【执行机构】电动和气动执行器：性能特点的对比（下）
发表时间：2021-08-15 来源： 阀门世界亚洲 点击次数：787次
用于管道阀门的电动和气动执行器：看上去似乎两种执行器差别迥异，需要根据装置现场具备的动力源作出选择。但是实际上这样的观点有失偏颇。除了那些主要而明显的差别，它们还有若干不太明显的独特之处。
技术问题
作为用于管道阀门的电动执行器，其设计特点是所有控制元件都位于执行器机壳内。接线端子排、限位开关和扭矩开关、接触器和逻辑板（若有），都位于电动执行器机壳内（图4）。如果从关断模式切换到控制模式，多数情况下会导致严重的技术问题。因此需要确保执行器的机械设计适合用于不同的功能。此外如果需要加装定位器固定底板，不建议让操作人员在现场直接施工，而是将设备运回制造厂。
远程控制
即使是再简单的电动执行器，都必须配备电子控制系统，由它负责根据限位开关、操作人员指令或上级自动工艺控制系统的指令，促使执行器实现启动、换向、停止。换言之，不是将电动启动装置整合在执行器机壳内，就是做成一个独立部件，比如电动执行器控制模块。无论是哪种情况，都会因为技术含量较高而导致产品成本上升，而且还需要定期维护。控制系统作为整个技术体系的必要组成部分，不仅需要投入直接物项成本，还会影响到技术体系的可靠性。气动执行器不需要控制柜，只要配置电磁阀和电磁阀控制回路就足够了。和电动执行器控制系统相比，气动执行器的控制系统更简单，价格更便宜。此外，由于结构简单而且零件数量少，气动执行器控制系统的可靠性远高于电动执行器的控制系统。
管道阀门在使用过程中，可能需要延长阀门关断元件位移的周期（降低执行器输出端的速度）。进行此类调节的原因往往是设计存在差错，或是分析运行参数后发现需要调整。如果涉及的是电动执行器，可以用循环周期更长的执行器替换原有的执行器，或是调节执行器电机转子的RPM，两种方法都能延长循环周期。频率的控制涉及到一系列技术难题，因此没有成为自动化控制系统中管道阀的常用方法。但如果是气动执行器，只需调节执行器排气端口（缩小流道横截面，推荐的做法）或供气端口（可接受的做法），即可延长气动执行器的循环周期。更容易的做法是调节压缩空气的流量。在此基础上，可以使“开-关”行程和“关-开”行程各自采用不同的速度。此外，循环时间的延长幅度非常大。但作为电动执行器，具体而言是电动执行器的电机，其缺点是对运行时间有限制，即每小时的启动频度和运行时间（用百分比表示）。换言之，启动电动执行器并移动阀门关断元件之后，需要让电机暂停一段时间，以便让电机线圈的温度回落到正常值。这种“运行-暂停”模式可以让电机定子线圈动态地保持正常运行温度。正是由于这种限制性的模式，电动执行器不可能连续运行。而气动执行器对于循环次数或启动次数都没有限制，图3 可以连续运行。
有些工艺系统会特别强调故障安全功能：一旦发生紧急情况，阀门关断元件会自行到达预先设定的某个阀位。通常的做法是给常开或常关设计的阀门，配备一台具有故障安全功能的执行器。当有紧急情况发生，执行器会自行打开或关闭阀门。就电动执行器而言，故障安全功能的动力来源一般是外部电池，其中的电力足够支撑一次或若干次循环。而气动执行器则是在一个气缸内安装弹簧，将双作用执行器改装成弹簧复位执行器即可。除了改装作业比较简单，值得一提的是在运行期间的任何阶段，都可以便捷地安装复位弹簧。此外，“空气弹簧”在气动自动化系统中的应用也很广泛。在压缩气罐中储存足够支撑若干次操作循环的气体，当供气管线发生失压，气罐内的气体会自动被释放，进入执行器供气管线。
本文浅析了电动和气动执行器的主要技术特征，并从操作和运行的角度作了对比。希望有助于全面、系统地了解这两种管道阀门执行器，更好地进行选型和操作。
