[實用新型]電動水閥執(zhí)行器控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320564471.6
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN203431280U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李剛;朱翼虎
• 申請（專利權(quán)）人: 綏中泰德爾自控設(shè)備有限公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標(biāo)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型提供的是機(jī)電控制領(lǐng)域的應(yīng)用的電動水閥執(zhí)行器控制裝置。

背景技術(shù)

電動水閥用于中央空調(diào)、樓宇設(shè)備中水路控制設(shè)備。通過控制閥門的開度，控制流過管道的熱交換量，從而控制其溫度。

目前無刷電機(jī)在電動水閥的控制領(lǐng)域應(yīng)用越來越多。其閥門位置的反饋一般是通過設(shè)計霍爾傳感器反應(yīng)閥門位置，這樣可以減少震蕩，執(zhí)行器的啟動死區(qū)、上下啟動回差幅度大幅度降低，同時極大的提高了電執(zhí)行器的使用壽命，本產(chǎn)品體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小、利于控制。

但是使用霍爾傳感器來反應(yīng)閥門位置的方法也存在缺點(diǎn)：當(dāng)電動水閥斷電后，如果通過手動裝置調(diào)整了閥門位置，電動水閥是無法識別其位置的變化的。而解決這個問題的方法，一般會采取的方法是電動水閥通電后直接運(yùn)行到一端，找到閥門的起始位置，而后繼續(xù)控制，這樣做雖然解決了斷電后不能識別當(dāng)前位置的問題，但是在某些控制領(lǐng)域并不適用，比如溴化鋰機(jī)組的控制領(lǐng)域：因為閥門通電時，為了尋找參考位置，閥門需要首先運(yùn)行到一端，但是這段時間閥門是不受控制的，閥門不受控的這段時間可能造成介質(zhì)溫度大幅變化，這樣是不能接受的。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有電動水閥執(zhí)行器控制裝置的的缺點(diǎn)，本實用新型提出了電動水閥執(zhí)行器控制裝置。該控制裝置通過電子單元的處理器與霍爾傳感器和直流無刷電機(jī)連接，解決電動水閥執(zhí)行器控制的技術(shù)問題。

本實用新型解決技術(shù)問題所采用的方案是：

電源與電子單元連接并供電，顯示器和按鍵通過人機(jī)接口與電子單元相互連接，在電子單元中裝有處理器，霍爾傳感器通過開關(guān)量輸入接口與處理器連接，開關(guān)量輸出接口一端與處理器連接，另一端與直流無刷電機(jī)相連接，在處理器上分別連接有模擬量輸入接口和模擬量輸出接口，手輪通過齒輪絲桿傳動機(jī)構(gòu)與直流無刷電機(jī)傳動連接。

積極效果，本實用新型提供的控制裝置，具有運(yùn)行效率高，使用壽命長，可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。適宜作為電動水閥執(zhí)行器的控制裝置應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實用新型部件連接圖

圖中，1.電子單元，1.1.處理器，1.2.開關(guān)量輸入接口，1.3.開關(guān)量輸出接口，1.4.模擬量輸入接口，1.5.模擬量輸出接口，2.電源，3.數(shù)碼管顯示器，4.按鍵，5.人機(jī)接口，6.霍爾傳感器，7.直流無刷電機(jī)，8.齒輪絲桿傳動機(jī)構(gòu)，9.手輪。

具體實施方式

據(jù)圖所示，電源2與電子單元1連接并供電，顯示器3和按鍵4通過人機(jī)接口5與電子單元相互連接，在電子單元中裝有處理器1.1，霍爾傳感器6通過開關(guān)量輸入接口1.2與處理器連接，開關(guān)量輸出接口1.3一端與處理器連接，另一端與直流無刷電機(jī)7相連接，在處理器上分別連接有模擬量輸入接口1.4和模擬量輸出接口1.5，手輪9通過齒輪絲桿傳動機(jī)構(gòu)8與直流無刷電機(jī)傳動連接。

本實用新型包括：

電子單元，用于控制直流無刷電機(jī)運(yùn)行方向及速度，用于接受控制信號，輸出位置反饋信號；

人機(jī)交互單元，用于參數(shù)設(shè)定及信息顯示，包括液晶顯示屏，按鍵開關(guān)；

齒輪絲桿傳動機(jī)構(gòu)，用于帶動閥門運(yùn)轉(zhuǎn)；

直流無刷電機(jī)，用于帶動齒輪和蝸桿傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)行；

霍爾傳感器，用于向電子單元發(fā)送反饋信號；

手輪，用于帶動齒輪和蝸桿傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)行；

所述的電子單元與所述直流無刷電機(jī)連接，并與所述霍爾傳感器連接；

所述直流無刷電機(jī)與齒輪和蝸桿傳動機(jī)構(gòu)連接；所述手輪與所述齒輪和蝸桿傳動機(jī)構(gòu)連接。

使用直流無刷電機(jī)水閥驅(qū)動器的控制方法：

霍爾元器件檢測電機(jī)位置，并把位置信號傳送給MCU，MCU通過位置信號，控制并驅(qū)動6個MOSFET分別導(dǎo)通，使無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

MCU同時通過計數(shù)器記錄出現(xiàn)同一霍爾元器件信號發(fā)生的時間間隔，以此計算電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。

MCU通過PI算法，控制輸出PWM波的占空比，使直流無刷電機(jī)恒速運(yùn)行。

MCU通過記錄霍爾元器件信號的變化次數(shù)，計算閥門全行程的總?cè)?shù)，以此作為位置信號的總行程。

MCU接收外部控制信號，并把控制信號轉(zhuǎn)化為直流無刷電機(jī)需要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，并驅(qū)動直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的圈數(shù)，以此控制閥門開啟的位置。

當(dāng)電動水閥通電時，首先進(jìn)行相對位置控制，即預(yù)制水閥初始位置為閥門全開位置的50%的位置，控制器此時會根據(jù)設(shè)定值對水閥位置進(jìn)行控制。

當(dāng)水閥運(yùn)行到一端時，如果電動水閥識別到位置不是極限位置，會自動將此位置設(shè)置為起始點(diǎn)，此時的控制方式為絕對位置控制。

本實用新型的特點(diǎn)：