在工业自动化控制系统中,电动执行器作为将控制信号转化为机械动作的关键部件,驱动阀门、挡板等设备运行。其性能优劣,很大程度取决于结构形式,不同结构适配不同工况。本文将详解电动执行器核心结构,助你精准选型。
一、直行程电动执行器 直线运动的 “推拉高手”
结构组成核心部件包括驱动电机(直流 / 交流)、减速机构(齿轮 / 蜗轮蜗杆)、丝杠螺母传动机构、导向装置、位置反馈单元(如电位器、编码器)和外壳。
图:直行程电动执行器
工作原理
控制信号触发电机运转→减速机构放大扭矩→丝杠旋转带动螺母直线移动→推杆伸出 / 缩回→驱动阀门(如闸阀、截止阀)的阀杆上下运动,实现开关或流量调节。
图:直行程电动执行器结构图
优势、适用场景
优势:直线运动精度高,推力输出稳定,结构紧凑,适合短距离往复运动;
适用场景:需直线驱动的设备,如闸阀、截止阀、调节阀(用于水处理、化工管道的流量控制)、升降式挡板等。
二、角行程电动执行器 旋转运动的 “扭转专家”
核心部件为驱动电机、减速机构(行星齿轮 / 谐波齿轮)、输出轴(带转角限制器)、位置传感器、扭矩保护装置。
图:角行程电动执行器(配蝶阀)
工作原理
控制信号驱动电机转动→减速机构降低转速、提升扭矩→输出轴按设定角度旋转(如 90°)→带动阀门(如蝶阀、球阀)的阀芯旋转,实现开关或调节。
图:部分回转硬密封电动蝶阀
优势、适用场景
优势:旋转角度精准可控,响应速度快,安装空间小,适合低负载、小转角需求;
适用:需旋转驱动的设备,如蝶阀、球阀、旋塞阀(用于供暖、空调系统的管道开关)、风门挡板等。
三、多回转电动执行器高扭矩的 “旋转大力士”
结构相对复杂,包括大功率驱动电机、多级减速机构(齿轮 + 蜗轮蜗杆)、输出轴(无固定转角限制)、扭矩传感器、行程控制单元。
图:多回转电动执行器
工作原理
电机经多级减速后,带动输出轴连续旋转→通过多圈旋转驱动阀门(如闸阀、截止阀)的阀杆缓慢升降→适合需要大扭矩、长行程驱动的场景。
图:多回转电动执行器 (配截止阀)
优势、适用场景
优势:扭矩输出大(可达数千牛・米),行程长,适合高负载、深阀杆的设备;
适用:大口径闸阀、截止阀(用于石油、天然气长输管道)、大型闸门(如水利工程的防洪闸门)等。
四、三类结构形式对比 一张表看懂差异
结构相对复杂,包括大功率驱动电机、多级减速机构(齿轮 + 蜗轮蜗杆)、输出轴(无固定转角限制)、扭矩传感器、行程控制单元。
三种电动执行器对比
运动形式 | 核心部件 | 输出扭矩 | 适用阀门 | 应用场景 | |
直行程 | 直线伸缩 | 丝杠螺母机构 | 中低 | 闸阀、截止阀、调节阀 | 化工管道、水处理设备 |
角行程 | 0-90°旋转 | 行星齿轮 或 谐波齿轮 | 中低 | 蝶阀、球阀、旋塞阀 | 供暖空调、食品加工管道 |
多回转 | 连续多圈旋转 | 多级齿轮 + 蜗轮蜗杆 | 高 | 大口径闸阀、截止阀 | 石油管道、水利工程闸门 |
五、根据结构形式选对执行器 选型关键
了解结构形式后,选型时需重点关注 3 个维度:
工况需求
若管道压力高、阀门口径大(如 DN300 以上),优先选多转式;若需精准调节流量,直行程更合适;若安装空间小,角行程是首选
负载能力
根据阀门的 “开启扭矩” 选择 —— 蝶阀、球阀扭矩小,角行程足够;闸阀、截止阀扭矩大,需直行程或多转式。
控制精度
需高频调节(如化工反应釜进料阀),选带高精度编码器的直行程或角行程;只需开关控制(如防洪闸门),多转式更经济。
电动执行器的结构形式关乎其性能发挥与系统适配。直行程、角行程、多回转各有所长,按需选型才能保障工业自动化系统高效运转。
你在选型中踩过哪些 “坑”?欢迎评论区交流经验、共解难题!