Bộ truyền động điện: Nguyên lý hoạt động và phương pháp lựa chọn
Việc lựa chọn van điện tử phù hợp đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả và độ bền của hệ thống kiểm soát chất lỏng của bạn. Việc lựa chọn đúng sản phẩm có thể khó khăn nếu không hiểu cách thức hoạt động của bộ truyền động van điện tử, các tính năng và công dụng của chúng. Hướng dẫn này sẽ giải thích van điện tử là gì, các chức năng chính của chúng, các ứng dụng phổ biến của chúng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, các tính năng quan trọng cần cân nhắc khi mua và cách lựa chọn sản phẩm phù hợp nhất dựa trên nhu cầu thực tế của bạn. Hãy bắt đầu nào!
Bộ truyền động điện là gì?
Van điện là loại van sử dụng động cơ điện để điều khiển đóng mở van. Nó bao gồm hai phần: bộ truyền động điện và thân van. Chức năng cốt lõi của bộ truyền động điện là chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học và thông qua sự hợp tác của hệ thống động cơ và bánh răng, nó thực sự thay đổi vị trí của van. Bản thân van là một thiết bị cơ học được sử dụng để khởi động, đóng hoặc điều chỉnh dòng chảy của vật liệu trong đường ống hoặc kênh.
Trong ngành công nghiệp, "van động cơ" và "van truyền động điện" thường được sử dụng thay thế cho nhau vì hoạt động của bộ truyền động điện phụ thuộc vào động cơ. Khi bạn nghe nói rằng van được vận hành bằng bộ truyền động điện, về cơ bản đó là van được điều khiển bởi động cơ.
Bộ truyền động van điện được sử dụng rộng rãi trong các tình huống yêu cầu điều khiển từ xa hoặc tự động, đặc biệt là đối với các hệ thống đường ống khó tiếp cận hoặc phân phối rộng rãi. Nó có thể cải thiện tính an toàn và hiệu quả hoạt động, đặc biệt là trong các ứng dụng sau: nhà máy công nghiệp, đường ống truyền tải, cơ sở hạ tầng quy mô lớn như hệ thống xử lý nước và xử lý nước thải, hệ thống HVAC, hoạt động dầu khí, chế biến hóa chất và ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống.
Bộ truyền động điện do KUHNWAY cung cấp
Chúng tôi cũng cung cấp van điện, bao gồm dòng QUEEN và dòng JS. Các van điện này có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu của bạn với van bướm, van bi ba chiều và van bi ren hoặc bích để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau.
Cách chọn bộ truyền động điện
Việc lựa chọn đúng bộ điều khiển van điện là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của hoạt động van. Từ yêu cầu về mô-men xoắn và công suất đến điều kiện môi trường lắp đặt, tất cả đều cần được xem xét. Sau đây là hướng dẫn đầy đủ giúp bạn đưa ra lựa chọn tốt nhất dựa trên ứng dụng thực tế của mình:
-
Yêu cầu về mô-men xoắn và công suất
Bộ truyền động phải có đủ mô-men xoắn để mở và đóng van. Mô-men xoắn ngắt (lực cần thiết để khởi động ban đầu) thường cao hơn mô-men xoắn chạy. Nếu mô-men xoắn của bộ truyền động không đủ, van sẽ không hoạt động bình thường.
Ngoài mô-men xoắn, loại nguồn điện cũng phải được xem xét. Bộ truyền động điện có thể là DC (12V, 24V) hoặc AC (24V, 110V, 220V, 380V, 440V). Vui lòng đảm bảo rằng điện áp tại vị trí lắp đặt phù hợp với bộ truyền động.
Trước khi lắp đặt, hãy đảm bảo rằng mô-men xoắn tối đa mà van yêu cầu nhỏ hơn mô-men xoắn đầu ra của bộ truyền động. Vì lý do an toàn, nên áp dụng hệ số an toàn là 1,3, nghĩa là nhân mô-men xoắn tối đa của van với 1,3 để có được mô-men xoắn tối thiểu mà bộ truyền động phải cung cấp.
Ví dụ: Nếu mô-men xoắn tối đa của van 5 inch là 80 Nm, hãy nhân nó với 1,3 để có được 104 Nm. Nếu công suất đầu ra của bộ truyền động là 150 Nm thì có thể sử dụng được; nếu chỉ có 90 Nm thì không nên lắp đặt.
-
Khả năng tương thích của van
Không phải tất cả các bộ truyền động đều phù hợp với tất cả các van. Để đảm bảo lắp đặt đúng cách, hãy xác minh rằng bộ truyền động đáp ứng các tiêu chuẩn lắp đặt ISO 5211, giúp dễ dàng chuyển đổi giữa các thương hiệu. Ngoài ra, hãy kiểm tra cách trục đầu ra kết nối với thân van, cũng như kích thước mặt bích và khoảng cách lỗ bu lông. Một số bộ truyền động yêu cầu mặt bích hoặc bộ điều hợp cụ thể do các yêu cầu về mô-men xoắn và kích thước khác nhau.
-
Điều kiện môi trường và an toàn
Môi trường hoạt động của ổ đĩa sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và hiệu suất của ổ đĩa. Cần đánh giá các yếu tố sau:
-
Phạm vi nhiệt độ: xác nhận xem ổ đĩa có thể hoạt động ở nhiệt độ cực cao hay cực thấp không.
-
Bảo vệ chống xâm nhập (xếp hạng IP): thước đo mức độ bảo vệ của thiết bị chống lại bụi và nước. IP54 cung cấp khả năng bảo vệ chống bụi và nước bắn vào; IP67 cung cấp khả năng bảo vệ hoàn toàn chống bụi và ngâm trong nước trong thời gian ngắn.
-
Môi trường nguy hiểm: Nếu sử dụng ở những khu vực có khí dễ cháy hoặc bụi, hãy kiểm tra xem ổ đĩa có chứng nhận ATEX để đảm bảo an toàn chống cháy nổ hay không.
-
Phương pháp kiểm soát
Bạn muốn điều khiển bộ truyền động như thế nào? Tùy thuộc vào tình huống ứng dụng, bạn có thể chọn các loại điều khiển sau:
-
Điều khiển Bật/Tắt: thao tác bật/tắt cơ bản nhất.
-
Điều khiển ba điểm: cho phép điều chỉnh phân đoạn độ mở van.
-
Điều khiển tỷ lệ (Điều chế / DPS): cho phép điều chỉnh chính xác góc van (0°–90°), phù hợp với các ứng dụng cần thay đổi lưu lượng.
Nếu hệ thống yêu cầu điều khiển lưu lượng chính xác (như định lượng hóa chất, hệ thống HVAC), nên sử dụng bộ truyền động điều khiển tương tự.
-
Lựa chọn vật liệu
Vật liệu vỏ ổ đĩa nên được lựa chọn theo môi trường sử dụng, áp suất hệ thống và chất lỏng được kiểm soát:
-
Nhựa: nhẹ và chống ăn mòn, nhưng không phù hợp để sử dụng nặng.
-
Hợp kim nhôm: bền và chịu nhiệt, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp.
-
Thép không gỉ: chống ăn mòn tốt nhất, phù hợp với môi trường có tính ăn mòn cao như công nghiệp hóa chất.
Bộ truyền động van điện hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của bộ truyền động van điện là chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học để điều khiển vị trí của van. Khi bộ truyền động nhận được tín hiệu điện, động cơ bắt đầu hoạt động, tạo ra chuyển động quay. Chuyển động này được chuyển đổi thành mô-men xoắn và tốc độ cần thiết thông qua hệ thống hộp số giảm tốc, tiếp tục điều khiển van đến vị trí mong muốn (mở hoàn toàn, đóng hoàn toàn hoặc mở một phần để điều chỉnh lưu lượng).
Để đảm bảo kiểm soát chính xác, hầu hết các bộ truyền động đều được trang bị cảm biến để theo dõi vị trí van và mô-men xoắn được áp dụng theo thời gian thực và liên tục truyền dữ liệu trở lại hệ thống điều khiển để đạt được hoạt động an toàn, ổn định và hiệu quả.
Các loại hành động của bộ truyền động điện
Bộ truyền động van điện có hai loại hoạt động chính tùy thuộc vào thiết kế van:
-
Bộ truyền động một phần tư vòng: được sử dụng cho các van như van bi, van bướm và van nút cần xoay 90 độ để mở và đóng. Loại bộ truyền động này nhanh và hiệu quả, phù hợp với các hệ thống tự động hóa.
-
Bộ truyền động tuyến tính: được sử dụng cho van cổng và van cầu, điều khiển lưu lượng bằng cách truyền động thân van để di chuyển tuyến tính. Chúng phù hợp với các ứng dụng yêu cầu điều tiết chính xác hoặc lực vận hành lớn.
-
Bộ truyền động đặt lại lò xo: lò xo bên trong và thiết bị thanh răng được sử dụng để đảm bảo rằng chúng vẫn có thể đặt lại về vị trí an toàn được cài đặt trước khi tắt nguồn và chúng có thể hoạt động mà không cần nguồn điện bên ngoài.
-
Bộ truyền động điện nhiều vòng: được sử dụng cho các van yêu cầu nhiều vòng để mở, chẳng hạn như van cổng lớn hoặc van cầu, và có thể cung cấp mô-men xoắn cao, phù hợp với tải trọng nặng hoặc hoạt động hành trình dài.
Đặc điểm chức năng của bộ truyền động van điện
Để đảm bảo hoạt động ổn định và tránh hỏng hóc, bộ truyền động van điện thường có các tính năng tin cậy sau:
-
Cơ chế bảo vệ lỗi
Chức năng an toàn đảm bảo rằng van tự động di chuyển đến vị trí an toàn được cài đặt trước (mở hoặc đóng) trong trường hợp mất điện hoặc hệ thống bị lỗi. Điều này rất cần thiết để ngăn ngừa tai nạn và duy trì sự ổn định của hệ thống. Cơ chế an toàn có thể được triển khai theo những cách sau:
-
Hệ thống lò xo hồi lưu: sử dụng lò xo cơ học để đưa van đến vị trí an toàn trong trường hợp mất điện.
-
Hệ thống pin dự phòng: sử dụng pin sạc để cung cấp đủ năng lượng để di chuyển van đến vị trí an toàn trong trường hợp mất điện.
-
Chức năng vận hành thủ công
Chức năng ghi đè thủ công cho phép người vận hành điều khiển van thủ công khi bộ truyền động bị hỏng hoặc mất điện. Chức năng này thường đạt được thông qua tay quay hoặc tay cầm cơ học để tạo điều kiện điều chỉnh thủ công vị trí van nhằm đảm bảo hệ thống có thể tiếp tục hoạt động hoặc tắt an toàn.
-
Công tắc giới hạn
Công tắc giới hạn là các thành phần cơ điện phát hiện và báo hiệu van đã mở hoàn toàn hay đóng hoàn toàn. Chúng được điều khiển bởi một cam quay đồng bộ với bộ truyền động, tự động ngắt nguồn khi van đạt đến vị trí cài đặt trước để tránh hư hỏng van hoặc bộ truyền động do chuyển động quá mức. Một số bộ truyền động cũng được trang bị cam có thể điều chỉnh để tạo điều kiện điều chỉnh phạm vi di chuyển của van theo nhu cầu thực tế.
-
Cảm biến mô-men xoắn
Cảm biến mô-men xoắn theo dõi lực tác dụng của bộ truyền động trong quá trình vận hành. Nếu mô-men xoắn vượt quá giới hạn trên được cài đặt trước (ví dụ do kẹt hoặc van bị kẹt), bộ truyền động sẽ tự động dừng lại để tránh hư hỏng. Chức năng bảo vệ này đảm bảo bộ truyền động và van hoạt động trong phạm vi an toàn.
-
Chu kỳ nhiệm vụ
Chu kỳ làm việc là tỷ lệ ổ đĩa có thể hoạt động trong một khoảng thời gian duy nhất, được thể hiện dưới dạng phần trăm. Nó được tính bằng cách chia thời gian hoạt động cho tổng chu kỳ (thời gian hoạt động cộng với thời gian nghỉ). Ví dụ: nếu ổ đĩa hoạt động trong 30 giây và nghỉ trong 30 giây, chu kỳ làm việc là 50%.
-
Phản hồi vị trí (biến trở)
Biến trở cung cấp tín hiệu phản hồi để hiển thị vị trí hiện tại hoặc tỷ lệ mở của van. Điều này cho phép hệ thống điều khiển hoặc người vận hành theo dõi mức độ mở hoặc đóng của van theo thời gian thực, giúp cải thiện độ chính xác điều khiển và hiệu quả tự động hóa hệ thống.
-
Bộ điều khiển tỷ lệ
Bộ điều khiển tỷ lệ cho phép người lái kiểm soát chính xác độ mở của van theo tín hiệu đầu vào và phản hồi tín hiệu vị trí van hiện tại, giúp điều chỉnh chính xác lưu lượng. Cả đầu vào và đầu ra đều có thể sử dụng tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện. Tín hiệu điện áp phổ biến là 1-5V, 0-5V, 2-10V, 0-10V và tín hiệu dòng điện phổ biến là 4-20mA và 0-20mA.
-
Máy sưởi tích hợp
Bộ gia nhiệt bên trong có thể tăng nhiệt độ bên trong ổ đĩa để ngăn mỡ đóng cục trong môi trường lạnh. Nó cũng có thể giảm độ ẩm bên trong để ngăn ngừa hỏng hóc hoặc ăn mòn do độ ẩm, đặc biệt thích hợp để sử dụng ngoài trời hoặc trong môi trường khắc nghiệt.
-
Bảo vệ quá nhiệt động cơ
Động cơ bên trong bộ điều khiển được trang bị hệ thống bảo vệ nhiệt, có thể tự động tắt hoặc điều chỉnh chế độ hoạt động khi nhiệt độ quá cao để tránh động cơ quá nhiệt, hư hỏng hoặc cháy, kéo dài tuổi thọ sử dụng.
-
Thiết bị điều khiển tại chỗ
Người vận hành có thể chuyển ổ đĩa sang chế độ điều khiển cục bộ (như bật, tắt, dừng) tại chỗ để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và xử lý khẩn cấp.
Ưu điểm của bộ truyền động điện
Cho dù là xử lý nước, quy trình hóa học hay hệ thống HVAC, truyền động điện đều mang lại những lợi ích sau:
-
Hoạt động từ xa
Một trong những lợi thế lớn nhất của bộ truyền động điện là chúng có thể được điều khiển từ xa. Chúng có thể được vận hành và giám sát từ một hệ thống tập trung, cho phép người vận hành kiểm tra hiệu suất và thực hiện các điều chỉnh mà không cần chạm vào van. Điều này đặc biệt hữu ích trong các nhà máy lớn, khu vực nguy hiểm hoặc các cơ sở khó tiếp cận, tránh nguy cơ can thiệp tại chỗ.
-
Kiểm soát chính xác
Bộ truyền động điện có thể điều khiển chính xác vị trí và tốc độ mở hoặc đóng van, điều này rất cần thiết để kiểm soát lưu lượng trong các hệ thống tự động. Thông qua cài đặt chương trình, chúng có thể đạt được hoạt động trơn tru và chính xác.
-
Chi phí bảo trì thấp
So với hệ thống khí nén hoặc thủy lực, bộ truyền động điện có ít bộ phận chuyển động hơn và do đó ít bị mài mòn hơn. Chúng không yêu cầu bôi trơn, giảm nguy cơ ô nhiễm và giảm chi phí bảo trì. Chúng có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài sau khi lắp đặt, khiến chúng phù hợp để sử dụng lâu dài và là lựa chọn tiết kiệm chi phí.
-
Hiệu suất năng lượng cao
Một lợi thế lớn khác của bộ truyền động van điện là hiệu quả năng lượng của chúng. So với bộ truyền động khí nén hoặc thủy lực, chúng tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể, khiến chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi tiết kiệm năng lượng. Một số mẫu cũng có tính năng điều khiển tốc độ thay đổi, tự động điều chỉnh đầu ra theo nhu cầu, giúp tiết kiệm năng lượng hơn nữa.
-
Sạch sẽ và ít tiếng ồn
Không giống như bộ truyền động khí nén hoặc thủy lực dựa vào máy nén khí hoặc bơm thủy lực, bộ truyền động điện hoạt động sạch sẽ và êm ái. Không có nguy cơ rò rỉ dầu thủy lực hoặc khí nén, và tiếng ồn thấp, khiến chúng đặc biệt phù hợp với môi trường đòi hỏi sự sạch sẽ và tiếng ồn thấp.
KUHNWAY – Giải pháp bộ truyền động điện tối ưu dành cho bạn
Bộ truyền động van điện mang lại hiệu suất cao, khả năng điều khiển chính xác và độ tin cậy cho hệ thống tự động hóa. Dù bạn đang muốn giảm chi phí năng lượng, nâng cao độ chính xác điều khiển hay giảm nhu cầu bảo trì, đây đều là một giải pháp mạnh mẽ.
Bạn đang tìm kiếm bộ truyền động điện và van điều khiển điện đáng tin cậy, hiệu suất cao? KUHNWAY cung cấp các sản phẩm chuyên dụng cho hệ thống tự động hóa với hiệu suất cao, độ chính xác vượt trội và độ bền lâu dài. Dù bạn cần van điều khiển điện hoàn chỉnh hay chỉ riêng bộ truyền động điện, chúng tôi đều có thể mang đến công nghệ tiên tiến, chất lượng vượt trội và hỗ trợ chuyên nghiệp.
Với hơn 30 năm kinh nghiệm chuyên môn, chúng tôi cam kết hỗ trợ bạn tối ưu hóa hoạt động hệ thống, đồng thời giảm chi phí năng lượng và chi phí bảo trì. Hãy gia nhập cùng hàng ngàn khách hàng hài lòng và tin tưởng KUHNWAY để hiện thực hóa tự động hóa liền mạch. Nâng cấp hệ thống của bạn ngay hôm nay – liên hệ với chúng tôi để tìm ra giải pháp phù hợp nhất!