[實用新型]伺服電動閥

有效

• 申請號: 200920150052.1
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN201539623U
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 郝雙暉;郝明暉
• 申請（專利權）人: 浙江關西電機有限公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;G05D3/20
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王月玲;武玉琴

技術領域

本實用新型涉及一種電動閥，尤其是一種用伺服電機控制閥門開度的伺服電動閥。

背景技術

電動閥在化工、鋼鐵、石油等領域有廣泛的應用。目前用于電動閥的電動機有異步電機、步進電機和變頻器驅動電機等，電機通過減速器與閥桿相連，控制閥的開啟與閉合。

異步電機一般和限位器同時使用，通過限位器的限位信號，來開啟或切斷電動機的控制電路，這種方式只能控制閥門的全開或全閉，并且限位器容易損壞，另外不能對異步電機的扭矩進行控制，扭矩超限可能會造成閥門或設備的損壞。申請號為200820031710.0的文獻，針對異步電機轉矩不受控問題設計了閥門轉矩控制電動裝置。

步進電機驅動閥門時不需要限位器，控制器通過給步進電機脈沖信號來控制閥的開度，可以對閥的開度進行任意調節。但是步進電機為開環控制，控制精度低，而且容易失步，造成控制失效。申請號為200720125094.0的文獻，提出了一種改進的步進電機驅動的電動閥，雖然作了一些改進，但是仍采用的是步進電機，控制方式仍為開環，精度低。

變頻式電動閥采用變頻器驅動異步電機，并且在閥上裝有位置傳感器，返回閥的開度信號，構成閉環控制，控制精度較高，申請號為200710072541的文獻，提出了一種變頻式電動閥。變頻式電動閥需要用到編碼器，編碼器的成本高，特別是對于使用環境惡劣的情況(如粉塵、風沙大，振動大)，所需要的編碼器價格更高，而且與交流伺服系統相比，變頻器控制的響應慢，精度較低。

目前還有永磁無刷直流電機驅動的電動閥，和變頻式電動閥一樣，要進行閉環控制，需要用到編碼器。申請號為200710036766的文獻，針對電動閥，提出了一種改進的編碼器，但是結構復雜，成本高，且光電編碼器對使用環境的要求高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對現有技術的不足，提供一種伺服電動閥，其控制精度高、可靠性高、響應快且成本低。

本實用新型所要解決的技術問題是通過如下技術方案實現的：

一種伺服電動閥，包括閥體，閥體中設有閥桿，伺服電機的輸出通過聯軸器與減速器輸入相連，減速器的輸出與閥桿相連，閥桿與閥孔相連并控制閥孔的開度，其特征在于，所述的伺服電機的電機軸上設有位置檢測裝置，位置檢測裝置輸入信號給伺服控制器控制伺服電機驅動減速器并通過閥桿控制閥孔的開度。

在另一實施例中，所述的閥桿上也可以設有位置檢測裝置，位置檢測裝置輸入信號給伺服控制器，伺服控制器控制伺服電機驅動減速器并通過閥桿控制閥孔的開度。

在又一實施例中，所述的閥桿上還設有傳動機構，該傳動機構的主動件設置在閥桿上，從動件的轉軸上設有位置檢測裝置，位置檢測裝置輸入信號給伺服控制器，伺服控制器控制伺服電機驅動減速器并通過閥桿控制閥孔的開度。

所述的減速器為蝸輪蝸桿減速器或圓柱齒輪減速器或圓錐齒輪減速器或行星齒輪減速器或其組合。

所述的伺服電機優選為交流伺服電機。

所述的位置檢測裝置、伺服控制器和伺服電機可以一體設置。

所述伺服控制器包括數據處理單元、電機驅動單元和電流傳感器，所述數據處理單元接收輸入的指令信號、電流傳感器采集的電機輸入電流信號和位置檢測裝置輸出的代表電機角度的信息，經過數據處理，輸出控制信號給所述的電機驅動單元，所述電機驅動單元根據所述的控制信號輸出合適的電壓給伺服電機，從而實現對伺服電機的精確控制。

所述數據處理單元包括機械環控制子單元、電流環控制子單元、PWM控制信號產生子單元和傳感器信號處理子單元；

所述傳感器信號處理子單元接收所述位置檢測裝置輸出的代表電機角度的信息，將電機的角度傳輸給所述的機械環控制子單元；所述傳感器信號處理子單元還接收所述電流傳感器的檢測到的電流信號，經過A/D采樣后輸出給所述的電流環控制子單元；

所述機械環控制子單元根據接收到的指令信號和電機軸的轉動角度，經過運算得到電流指令，并輸出給所述的電流環控制子單元；

所述電流環控制子單元根據接收到的電流指令的電流傳感器輸出的電流信號，經過運算得到三相電壓的占空比控制信號，并輸出給所述的PWM控制信號產生子單元；

所述PWM控制信號產生子單元根據接收到的三相電壓的占空比控制信號，生成具有一定順序的六路PWM信號，分別作用于電機驅動單元。

所述電機驅動單元包括六個功率開關管，所述開關管每兩個串聯成一組，三組并聯連接在直流供電線路之間，每一開關管的控制端受PWM控制信號產生子單元輸出的PWM信號的控制，每一組中的兩個開關管分時導通。