电动阀门驱动器及控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电动阀门领域，尤其涉及一种电动阀门的驱动装置及其驱动电气控制系统。本实用新型专利技术的电动阀门驱动器，至少包括外壳和设置于其中的电气控制系统、驱动电机、减速机构及编码器。电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮，所述的紧急操作手轮机械连接于所述驱动电机的电机轴。用于所述电动阀门驱动器的电气控制系统，包括电源模块和控制模块，所述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是ＤＳＰ控制模块。本实用新型专利技术的阀门驱动器及其控制系统技术先进，外形小，形状紧凑，可以在低转速下提供高扭矩，并根据用户需要开启和关闭阀门。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动阀门领域，尤其涉及一种电动阀门的驱动装置及其驱 动电气控制系统。技术背景电动式阀门驱动系统是针对船舶阀门进行远程控制和本地应急控制的系统。主要是对蝶阀，球阀及其他0-90°旋转开闭的阀门进行电动控制的系统。 系统可以根据用户的需要对阀门的旋转方向、转速、扭矩、定位等进行随意的 控制，实现对船上阀门进行远程自动控制。我们都知道，由于船舶制造需要， 有些阀门安装在工作人员不容易到达或不便频繁进入的位置，系统既提供了这 个安装便利，也解决了人员来回跑动，频繁手动操作阀门的疲累，提高人员工 作效率和船舶操控系统的自动化程度及可靠性。目前市场上的阀门驱动器控制系统主要有2种控制形式，分别为液压和气动。液压形式一般有2种， 一种是集中的液压泵站控制，我们称之为液压式驱 动， 一般放在控制室内，管束多，双向到每个阀门驱动的进回油管，应急的开 闭可通过专用工具扳阀柄，也可用手提液压泵；第二种是每个液压阀上有独立 的液压头，电机、泵及油箱集中在一起，我们称之为电液式驱动，只需电缆连 接，安装方式相比前者较方便，就是价格比较贵，应急的开闭只有用手提液压 泵。气动形式价格便宜，有集中电磁阀组控制和阀头带电磁阀控制两种，应急 的开闭可通过专用工具，也可用手提气泵，缺点是管束多，需接电缆到电磁阀，响应时间长，控制不太稳定，目前船舶上的应用已经比较少，更多的是在其他工业领域上使用。
技术实现思路
本技术针对以上阀门驱动器的不足，提出一种智能电动式阀门驱动器。本技术是采用如下技术方案实现本技术的电动阀门驱动器，至少包括外壳和设置于其中的电气控制系 统、驱动电才几、减速才几构及编码器，电气控制系统，电性连接于所述的驱动电机，其输入端连接用以接收驱动指令 信号线，输出端连接用以发送驱动电机动作控制信号线；驱动电机，电性连接于所述电气控制系统的驱动控制信号线输出端；电机轴机 械连接于减速结构；减速结构， 一端机械连接于所述驱动电机的电机轴，另一端机械连接于阀门驱 动器输出轴；编码器，设置于所述减速结构下的阀门驱动器输出轴。进一步的，电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮，所述的紧急操作手轮 机械连接于所述驱动电机的电机轴。用于所述电动阀门驱动器的电气控制系统，包括电源模块和控制模块，所 述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是DSP控制 模块。进一步的，所述的开关电源部分包括整流桥堆、变压器、滤波电容、智能 交流选择器、峰值开关和光电耦合器，所述整流桥堆连接于电源输入端，并连 接滤波电容后与变压器连接，另一路连接所述智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器。进一步的，所述的驱动电源部分是经由电源管理芯片， 一端连接于一半导 体开关后至变压器线圈一端，另一端连接于一半导体开关后至变压器线圏另一端；所述的管理芯片包括一驱动器并经由一电平转换器后至另一驱动器，该驱 动器还连接于PWM组件，驱动器的输出端连接于所述电源管理芯片输出端。进一步的，所述的控制模块是DSP控制器，其上连接设置有电压/电流调整 电路、驱动电路、速度/位置传感模块和通讯模块。更进一步的，所述的通讯才莫块是CAN0pen总线通讯才莫块或M0Dbus总线通讯模块或数字通信模块或模拟控制通信模块。本技术采用如上技术方案，相比传统的阀门控制系统具有如下优势:<table>table see original document page 6</column></row><table>紧急操作自身带有手动操作 轮需额外的手动加压装置需额外的手动加压装 置外壳阳极氧化铝合金，轻铸铁，重铸铁，重单个功耗低，最大只有100W远大于100W外壳防护水下5米工作1小时维护性免维护定期维护，更换液压油定期维护，更换液压油另一方面，本技术的阀门驱动器及其控制系统技术先进，外形小，形 状紧凑，可以在低转速下提供高扭矩，并根据用户需要开启和关闭阀门。且采用无刷电机，不产生火花，防护等级高，为IP68,具有防爆功能；且免维护， 安装简便，只需220V AC电源和控制电缆；且具有优良的操作可靠性， 一个带 有可调末端点的绝对值编码器替代了传统的机械式末端开关；并可以在几乎所 有的操作环境下保持干燥，自身的电机线圈也充当加热单元；本驱动器使用的 控制系统采用集成的电5g41，占用空间小。多种控制系统适用于不同的工作要 求，可以采用CAN0pen、 M0Dbus总线形式控制，技术比较先进。附图说明图l是本技术的工作原理框图； 图2是本技术的结构剖面图； 图3是本技术的结构爆炸图； 图4是本技术的开关电源部分的电路原理图； 图5是本技术的驱动电源部分的电路原理图； 图6是本技术的控制模块的电路原理图。具体实施方式现结合附图说明和具体实施方式对本技术进一步说明。参阅图1所示，本技术的工作原理是当外部控制信号对驱动器控制 系统l进行通信后，控制系统l内部运算后，控制电流进入驱动电机5，驱动电机5开始工作，驱动电机5驱动减速机构4，减速机构4转动后通过输出轴3把 扭矩输出到外部负载(阀门的阀杆)上。在输出轴3旁边设置有编码器2，对输 出轴3的转动进行监控，并实时地把输出轴3的角度位置信号传输到控制系统1 上，以求输出轴3的转动角度的准确性，因为工作的时候，输出轴3和负载阀 门连接在一起，保证输出轴3转动角度的准确性，也就保证阀门打开和关闭位 置的准确性。本驱动器的外罩用的是铝合金材料，重量轻，其它类似产品一般 用的是铁件，相比之下，本驱动器的体积重量比小。参阅图2和图3所示，本技术的电动阀门驱动器，至少包括外壳6和设 置于其中的电气控制系统1、驱动电才几5、减速^/L构4及编码器2;电气控制系统1,电性连接于所述的驱动电机5,其输入端连接用以接收驱动 指令信号线(通过控制系统总线通讯接口 )，输出端连接用以发送驱动电机5动 作控制信号线；驱动电机5，电性连接于所述电气控制系统1的驱动控制信号线输出端；电机 的电机轴机械连接于减速结构4;减速结构4, 一端机械连接于所述驱动电机5的电机轴，另一端机械连接于阀 门驱动器输出轴3;编码器2,设置于所述减速结构4下的阀门驱动器输出轴3。所述的电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮7，所述的紧急操作手轮7机 械连接于所述驱动电机5的电机轴，紧急操作手轮7的外侧面套有手轮保护罩8， 当需要进行紧急操作时，才开启手轮保护罩8后再对急操作手轮7操作。本阀门驱动器的电气控制系统1包括电源模块和控制模块，所述的电源模 块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是DSP控制模块。参阅图4所示，所述的开关电源部分包括整流桥堆、变压器、滤波电容、 智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器，所述整流桥堆连接于AC/DC电源输 入端，并连接滤波电容后与变压器连接，另一路连接所述智能交流选择器、峰 值开关和光电耦合器，峰值开关和光电耦合器的采用能很好的屏蔽紋波干扰， 提供更稳定的电源输出。参阅图5所示，所述的驱动电源部分是经由电源管理芯片， 一端连接于一 半导体开关后至变压器线圈一端，还并联一启动电容，另一端连接于一半导体 开关后至变压器线圈另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动阀门驱动器，其特征在于：至少包括外壳和设置于其中的电气控制系统、驱动电机、减速机构及编码器，　电气控制系统，电性连接于所述的驱动电机，其输入端连接用以接收驱动指令信号线，输出端连接用以发送驱动电机动作控制信号线；　驱动电机， 电性连接于所述电气控制系统的驱动控制信号线输出端；其电机轴机械连接于减速结构；　减速结构，一端机械连接于所述驱动电机的电机轴，另一端机械连接于阀门驱动器输出轴；　编码器，设置于所述减速结构下的阀门驱动器输出轴。

【技术特征摘要】
1.电动阀门驱动器，其特征在于至少包括外壳和设置于其中的电气控制系统、驱动电机、减速机构及编码器，电气控制系统，电性连接于所述的驱动电机，其输入端连接用以接收驱动指令信号线，输出端连接用以发送驱动电机动作控制信号线；驱动电机，电性连接于所述电气控制系统的驱动控制信号线输出端；其电机轴机械连接于减速结构；减速结构，一端机械连接于所述驱动电机的电机轴，另一端机械连接于阀门驱动器输出轴；编码器，设置于所述减速结构下的阀门驱动器输出轴。2. 如权利要求l所述的电动阀门驱动器，其特征在于电动阀门驱动器还设置 有紧急操作手轮，所述的紧急操作手轮机械连接于所述驱动电机的电机轴。3. 用于如权利要求1所述电动阀门驱动器的电气控制系统，其特征在于包括 电源模块和控制模块，所述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分， 所述的控制模块是DSP控制模块。4. 如权利要求3所述的电气控制系统，其特征在于所述的开关电源部分包...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯博根，罗格纳令，
申请(专利权)人：格灵威科技厦门有限公司，
类型：实用新型
国别省市：92[中国|厦门]