KR20010071154A

KR20010071154A - 액추에이터 구동 샤프트에 직접 커플링 접속된 전기모터를 갖춘 전기식 밸브 또는 댐퍼 액추에이터

Info

Publication number: KR20010071154A
Application number: KR1020007011460A
Authority: KR
Inventors: 휘트워스크리스토퍼존; 킬로우더글라스
Original assignee: 추후제출; 트랜스필드 피티와이 리미티드
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2001-07-28
Also published as: IL138952A0; ID26649A; JP2002512353A; WO1999054987A1; PL344054A1; EP1072083A1; EP1072083A4; MXPA00010086A; EA002335B1; CN1297601A; BR9909725A; CO4890892A1; EA200000951A1; CA2328373A1; AR014993A1

Abstract

10 Nm보다 큰 토크를 제공할 수 있는 전기 모터를 포함하는 액추에이터가 기어 박스 없이 밸브 또는 댐퍼의 작동 샤프트 상에 직접 축방향으로 장착된다. 모터는 펄스 폭 변조에 의해 작동하여 소정의 속도 범위에 걸쳐서 가변 출력 속도를 제공하는 일정 토크, 영구 자석, 직류 DC 모터인 것이 바람직하다. 설정 파라미터에 의한 제어 및 관찰은 (선택적 원격) 키패드 및 마이크로프로세서에 의해 이루어진다. 모터 구동 샤프트는 수동 레버(46, 47)에 의해 모터에서 분리될 수 있고, 작동 커플링(38, 40, 41)은 핸드 휠(20)에 의해 수동으로 동작될 수 있다. 블록 선도(도 6 및 도 7)는 회전자 속도, 온도 센서, 밸브 액추에이터 샤프트 위치 및 토크 센터를 사용하여 마이크로프로세서를 제어하고 안전을 관찰하는 것을 보여준다.

Description

액추에이터 구동 샤프트에 직접 커플링 접속된 전기 모터를 갖춘 전기식 밸브 또는 댐퍼 액추에이터{AN ELECTRICALLY OPERATED VALVE OR DAMPER ACTUATOR HAVING AN ELECTRIC MOTOR DIRECTLY COUPLED TO THE ACTUATOR DRIVE SHAFT}

산업용 파이프 또는 도관 내에서의 유체의 자동 흐름 제어는 발전, 석유, 오일 및 가스 정련, 펄스 및 종이, 화학 제품, 식품 및 음료, 석유 화학 제품의 처리, 물 및 폐수 처리 산업 등의 분야에서 폭 넓게 사용되고 있다. 지금까지, 이러한 액추에이터는 액추에이터에 필수 구성 요소로서 웜/웜 휠 기어박스 구동장치를 통해 액추에이터에 커플링 접속되는 고정 속도 교류 유도 모터를 활용하였다.

이러한 종래의 시스템이 가지고 있는 결점 중의 하나는 필요한 출력 속도를 제공하기 위하여 각기 다른 모터 및 기어박스의 조합이 요구되며, 이는 많은 재고를 필요로 한다는 것이다. 더욱이, 각각의 모터 및 기어박스의 조합이 일정한 출력 속도를 갖기 때문에 속도 변화를 달성하기 위해서는 통상적으로 구성 요소의 변경 또는 모델의 변경이 요구된다.

종래의 시스템이 가지고 있는 또 다른 결점은 폭 넓은 속도 범위에 걸쳐 소정의 출력 토크를 유지하기 위해서는 다양한 모터가 요구된다는 점이다. 비용을 줄이기 위하여, 사용되는 모터의 수를 제한하는 것이 바람직하지만, 이러한 경우에는 속도의 증가에 따라 토크는 감소하게 된다.

종래의 시스템이 가지고 있는 또 다른 결점은 기어박스가 모터와 출력 구동 샤프트 간에 표면 마모를 일으킨다는 (따라서 마찰 손실을 일으킨다는) 것이다.

종래의 액추에이터는 시스템 내에 현장에서의 장비의 설정 및 조정을 수행하는데 필요한 다양한 등급의 전자적 그리고 기계적 기능을 구비하고 있다. 그러나, 이들 기능은 물리적인 조정을 행하기 위하여 분해가 되어야 하고 이로 인해 처리 시간이 지연되는 문제점을 가지고 있으며, 모든 작업에는 안전 및 접근을 위하여 장비에 공급되는 전원을 차단하는 여유 시간이 필요하다는 문제점을 가지고 있다.

대부분의 종래의 기계는 전기가 공급되지 않는 동안에 수동으로 동작할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이러한 수동 동작 기간 동안에는 초기 교정치의 손실을 방지하기 위하여 위치의 표시가 유지되고 있음을 보장할 수 있도록 이들 수동 동작을 감지하고 관찰하는 것이 반드시 필요하다. 기존의 일부 표준 액추에이터에는 그러한 위치 표시를 제공하기 위하여 복잡한 기어 장치가 장착되어 있다.

본 발명의 목적은 전 속도 범위에 걸쳐 일정한 토크에서 무한 가변 속도를 제공하는 밸브 또는 댐퍼를 작동하기 위한 전기식 액추에이터를 제공하는 것이다.

본 발명은 전기 원동기에 관한 것으로, 특히 밸브 및 댐퍼를 개방, 폐쇄 및/또는 조절하여 파이프 또는 도관 내의 유체의 흐름을 제어하는 전기식 액추에이터에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기식 밸브 액추에이터의 사시도이다.

도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 도면이다.

도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 취한 도면이다.

도 4는 클러치 분리 캠 및 래치의 확대 측면도로, 구동 슬리브의 구동 독 또는 핀이 회전자의 구동 핀과 맞물려 있는 상태를 보인 도면이다.

도 5는 도 4와 유사하지만, 구동 슬리브의 구동 독 또는 핀이 회전자의 구동 핀과 분리된 상태를 보인 도면이다.

도 6은 도 1 내지 도 5의 액추에이터를 작동하기 위한 제 1 제어 시스템의 블록 선도이다.

도 7은 도 1 내지 도 5의 액추에이터를 작동하기 위한 제 2 제어 시스템의 블록 선도이다.

본 발명의 일 양상에 따라, 10 Nm보다 큰 동작 토크 요건을 갖는 작동 샤프트를 갖춘 밸브 또는 댐퍼를 작동하기 위한 전기식 액추에이터로서, 상기 전기식 액추에이터가

(i) 하우징과,

(ii) 하우징 내에 회전 가능하게 장착되며, 하우징으로부터 연장되어 밸브 또는 댐퍼의 작동 샤프트에 직접 커플링 접속되는 제 1 단부를 갖춘 구동 샤프트와,

(iii) 구동 샤프트 상에 축방향으로 장착되어 10 Nm보다 큰 토크를 제공하는 전기 모터와,

(iv) 모터의 동작을 제어하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액추에이터가 제공된다.

본 발명의 바람직한 형태로서, 구동 샤프트에 전기 모터를 연결하는 수단이 제공되며, 이는 클러치로 구성되는 것이 적절하다.

가변 속도, 영구 자석, 일정 토크 전기 모터는 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 동작하는 토크가 큰 직류 모터인 것이 바람직하다.

펄스 폭 변조(PWM)에 의해 동작하는 영구 자석 직류 모터는 최소/최대 속도 범위에 걸쳐 (1 RPM 간격의) 무한 가변 출력 속도를 제공한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 종래의 교류 모터 및 기어박스 어셈블리 조합의 6 내지 12 개의 각기 다른 액추에이터를 포괄할 수 있다. (장비 상에 장착된 키패드를 통해 또는 휴대형 유니트를 통해 또는 라인 위치에서 원격적으로) PWM 듀티 사이클의 설정을 변경함으로써 설정된 범위에 걸쳐 모터의 속도를 변경시킬 수 있다. 본 발명의 두 개의실시예는 종래의 (일 공급업체 범위의) 24 개의 각기 다른 교류 모터 및 기어박스 어셈블리 조합을 대체할 수 있으며, 이 결과 부품의 재고율은 감소되고 속도/토크 조합을 변경하기 위하여 모델을 변경할 필요성이 줄어든다.

영구 자석 직류 모터는 전 속도 범위에 걸쳐 일정한 토크를 제공한다.

축방향으로 장착된 모터와 직접 커플링 접속되는 샤프트에 의해 종래의 시스템에서 요구되는 기어박스의 표면 마모는 제거된다. 본 발명은 종래의 시스템의 일체형 기어박스에 내재하는 마찰 손실을 제거함으로써 기계적인 효율을 크게 향상시킨다. 본 발명의 또 다른 장점은 복잡한 기어 장치를 제공하지 않고도 수동 동작이 이루어지는 동안에 위치 감지 및 관찰을 수행할 수 있다는 것이다.

전기 모터는 고정자 및 회전자로 구성된다. 고정자는 삼상 정류기 유니트로부터 직류 전압을 공급받는 삼상의 고체 상태의 반도체 절환 장치에 연결된다. 고체 상태의 장치를 절환함으로써, 모터는 교류 모터로서 구동된다. 따라서, 절환 장치는 인버터로서 동작한다.

펄스 폭 변조(PWM) 신호로 고체 상태의 절환 장치의 동작을 제어함으로써, 소정의 최소값 및 최대값 사이에서 무한대로 모터의 속도를 변경할 수 있다. 모터는 요구되는 토크에서 지정된 속도범위를 제공할 수 있도록 설계된다.

마이크로프로세서는 동작 제어 파라미터 내에서 설정되는 소정의 속도로 PWM 신호를 제어하고, 회전자 위치 센서를 통해 이들 속도를 유지한다.

샤프트 상에 부하가 걸려서 속도가 떨어지기 시작하면, 마이크로프로세서는 PWM 신호를 상승시키며, 그 결과 큰 전압이 고정자에 전달되어 요구되는 속도 교정및 더 큰 토크 요건이 설정된 일정 속도에서 유지된다.

이러한 모터를 액추에이터의 기본으로서 사용하게 되면, 하나의 특별하게 설계된 유니트가 출력 속도 범위에 걸쳐 필요한 출력 토크를 제공하게 된다.

본 발명의 액추에이터는 모터 구동 제어 장치와 인간 인터페이스 마이크로프로세서 제어 장치를 포함한다. 모터 구동 제어 장치는 모터를 구동하고 보호하는 데 필요한 모든 회로를 포함한다.

마이크로프로세서는 모터 펄스 폭 변조 유니트를 제어하여 모터 속도가 완전한 범위에 걸쳐 변경될 수 있도록 프로그램 된다. 마이크로프로세서는 모든 동작 제어 파라미터가 설정되고 설정된 값을 초과하였을 때 특정 경보를 제공할 수 있도록 또한 프로그램 된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 액추에이터는 모든 파라미터가 로컬 또는 원격 위치에서 설정될 수 있도록 하는 회로를 포함하는 인간 인터페이스 제어 장치를 포함한다. 이 제어 장치는 마이크로프로세서 내에 연결됨으로써 액추에이터의 기본 동작이 기능 요소가 되는 제어 시스템의 요건에 부합된다. 필드 버스 동작은 매칭 인터페이스를 경유하여 이 회로를 통해 또한 관리된다.

도 1 내지 도 5에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(10)는 샤프트 격실(12)과, 단자 덮개(14)에 의해 닫혀 있는 단자 격실(13)과, 제어 덮개(16)에 의해 닫혀 있는 제어 격실(15)과, 덮개(67)에 의해 닫혀 있는 보조 격실(66)(도 1 및 도 3 참조)과, 덮개(69)에 의해 닫혀 있는 엔코더 격실(68)(도 1 및 도 3 참조)을 한정하는 메인 하우징(11)을 포함하고 있다. 샤프트(17)는 하우징(11)의 하단부에 배치되어 있는 베어링(18)과 하우징(11)의 상단부에 배치되어 있는 베어링(19)에 의해 지지되어 있다.

샤프트(17)는 하우징(11)에 고정된 고정자(22)와 회전자(23)를 갖춘 전기 모터(21)에 의해 회전할 수 있도록 되어 있다. 전기 모터(21)는 클러치(24)에 의해 샤프트(17)에 커플링 접속될 수 있도록 되어 있다.

샤프트(17)는, 전기 모터(21)가 작동하지 않을 때, 예를 들어 전원이 공급되지 않는 경우에 수동으로 핸드 휠(20)에 의해 또한 회전할 수 있도록 되어 있다.

샤프트 격실(12)은 상부 덮개(25) 및 구동 베이스(26)에 의해 폐쇄되어 있다. 상부 덮개(25)는 핸드 휠(20)의 허브(26)를 수용하는 중앙 구멍을 구비하고 있다. 상부 덮개(25)의 하향 연장 스커트(27)는 베어링(19a)을 지지하고 있다. 허브(26)는 샤프트(17)를 수용하는 중앙 구멍을 구비하고 있으며, 그 사이에는 베어링(19)이 배치되어 있다. 허브(26)는 밀봉 부재(29)에 의해 샤프트(17)에 대해 밀봉되어 있고, 밀봉 부재(30)에 의해 상부 덮개(25)에 대해 밀봉되어 있다. 이 경우, 핸드 휠(20)은 핀(31)에 의해 허브(26)에 고정되어 있다.

구동 베이스(26)는 베어링(18)에 의해 지지되는 샤프트(17)의 단부를 수용하기 위한 중앙 구멍을 구비하고 있다. 구동 베이스(26)는 밀봉 부재(34)에 의해 샤프트(17)에 대해 밀봉되어 있다. 구동 베이스(26)는 스크류(도시하지 않음)에 의해 하우징(11)에 고정되어 있다.

도 4 및 도 5에 상세히 도시한 바와 같이, 전기 모터(21)는 구동 베이스(26) 위에 배치되어 있으며, 고정자(22)는 하우징(11)의 아래를 향해 매달려 있는 스커트(35)에 고정되어 있다. 고정자(22)는 스크류(65)에 의해 스커트(35)에 고정되어 있다. 회전자(23)는 베어링(36)에 의해 샤프트(17) 상에 회전 가능하게 장착되어 있다. 회전자(23)의 허브(37)는 키(41)에 의해 샤프트(17) 상에 활주 가능하게 장착된 구동 슬리브(40) 상에 구동 러그(39)를 결합시킬 수 있도록 구성된 다수의 상향 연장 구동 핀(38)을 구비하고 있다.

구동 슬리브(40)의 아래쪽 면에는 클러치 분리 샤프트(47)에 고정된 캠(46)과 맞물려 있는 캠 램프(43)가 제공되어 있다. 캠(46) 상에 축(45)을 중심으로 선회 가능하게 장착된 래치(44)는 스크류(49)에 의해 캠(46)에 고정된 스프링(48)에 의해 한쪽으로 치우쳐 있다. 클러치 분리 샤프트(47)는 복귀 스프링(50)에 의해 한쪽으로 치우쳐 있다. 도 4에서, 액추에이터는 모터 구동 모드로 도시되어 있다.

클러치 분리 샤프트(47)가 핸드 레버(54)(도 1)에 의해 회전되면, 도 4에 도시한 바와 같이 구동 러그(39)가 구동 핀(38)과 분리됨으로써, 샤프트(17)의 수동 동작이 가능해 진다.

도 5에서 액추에이터는 수동 모드로 도시되어 있는데, 구동 슬리브(40)의 구동 러그(39)가 래치(44)의 꼬리부(51)와 회전자 허브(37)의 어깨부(52)와의 결합에 의해 그리고 캠(46)의 헤드(53)와 구동 슬리브(40)의 캠 램프(43)와의 결합에 의해 회전자 허브(37)의 구동 핀(38)에서 떨어진 상태로 위치해 있다.

샤프트 센서 휠(55)은 구동 슬리브(40) 위의 샤프트(17) 상에 장착되어 있다. 휠(55)과 구동 슬리브(40) 사이에는 회전자(23)의 회전에 의해 래치(44)의 꼬리부(51)가 어깨부(52)에서 분리될 때 구동 슬리브(40)를 하향 구동하는 스프링(56)이 제공되어 있다. 샤프트 센서 휠(55)은 스크류(59)에 의해 하우징(11) 내의 개구부 내에 고정된 샤프트 센서 카트리지(58)와 일직선으로 배치되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 단자 격실(13)은 스크류(61)에 의해 하우징(11)에 고정된 단자 블록(60)을 구비하고 있다. 제어 덮개(16)는 표시창(62)과 스위치/버튼(63)을 구비하고 있다.

도 1 내지 도 5의 액추에이터의 전기 제어 동작 및 인디케이터 시스템이 도 6 및 도 7에 도시되어 있다. 삼상 주공급 전원은 라인(100)에 의해 전기 절환 유니트(101)에 공급되며, 이는 다시 라인(103)을 통해 인버터(102)로 공급된다. 인버터(102)는 샤프트(17)를 회전시키는 모터(21)에 전기를 공급한다.

전기에 의해 동작이 아닌 수동 동작인 경우에, 배터리 백업이 샤프트 위치 감지 회로(117)에 공급됨으로써, 전기가 공급되지 않는 동안에 (수동으로) 샤프트 회전 상황을 기록할 수 있다. 배터리 차단 스위치(118)는 소정의 시간 동안에 샤프트 회전이 감지되지 않는 경우에 배터리 전기의 공급을 차단한다. 샤프트의 수동 동작은 스위치(118)를 통해 배터리 회로를 자동적으로 재가동 시킨다.

마이크로프로세서(104)는 라인(105)을 통해 모터(21)의 온도를 나타내는 신호를 수신하고, 라인(106)을 통해 샤프트(17)의 위치를 나타내는 신호를 수신하고, 라인(107)을 통해 인버터(102)의 온도를 나타내는 신호를 수신하고, 라인(115)을 통해 회전자의 속도를 나타내는 신호를 수신한다.

모든 제어 기능은 마이크로프로세서(104)에 의해 처리되며, 이 마이크로프로세서는 프로그램 가능한 논리 장치(PLD)(113)에 속도 요건 및 토크 세팅을 이송한다.

도 6에서, 로컬 제어는 키패드(117)를 통해 이루어지고, 원격 제어는 111을 통해 이루어진다.

장치의 작동에 앞서 다음의 파라미터들이 키패드(117)를 통해 설정된다.

ㆍ 바람직한 액세스 코드 번호

ㆍ 모드: 오프 - 로컬 - 원격 - 교정

ㆍ 동작 모드의 미세 가동 또는 중단

ㆍ 비상 정지 요건: 폐쇄, 개방 또는 정지

ㆍ "토크 폐쇄" 또는 "제한 폐쇄"

ㆍ 개방 속도 RPM

ㆍ 폐쇄 속도 RPM

ㆍ 개방 토크 세팅 Nm

ㆍ 폐쇄 토크 세팅 Nm

ㆍ 이동의 개방 한계 (완전 개방까지의 회전수) 100 %

ㆍ 폐쇄 한계(완전 폐쇄) 0 %

로컬 제어를 위하여, 로컬 또는 교정 모드로 선택되었을 때 개방 및 폐쇄 동작을 위한 두 개의 전용 키패드 버튼이 제공된다.

모든 프롬프트 및 세팅은 액정 표시 장치(110) 상에서 판독된다. 이들 제어 파라미터를 가지고 적소에서 장치를 안전하게 작동할 수 있다.

도 7에서, 로컬 제어는 휴대형 유니트(적외선 이미터)(108)를 통해 이루어지고, 원격 제어는 111을 통해 이루어진다. 로컬 제어 및 표시(112)를 위하여, 장치의 제어 포트 상에 장착된 두 개의 스위치가 제공된다. 하나는 오프의 양쪽에서 지역 또는 원격 동작을 위한 제어를 선택하고, 다른 하나는 정지의 양쪽에서 폐쇄 또는 개방 명령을 선택한다.

장치의 작동에 앞서 다음의 파라미터들이 휴대형 유니트(적외선 이미터)(108)를 통해 설정된다.

ㆍ 바람직한 액세스 코드 번호

ㆍ 동작 모드의 미세 가동 또는 중단

ㆍ 비상 정지 요건: 폐쇄, 개방 또는 정지

ㆍ "토크 폐쇄" 또는 "제한 폐쇄"

ㆍ 개방 속도 RPM

ㆍ 폐쇄 속도 RPM

ㆍ 개방 토크 세팅 Nm

ㆍ 폐쇄 토크 세팅 Nm

ㆍ 이동의 개방 한계 (완전 개방까지의 회전수) 100 %

ㆍ 폐쇄 한계(완전 폐쇄) 0 %

로컬 표시(도 6에서는 116, 도 7에서는 112)는 3 개의 발광 다이오드(LED)와 16 픽셀의 문자/숫자 액정 표시 장치(LCD)(110)에 의해 이루어진다. LED 신호는 폐쇄 - 경보 - 개방이다.

LCD(110)는 사전 설정된 값이 요청될 때 그리고 다음의 조건에서 온라인 질문이 행해지는 동안에 모든 세팅을 표시한다.

ㆍ동작이 행해지는 동안 위치 표시 0 - 100 % 증가 및 감소, 이와 더불어 폐쇄 및 개방이 방향에 따라 결정되고 각각의 이동이 끝나는 시점에 개방 또는 폐쇄가 이루어진다.

다음과 같은 조건에서 경보 표시가 이루어진다.

ㆍ 토크 트립 개방(16 픽셀에 맞추기 위하여 단축이 이루어짐)

ㆍ 토크 트립 폐쇄

ㆍ 모터 온도

ㆍ 전자 회로 온도

ㆍ 배터리 낮음

원격 제어 및 표시(111)의 경우, 표준 제어 기능은 로컬 제어에서와 같은 개방-정지-폐쇄이다. 표시는 다음의 조건에서 행해진다.

ㆍ 완전 폐쇄

ㆍ 완전 개방

ㆍ 원격 선택

ㆍ 전압 OK

ㆍ 고장

ㆍ 4 - 20 mA 위치 표시

선택적인 원격 제어는 다음의 경우에 제공된다.

ㆍ 아날로그 위치 제어 (장치의 변조에 사용)

ㆍ 원격 교정, 제어 및 온라인 질문을 위한 필드 버스 인터페이스 연결

모든 제어 파라미터는 마이크로프로세서 회로(104)에 저장된다.

기능적인 요건에 따라 장치를 작동할 필요가 있는 경우에는 동작 및 절차 기능을 처리할 수 있도록 주문 생산 소프트웨어가 기록된다.

프로그램 가능한 논리 장치(PLD)(113)는 라인(114)을 통해 회전자 감지 회로로부터 신호를 수신할 때 절환 유니트를 동작할 수 있도록 프로그램된다. 절환 유니트는 모터(21)를 구동하는 인버터를 작동시킨다. 절환 펄스의 지속 시간은 마이크로프로세서(104)로부터 수신된 펄스 폭 변조(PWM) 신호에 의해 결정된다. 펄스의 지속 시간이 길면 길수록 모터의 속도는 더욱 빨라진다.

요구되는 속도에서의 개방 및 폐쇄를 위한 PWM 속도 신호는 마이크로프로세서(104) 내의 사전 설정된 파라미터에 의해 제어된다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 설계 및 구성을 여러 형태로 변경할 수 있다.

본 발명은 전 속도 범위에 걸쳐 일정한 토크에서 무한 가변 속도를 제공하는 밸브 또는 댐퍼를 작동하기 위한 전기식 액추에이터를 제공함으로서 종래 필요한 출력 속도를 제공하기 위하여 각기 다른 모터 및 기어박스의 조합이 요구되거나 많은 재고를 필요로 하는 것, 각각의 모터 및 기어박스의 조합이 일정한 출력 속도를 갖기 때문에 속도 변화를 달성하기 위해서는 통상적으로 구성 요소의 변경 또는 모델의 변경이 요구되는 것 및 종래의 시스템이 가지고 있는 또 다른 결점은 폭 넓은 속도 범위에 걸쳐 소정의 출력 토크를 유지하기 위해서는 다양한 모터가 요구되기 때문에 사용되는 모터의 수를 제한하거나, 전기가 공급되지 않는 동안에 수동으로 동작하여 수동 동작 기간 동안에는 초기 교정치의 손실을 방지하기 위하여 복잡한 기어 장치가 필요한 것 등을 해소하는 유용한 발명이다.

Claims

10 Nm보다 큰 동작 토크 요건을 갖는 작동 샤프트를 갖춘 밸브 또는 댐퍼를 작동하기 위한 전기식 액추에이터로서, 상기 전기식 액추에이터가

(i) 하우징과,

(iv) 모터의 동작을 제어하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 1 항에 있어서, 전기 모터는 가변 속도, 영구 자석, 일정 토크 전기 모터인 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 2 항에 있어서, 전기 모터는 펄스 폭 변조에 의해 동작하는 토크가 큰 직류 모터인 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 3 항에 있어서, 전기 모터는 사전 설정된 속도 범위에 걸쳐서 구동 샤프트의 무한 가변 출력 속도를 제공할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 3 항에 있어서, 전기 모터는 사전 설정된 속도 범위에 걸쳐서 일정한 토크를 제공할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 1 항에 있어서, 전기 모터는 하우징에 고정된 고정자와, 구동 샤프트 상에 장착된 회전자로 이루어진 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 6 항에 있어서, 회전자는 구동 샤프트 상에 회전 가능하게 장착되어 있고, 액추에이터는 회전자를 구동 샤프트에 커플링 접속하기 위한 클러치를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 7 항에 있어서, 클러치는 구동 샤프트 상에 활주 가능하게 장착되지만 구동 샤프트에 대해 회전이 불가능한 상태로 장착되는 구동 슬리브와, 구동 슬리브 상에 배치된 구동 핀과, 회전자 상에 배치된 구동 핀과, 구동 핀이 결합할 수 있도록 구동 슬리브를 회전자 쪽으로 치우치게 하는 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 8 항에 있어서, 구동 슬리브와 결합할 수 있도록 구성되고, 스프링 수단의 작용을 극복하면서 회전자로부터 멀리 구동 슬리브를 이동시켜서 구동 핀을 분리시키는 캠 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 9 항에 있어서, 구동 샤프트의 다른 단부는 구동 핀이 분리되었을 때 구동 샤프트를 회전시킬 수 있도록 구성된 핸드 휠에 연결된 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 1 항에 있어서, 전기 모터의 동작을 제어하는 수단은 모터를 구동하고 보호하는 회로와, 액추에이터의 동작 파라미터를 설정할 수 있도록 된 인간 인터페이스 제어 장치로 구성된 모터 구동 제어 장치인 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 11 항에 있어서, 제어 수단은 동작 파라미터가 설정될 수 있도록 프로그램 되며, 설정된 값이 초과되었을 때 경보를 발하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.

제 11 항에 있어서, 인간 인터페이스 제어 장치에 의해 로컬 또는 원격 위치에서 동작 파라미터의 설정이 허용되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.