的位置传感器相比，创新设计的位置传感器位置采样精度高、抗干扰能力强、转动圈数基本不受限制、使用方便、无需电池供电也能正常记录阀位。

在电机60启动时，为减小冲击，处理器10通过转矩控制电路30控制三相可控硅31的导通角，使电机60的输入电压由0匀速增加到额定电压，从而使电机60的转速由0匀速增加到额定转速，减小了启动时对机械和电气的冲击，延长了执行器和阀门的使用寿命。在需要电机60换相时，处理器10首先控制三相双向可控硅31和通断控制器51断开，然后再控制换向继电器换相，最后控制通断控制器61导通。在这种方式中，三相双向可控硅31只作开关器件，不用于换相，提高了三相双向可控硅31工作的安全及可靠性。同时可以防止换相时换向继电器产生拉弧，使得整个电动执行机构的可靠性和安全性得到大幅度提高。

在出现极端故障条件时，电机60失控，这时会堵转或一直单向运行。当处理器20通过位置传感器70获取电机60的转向后，控制电机60向给定的位置运行，如无论怎样都无法控制电机运行到给定位置，此时处理器20将控制三相双向可控硅31关断，如处理器20通过位置传感器70检测到电机仍然在运行，则判断出三相双向可控硅31被击穿，这时通断控制器51断开，及时切断电机60的电源，停止电机60运行。从而在这种极端故障条件下，保证执行器和阀门的安全，避免工厂安全事故的发生。

实施例二

图2为本申请另一实施例公开的一种电动执行机构的结构图。

如图2所示，本实施例公开的电动执行机构是在上一实施例的基础上增设了显示装置90，显示装置90与处理器20相连接。

显示装置90优选OLED显示器，用于显示阀门的状态信息。

OLED属自发光器件，亮度高、显示清晰、显示内容丰富、可视化角度大、使用寿命长，不存在LCD等背光衰减后显示不清的现象。

实施例三

图3为本申请又一实施例公开的一种电动执行机构的结构图。

如图3所示，本实施例公开的电动执行机构是在上一实施例的基础上增设了通讯端口100，通讯端口100与处理器20相连接。

通讯端口100用于接收上级控制单元的控制命令以及向上级控制单元输出阀门的状态信息。通讯端口100可以是串行通讯端口，还可以是红外无线通讯端口，利用无线信号实现信息的传输。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动执行机构，其特征在于，包括： 

输入接收电路，用于接收控制命令并根据所述控制命令输出控制信号； 

处理器，用于根据所述控制信号输出转矩控制信号和转向信号，并根据实际运行状态输出相应的阀位反馈信号以及各种故障、报警等信号； 

转矩控制电路，用于根据所述转矩控制信号输出电压控制信号； 

转向控制电路，用于根据所述转向信号输出转向控制信号； 

开关控制电路，用于根据所述控制状态输出接通或断开信号； 

电机，用于对管网的阀门的开度控制提供动力源； 

三相双向可控硅，用于根据所述转矩控制信号对驱动所述电机的三相交流电压进行控制； 

转向控制器，用于根据所述转向控制信号对所述三相交流电的相序进行控制； 

通断控制器，用于根据所述通或断控制信号，接通或切断对所述电机的供电； 

位置传感器，设置在所述电机上，用于根据所述电机的转动状态输出所述反馈信号。 

2.如权利要求1所述的电动执行机构，其特征在于，所述输出控制电路包括磁保持继电器电路。 

3.如权利要求2所述的电动执行机构，其特征在于，所述磁保持继电器电路包括内部电池。 

4.如权利要求1所述的电动执行机构，其特征在于，所述电机为异步电机。 

5.如权利要求1所述的电动执行机构，其特征在于，所述转向控制器包括换向继电器。 

6.如权利要求1所述的电动执行机构，其特征在于，所述位置传感器为霍尔型绝对编码器。 

7.如权利要求1～6任一项所述的电动执行机构，其特征在于，还包括： 

显示装置，与所述处理器相连接，用于显示阀门状态信息。 

8.如权利要求7所述的电动执行机构，其特征在于，所述显示装置包括OLED显示器。 

9.如权利要求7所述的电动执行机构，其特征在于，还包括： 

通讯端口，用于接收上级控制单元的控制命令以及向上级控制单元输出所述阀门的状态信息。 

10.如权利要求9所述的电动执行机构，其特征在于，所述通讯端口为串行通讯端口或红外无线通讯端口。