摘要：本文介紹了G22恒峰股份全新開發的分體(ti) 式多回轉係列化電動執行機構，該係列執行機構采用了電動頭與(yu) 控製端分體(ti) 設計、電機耐高溫設計、接線端子的耐高溫和IP67防護設計，並通過整機測試驗證了其滿足行業(ye) 各項標準，滿足了耐高溫、易維護、智能化的市場需求，為(wei) 環保條件下的管道閥門提供驅動和過程控製。
關(guan) 鍵詞：多回轉電動執行機構 分體(ti) 式 智能化
引言
多回轉電動執行機構是各類閥門的驅動裝置，用以控製閥門的開啟和關(guan) 閉，設計簡潔、結構緊湊，適用於(yu) 閘閥、截止閥、隔膜閥。其派生產(chan) 品可以輸出角位移和直線位移，適用於(yu) 碟閥，球閥和風門等裝置，可以準確按照控製指令動作，是對閥門實現自動控製必不可少的驅動裝置。本產(chan) 品廣泛應用於(yu) 電力、冶金、石油、化工、輕工、紡織、礦山、消防和環保等行業(ye) 的過程控製係統中。
目前，根據國家大力發展智慧工廠的需求，人性化的人機交互設計顯得格外重要，基於(yu) 客戶現場閥門安裝位置多處於(yu) 高溫、高振動或其他惡劣環境不便於(yu) 調試和維護，G22恒峰股份開發設計了分體(ti) 式多回轉電動執行機構，如圖1所示。
圖1 分體(ti) 式多回轉電動執行機構
產(chan) 品特點：
(1)分體(ti) 式設計：分成電動頭和控製櫃，電動頭防護等級為(wei) IP67，環境溫度達105℃；
(2)遠距離傳(chuan) 輸設計：動力線電纜和信號線電纜長度最高可達50m，傳(chuan) 輸安全可靠。
(3)電機耐高溫和溫度保護：可在105℃環境下長期運行，有溫度保護功能，保護值為(wei) 165℃；
(4)接線端子的耐高溫性和高密封性：可以在105℃環境溫度下長期適用，防護等級達IP67；
(5)編碼器精度可調性和耐高溫性：編碼器精度有9個(ge) 檔位可調，可在105℃下長期使用；
(6)具有電動頭振動參數及輸出力矩實時監測功能；
(7) 智能化設計：對執行機構各信號進行記錄，方便信號讀取，精確驅動閥門；
(8)壽命滿足開關(guan) 型額定力矩開關(guan) 各10000次，調節型50%額定力矩開關(guan) 各500000次。
一、分體(ti) 式結構設計特點
機械傳(chuan) 動與(yu) 控製部分分離，控製部分單獨安裝在一個(ge) 環境較好，溫度、濕度均滿足人體(ti) 、人為(wei) 操作，便於(yu) 維護的地方，在機械傳(chuan) 動部分和控製部分之間通過電纜進行連接，就形成了分體(ti) 式多回轉執行機構。其結構設計特點在原有普通型多回轉電動執行機構的基礎上，將電源板、主控板、顯示屏、正反轉控製模塊和接線端子從(cong) 一體(ti) 式電動執行機構上分離出來，放在獨立的一個(ge) 控製櫃當中，該控製櫃的防護等級可達IP65，控製櫃和電動執行機構之間通過兩(liang) 根電纜聯通，一根動力線電纜和一根信號線電纜，電纜的長度最長可達50m。
二、接線端子耐高溫性和高密封性
控製櫃端的電源線和信號線通過電動頭端的接線端子與(yu) 電機、傳(chuan) 感器信號連接，該接線端子既要滿足105℃環境溫度，又要滿足IP67防護等級。基於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 需求，G22恒峰股份自主開發出了一款執行機構用耐高溫、高密封接線端子，如圖2所示。該接線端子主要由絕緣擋板、絕緣固化膠、銅螺柱、耐高溫O型圈等組成，絕緣擋板和絕緣固化膠保證了端子之間的絕緣性，銅螺柱保證了端子兩(liang) 端的導電性，耐高溫O型圈保證了每個(ge) 端子以及接線端子整體(ti) 的IP67密封性。另外，絕緣固化膠還保證了各端子銅螺柱沿旋轉方向的固定，保證其永不鬆動。接線端子兼顧電源線和信號線使用，在105℃環境下通電測試340h無異常，且高溫前和高溫後均測試氣密性，滿足IP67防護等級。
三、編碼器的耐高溫設計
G22恒峰股份普通型多回轉電動執行機構采用的絕對編碼器和普通型角行程采用自主研發的12位可編程磁旋轉編碼器，但絕對編碼器無法滿足105℃高溫環境，磁編碼器無法實現多圈識別，通過將磁編碼器與(yu) 減速器齒輪組配合使用，既實現了105℃環境溫度下長期使用，又實現了多圈識別計數。
通過測試表明，將批量磁編碼器放置在120℃環境溫度下測試長達1個(ge) 月，各方麵性能保持良好，係統正常工作。磁編碼器與(yu) 減速器齒輪組結合，如圖3所示，該齒輪組共有9個(ge) 檔位，可實現9級減速，經過減速後，僅(jin) 能單圈識別的磁編碼器即可實現2圈、4圈、8圈、16圈、32圈、64圈、128圈、256圈、512圈的識別。隨著識別圈數的增多，識別精度隨之越低，當識別圈數為(wei) 64圈時，識別精度為(wei) 7.9°。
四、高溫采集板的耐高溫設計
機械傳(chuan) 動單元的閥位信號、力矩參數、電機溫度報警信號等需要傳(chuan) 輸至控製單元，而閥位信號為(wei) SPI信號，當傳(chuan) 輸超過10米時，相應EMC的電磁抗幹擾能力會(hui) 變差，開關(guan) 量信號長距離傳(chuan) 輸後，信息驅動能力會(hui) 大大下降。高溫采集板可以采集上述相應信號，並轉換為(wei) RS-485信號，增強信號的抗幹擾能力，確保長距離傳(chuan) 輸的有效性。同時，本體(ti) 中的振動情況參數需要傳(chuan) 遞到高溫采集板上進行采集。因此，對於(yu) 安裝在機械傳(chuan) 動單元中的高溫采集板，需要進行耐高溫設計。
高溫采集板主要有以下幾個(ge) 特點：
（1）高溫采集板板材Tg點為(wei) 170℃
在NEMA標準中，環氧玻纖布覆銅板有四種型號：G10(不阻燃）、G11(保留熱強度，不阻燃）、FR-4（阻燃）、FR-5(保留熱強度，阻燃）。線路板基材的一個(ge) 重要的溫度性能指標為(wei) Tg溫度。當溫度升高到某一區域時，基板將由"玻璃態”轉變為(wei) “橡膠態”，此時的溫度稱為(wei) 玻璃化溫度(Tg)。Tg是基材保持剛性的最高溫度。
（2）高溫電子元器件采用汽車級
分體(ti) 式角行程高溫采集板上的高溫電子元器件物料主要包括MCU、頻率振蕩器、共模電感、表貼3.3V穩壓器等。
