一、电动执行器为什么需要限位和力矩保护？

电动执行器通过电机、减速机构及输出轴，带动阀门完成规定动作。

在启闭过程中，需要同时考虑两个问题：

第一，阀门是否已经到达规定位置？

第二，阀门运行负载是否超出允许范围？

如果阀门已经到位，执行机构却继续输出运动，可能对阀门或机械传动机构造成损伤。

如果阀门还没有到位，但运行阻力已经超过允许值，也需要及时识别异常。

因此，许多电动执行机构会采用位置检测、行程限位、力矩监测或其他保护方式。

其具体实现方式取决于执行机构型号，不同产品可能采用机械开关、电子检测或组合控制设计。

二、行程限位开关有什么作用？

行程限位主要用于识别阀门运动到预定位置的状态。

对于部分回转执行机构，可依据规定转角判断开阀或关阀位置。

对于多回转执行机构，则可根据规定的转动圈数或对应位置判断行程状态。

例如，一台电动球阀需要完成约四分之一圈的开关动作。

执行机构应依据所选阀门的实际全开、全关位置和关断方式进行配置，而不是仅凭“90°”这个通用角度直接完成设置。

行程限位的主要作用包括：

  1. 提供规定位置的检测；
  2. 配合控制逻辑停止动作；
  3. 参与开到位或关到位状态显示；
  4. 为自动控制系统提供位置相关信息。

但位置限位并不能直接测量阀门所需的关闭密封力。

因此，阀门显示关到位，并不必然意味着阀座密封已经达到规定泄漏要求。

三、力矩保护是什么意思？

电动执行机构在驱动阀门时，需要输出扭矩或通过传动结构产生轴向推力。

当阀门发生卡涩、密封阻力增大、工况压差异常或机械传动问题时，所需输出负载可能增加。

力矩保护功能用于识别达到规定阈值的输出负载，并按照控制逻辑采取相应动作。

其主要目的之一，是降低超过允许负载对阀门及执行机构造成损伤的风险。

力矩保护阈值不能随意设定。

设定值需要与阀门允许负载、实际启闭扭矩以及执行机构的技术要求相匹配。

如果阈值过低，可能在正常启闭过程中提前触发。

如果阈值过高，则可能无法在需要时提供有效保护。

四、力矩保护与行程限位的主要区别

比较项目行程限位力矩保护
关注对象阀门位置或行程输出负载或扭矩
主要用途判断规定开关位置监测负载并提供保护
典型信号全开、全关或位置状态力矩达到阈值或过扭矩
触发条件达到设定位置达到规定负载阈值
是否直接代表密封合格否否
是否可以协同使用可以可以

需要注意，力矩保护属于负载监测功能，而力矩关断是一种利用规定扭矩条件控制末端动作的方式。

二者有关联，但不应简单当成同一个概念。

五、位置关断和力矩关断有什么区别？

电动执行机构在阀门末端位置，可能采用不同的关断逻辑。

位置关断

位置关断是指执行机构依据规定位置或行程条件停止运动。

这种方式适合需要以确定位置作为动作终点的阀门结构。

但必须正确考虑实际机械终点、允许行程和停止后的可能惯性余程。

力矩关断

力矩关断是指执行机构在末端动作过程中，依据达到规定的关断扭矩而停止。

对于部分依靠规定关闭力形成密封的阀门结构，可能需要采用相应的力矩关断方式。

需要强调，开阀端和关阀端未必必须采用同一种关断方式。

正确配置取决于具体阀门的设计要求。

不能统一规定所有电动球阀、蝶阀或闸阀都必须使用某一种关断模式。

六、电动球阀、蝶阀和闸阀怎样考虑限位？

1. 电动球阀

电动球阀通常由部分回转执行机构驱动。

选型时需要核对球体的规定行程、阀座结构、最大压差及启闭扭矩。

如果仅通过增加关闭方向扭矩来处理内漏，可能造成阀座或其他零件损伤。

应先确认阀门位置、阀座状态及真实密封要求。

2. 电动蝶阀

蝶阀的关闭性能与蝶板位置、密封副结构和阀板受力有关。

软密封蝶阀与金属密封蝶阀的末端负载特征可能不同。

错误的行程设置或过大的驱动负载，可能导致密封件异常受力。

因此，关断方式及允许扭矩应根据对应蝶阀技术文件确定。

3. 电动闸阀

闸阀通常涉及多回转运动以及阀杆轴向推力。

部分闸阀结构需要通过规定的关闭推力使闸板与阀座达到设计密封状态。

如果执行机构采用力矩控制，应同时确认传动结构与轴向推力之间的关系。

不能只依据执行机构的名义扭矩，直接推断阀杆实际承受的轴向推力。

七、电动阀门显示关到位，为什么仍然可能内漏？

这属于现场常见的技术问题。

可能涉及：

  • 行程限位设置与实际阀门位置不一致；
  • 阀座或密封面磨损；
  • 密封面夹杂颗粒；
  • 阀内件存在损伤；
  • 关闭负载不足；
  • 阀门结构不适合实际介质；
  • 阀位反馈装置异常；
  • 运行压差超过设计条件。

关到位信号主要用于表示规定的位置或控制状态。

阀座是否达到要求的密封性能，需要结合实际结构和检验条件判断。

不能仅通过调整限位开关或提高力矩保护阈值来保证关闭严密。

八、电动执行器为什么会报过扭矩故障？

过扭矩报警可能来自以下原因：

  1. 阀门启闭阻力超过选型条件；
  2. 介质压差变化；
  3. 阀杆或内部传动部件卡涩；
  4. 阀座或密封件受损；
  5. 行程或关断方式不匹配；
  6. 扭矩阈值与阀门设计条件不一致；
  7. 机械传动机构异常；
  8. 其他控制或检测故障。

过扭矩报警不等于一定是电机损坏。

应由专业人员按照设备技术文件和现场安全程序检查报警记录、运行负载、阀门位置和机械状态。

对涉及工艺联锁的阀门，不能未经授权直接解除保护或强制继续运行。

九、力矩保护和阀位反馈是一回事吗？

不是。

力矩保护关注运行负载。

阀位反馈关注阀门或执行机构的位置状态。

对于简单开关型电动阀门，控制系统可能接收开到位和关到位信号。

对于具备连续位置反馈功能的执行机构，还可能提供模拟量或数字通信的阀位信息。

但无论采用哪种反馈形式，都不能仅凭阀位信息确认阀门密封副已经通过规定的关闭泄漏试验。

因此，项目技术文件应将位置反馈、扭矩保护及密封要求分别写清楚。

十、电动执行机构选型需要明确哪些参数？

建议提供：

  • 阀门类型和型号；
  • 最大工作压差；
  • 阀门操作扭矩或推力；
  • 输出转角、圈数或行程；
  • 规定的末端关断方式；
  • 允许扭矩及保护要求；
  • 电源条件；
  • 开关型或调节型控制方式；
  • 阀位反馈要求；
  • 运行频率和动作时间；
  • 环境温度、防护和防爆条件；
  • 失电后的安全要求。

阀天流体控制（江苏）有限公司现有QT、Q部分回转以及DZW多回转电动执行机构产品方向，可结合阀门结构、实际负载与自动控制要求开展配置沟通。

具体关断方式、保护阈值、行程范围和反馈功能，应以所选执行机构及阀门的技术资料为依据。

相关电动执行机构选型

部分回转阀门的行程与负载控制，可结合QT开关型部分回转电动执行器了解相关产品结构。

多回转阀门的行程与输出要求，可参考DZW开关型多回转电动执行器。

两类执行机构的行程检测、力矩保护和末端关断方式，应根据对应型号技术资料与阀门设计要求确认，不将本文所述功能直接认定为各型号的默认配置。

常见问题 FAQ

Q1：电动阀门有行程限位，还需要力矩保护吗？

两者功能不同。行程限位关注位置，力矩保护关注运行负载。具体需要哪些保护功能，应根据阀门和执行机构的设计要求确定。

Q2：电动阀门过扭矩报警可以直接调大设定值吗？

不能随意调整。应先确认阀门允许负载、实际工况及故障原因，设定变更须符合阀门和执行机构制造商的要求。

Q3：电动闸阀一定要采用力矩关断吗？

不能统一判断。末端关断方式由具体阀门结构和技术文件确定，开阀与关阀方向的要求也可能不同。

Q4：电动球阀已经显示关到位，为什么还会泄漏？

关到位反馈不等于阀座密封试验合格。仍需考虑密封副、介质杂质、压差、阀体状态及实际关闭位置。