Wie wirkt sich die Spannungsschwankung auf die Leistung von elektrischen Ventilen aus?
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Elektrische Ventile wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um, um die Bewegung des Ventilkerns zu steuern, um die Flüssigkeit zu regulieren oder abzuschneiden. Dieser Energieumwandlungsprozess hängt stark von einer stabilen und innerhalb der Spec-Versorgungsspannung ab. In realen industriellen Umgebungen ist die Versorgungsspannung jedoch nicht immer konstant. Faktoren wie Stromnetzlastschwankungen, Linienverluste sowie der Start und der Stopp der großen Geräte können Änderungen der Versorgungsspannung verursachen. Diese Spannungsschwankung, ob über oder unter dem Nennwert, hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung des elektrischen Ventils. Das Verständnis dieser Effekte und das Ergreifen entsprechender Maßnahmen sind notwendige Voraussetzungen, um einen langfristigen stabilen Betrieb von elektrischen Ventilen sicherzustellen.
Wenn das elektrische Ventil eine Versorgungsspannung unter der unteren Grenze seines Nennbereichs trifft, ist der direkteste Einfluss, dass der Drehmomentausgang durch den Antriebsmotor erheblich abnimmt. Das Ausgangsdrehmoment eines Motors ist normalerweise proportional zum Quadrat der Spannung, sodass eine geringe Verringerung der Spannung zu einer großen Verringerung des Drehmoments führen kann. Diese Drehmomentabschwächung bedeutet, dass die Fähigkeit des Motors, den Betriebswiderstand des Ventils (einschließlich mittlerer Druck, Verpackungsreibung, Ventilsitzdichtungskraft usw.) zu überwinden, stark geschwächt wird.
Zu den spezifischen Manifestationen gehören: Der Ventilöffnungs- oder Schließprozess ist ungewöhnlich langsam und kann die entworfene Reisezeit nicht erreichen. In dem Start -Moment, in dem es eine große statische Reibungskraft oder einen Druckdifferenz überwinden muss, kann der Motor möglicherweise nicht beginnen und befindet sich in einem "festgefahrenen" Zustand. oder das Ventil kann aufgrund des erhöhten Widerstands in der Mitte stagniert und kann nicht vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen werden, was zu einer Unterbrechung des Prozesses oder der internen Leckage führt, die die Produktqualität beeinträchtigt oder Materialverlust verursacht. Was schwerwiegender ist, ist, dass, wenn der Motor versucht, Drehmoment bei niedriger Spannung auszugeben, wenn die Last zu schwer ist und die Geschwindigkeit abnimmt oder sogar stagniert, der Statorstrom stark ansteigt (nahe am Strömung mit gesperrtem Rotor), was den Nennbetriebsstrom weit überschreitet. Dies führt dazu, dass die Wicklungstemperatur in kurzer Zeit stark ansteigt, was die motorische Isolierung leicht verbrennen und dauerhafte Schäden verursachen kann.
Risiko einer übermäßigen Spannung
Entgegen der niedrigen Spannung, wenn die Versorgungsspannung die Obergrenze der Nennbetriebsspannung des elektrischen Ventils überschreitet, wird auch eine Reihe von Problemen verursacht. Übermäßige Spannung zwingt den Motor, in einem gesättigten oder nahezu gesättigten Zustand des Magnetkreislaufs zu arbeiten, was zu Hystereseverlusten und Wirbelstromverlusten im Eisenkern führt, um dramatisch zuzunehmen. Dies wird dazu führen, dass die Wärmeerzeugung des Motors viel höher als normal ist. Diese Art von kontinuierlicher Überhitzung ist der "chronische Killer" von elektrischen Ventilen. Es wird die thermische Alterung des motorischen Wicklungsdämmungsmaterials beschleunigen, wodurch es spröde und geknackt wird, und die Isolationsfestigkeit wird erheblich sinken. Sobald die Isolationsstärke niedriger ist als die Arbeitsspannung oder der transiente Überspannungsspitzen, tritt die Kurzschaltung zwischen Umdrehung, Zwischenphase oder Bodenauffall auf, wodurch der Motor ausbrennt.
Gleichzeitig stellt die Überspannung auch die elektronischen Steuereinheit innerhalb des elektrischen Ventils vor strenge Herausforderungen. Halbleitergeräte wie Leistungsmodule, Treiberchips und Sensorschnittstellen unterliegen einer übermäßigen elektrischen Spannung, was zu vorzeitiger Ausfall, Parameterdrift oder sogar sofort abgebaut werden kann. Obwohl die Überspannung den Motor kurzfristig ein größeres Drehmoment ausgibt, wird das Reduktionsgetriebe übermäßige Aufprallbelastung und -spannung, Beschleunigung des Verschleißes, Ermüdung und sogar Bruch von Zahnrädern und Lagern und die Lebensdauer des Getriebemechanismus erheblich verkürzen.
Moderne elektrische Ventile, insbesondere die regulierenden elektrischen Ventile, sind normalerweise mit komplexen elektronischen Steuerungssystemen ausgestattet, um Kontrollsignale, Überwachungsventilpositionen zu erhalten, präzise Positionierung und Fehlerdiagnose und andere Funktionen zu erreichen. Diese Kontrollkreise haben hohe Anforderungen an die Stabilität der Versorgungsspannung. Schwere Spannungsschwankungen oder kontinuierliche Abweichungen vom normalen Bereich stören die Arbeit des Mikroprozessors, der Signalerfassungsschaltung und der Kommunikationsschnittstelle innerhalb der Steuereinheit direkt. Zum Beispiel kann die Spannungsinstabilität dazu führen, dass Sensorwerte springen oder ungenau sind, was zu Feedback -Signalen der Ventilposition verzerrt wird. Es kann den normalen Betrieb des Kontrollalgorithmus beeinflussen und Abweichungen oder Schwingungen in der Ventilpositionierung verursachen. Es kann auch die Kommunikation mit Kontrollsystemen auf oberer Ebene (wie PLC, DCS) beeinträchtigen und Datenübertragungsfehler oder Unterbrechungen verursachen. Diese Abnahme der Kontrollgenauigkeit ist für industrielle Prozesse, die eine präzise Durchfluss- oder Druckkontrolle erfordern, inakzeptabel und kann zu einer instabilen Produktqualität und sogar zu Sicherheitsunfällen führen.
Bewältigungsstrategien
Um die nachteiligen Auswirkungen von Spannungsänderungen auf die Leistung von elektrischen Ventilen zu reduzieren oder zu beseitigen, kann eine Reihe von Gegenmaßnahmen eingesetzt werden. In der anfänglichen Auswahlphase des Projekts sollte die Qualität des Stromnetzes vor Ort sorgfältig bewertet werden, und ein elektrischer Aktuator mit einem breiten Spannungsanpassungsbereich und guten elektrischen Schutzeigenschaften (z.
Bei der Konstruktion des Netzteilsystems sollte eine unabhängige Stromversorgungslinie mit ausreichendem Drahtdurchmesser für das elektrische Ventil eingerichtet werden, um zu vermeiden, dass die Schaltung mit großen Aufpralllasten (wie großen Motoren und Schweißmaschinen) geteilt wird, um die Leitungsspannungsabfall und -störungen zu reduzieren. In Situationen, in denen die Qualität des Stromnetzes schlecht ist oder es strikte Stabilitätsanforderungen gibt, sollte die Stromkonditionierungsgeräte entscheidend investiert werden, wie z.
Gleichzeitig werden Betrieb und Wartung gestärkt, und es werden regelmäßig Stromqualitätsanalysatoren verwendet, um Spannung, Harmonische und andere Parameter des Ventil -Stromversorgungspunkts zu erkennen, um versteckte Gefahren unverzüglich zu erkennen und eine Vorhersagewartung zu erreichen.
