電動執行器（電動執行機構）又稱閥門電動裝置或電動頭，它是在不**業領域的稱謂，在工業管道閥門行業稱之為閥門電動裝置，在儀表行業稱之為電動執行器（電動執行機構）。  
        閥門在工業管路控制中是經常使用的非常重要設備，電動閥門因其動力源容易取得，且一般情況下無需維護的優點，比起氣動、液動等驅動方式的設備使用更為普遍。在工業場合電動閥門要求其必需具有更高的可靠性和安全性，電動閥門的安全性與可靠性通常取決于電動執行器（電動執行機構），所以電動執行器的性能、控制精度、功能、智能化程序是電動閥門整機技術水平的綜合表現。所以在電動執行器（電動執行機構）選型時除必需考慮的一些基本要素外，對其提出合理的技術要求才能使電動閥門價值實現**化。
        電動執行器（電動執行機構）的類型很多，不同類型和功能的電動執行機構（電動執行器）與閥門配套后都可稱之為電動閥門，但往往在設計、選型的過程中只重視閥門的參數而忽略或沒有明確電動執行機構（電動執行器）的相關要求，這樣不僅使電動閥門發揮不出**的性能，而且在安裝、調試、使用過程中也會帶來不必要的麻煩，甚至給生產造成嚴重的后果。

        本文將針對電動執行機構（電動執行器）選型考慮的要點進行說明，以及對電動執行器的選型方法與技巧簡單的介紹。

電動執行機構（電動執行器）選型考慮要點 

 一、根據閥門類型選擇電動執行機構（電動執行器）
閥門的種類相當多，工作原理也不太一樣，一般以轉動閥板角度、升降閥板（或閥芯）等方式來實現啟閉控制，當與電動執行機構（電動執行器）配套時首先應根據閥門的類型選擇電動執行器（電動執行機構）。

1．角行程電動執行機構（電動執行器）（轉角<360度）
    電動執行機構（電動執行器）輸出軸的轉動小于一周，即小于360度（有時將90度以內叫角等行程，大于90度小于360度叫部分回轉型），通常為90度就實現閥門的啟閉過程控制。此類電動執行器根據安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式（《電動執行器的選型方法與技巧》有更詳細講解）兩種。
    a)直連式：是指電動執行機構（電動執行器）輸出軸與閥桿直連安裝的形式。
    b)底座曲柄式：是指輸出軸通過曲柄與閥桿連接的形式。
    此類電動執行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。

2．多回轉電動執行機構（電動執行器）（轉角>360度）
    電動執行器輸出軸的轉動大于一周，即大于360度，一般需多圈才能實現閥門的啟閉過程控制。
    此類電動執行器適用于閘閥、截止閥等。

3．直行程（直線運動）
   電動執行機構（電動執行器）輸出軸的運動為直線運動式，不是轉動形式。
    此類電動執行器適用于單座調節閥、雙座調節閥等。

二、根據生產工藝控制要求確定電動執行機構（電動執行器）的控制模式
電動執行機構（電動執行器）的控制模式一般分為開關型（開環控制）和調節型（閉環控制，即內置PID調節功能的伺服放大器）兩大類。

1．開關型（開環控制）
    開關型電動執行機構（電動執行器）一般實現對閥門的開或關控制，閥門要么處于全開位置，要么處于全關位置，此類閥門不需對介質流量進行精確控制（這里說得不完整，還有一種開關型帶閥位反饋的形式，反饋信號接入DCS或其它控制器進行PID運算后再控制執行器開啟或關閉以達到控制開度的目的）。
    特別值得一提的是開關型電動執行機構（電動執行器）因結構形式的不同還可分為分體結構和一體化結構。選型時必需對此做出說明，不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現像。
    a)分體結構（通常稱為普通型）：控制單元與電動執行器分離，電動執行器不能單獨實現對閥門的控制，必需外加控制單元才能實現控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。
    此結構的缺點是不便于系統整體安裝，增加接線及安裝費用，且容易出現故障，當故障發生時不便于診斷和維修，性價比不理想（但優點是適合高溫場合，因為控制電路可以遠離執行器所在高溫環境）。
    b)一體化結構（通常稱為整體型）：控制單元與電動執行器封裝成一體，無需外配控制單元即可現實就地操作，遠程只需輸出相關控制信息就可對其進行操作。
    此結構的優點是方便系統整體安裝，減少接線及安裝費用，容易診斷并排除故障。但傳統的一體化結構產品也有很多不完善的地方（這里所說的應該是傳統模擬控制電路），所以產生了智能電動執行器，關于智能電動執行器后面將再做說明。

2．調節型（閉環控制） （即伺服一體化）
    調節型電動執行機構（電動執行器）不僅具有開關型一體化結構的功能，它還能對閥門進行精確控制，從而精確調節介質流量。因篇幅有限其工作原理在此不作詳細說明。下面就調節型電動執行器選型時需注明的參數做簡要說明。
a)控制信號類型（電流、電壓）
    調節型電動執行機構（電動執行器）控制信號一般有電流信號(4～20mA、0～10mA)或電壓信號(0～5V、１～5V)，選型時需明確其控制信號類型及參數（目前4～20mA最為常用）。
b)工作形式（電開型、電關型） （即正作用和反作用）
    調節型電動執行機構（電動執行器）工作方式一般為電開型（以4～20mA的控制為例，電開型是指4mA信號對應的是閥關，20mA對應的是閥開），另一種為電關型（以4-20mA的控制為例，電開型是指4mA信號對應的是閥開，20mA對應的是閥關）。一般情況下選型需明確工作形式，很多產品在出廠后并不能進行修改（應該是部分產品），大多智能型電動執行器（如CONAC系列、NDL、NDQ系列）可以通過現場設定隨時修改（如修改參數或更跳線，傳統模擬控制板要不通過更改跳線，要不就得更改電機正反轉接線和傳感器接線）。
c)失信號保護
    失信號保護是指因線路等故障造成控制信號丟失時，電動執行機構（電動執行器）將控制閥門啟閉到設定的保護值，常見的保護值為全開、全關、保持原位三種情況，且出廠后不易修改（應該是老式模擬控制形式的不易修改），智能電動執行器大多都可以通過現場設定進行靈活修改，如CONAC系列、NDL、NDQ系列等都可以通過修改菜單參數來實現，其中NDL和NDQ系列可以設定斷信號時閥位走到任意設定位置。

三、根據閥門所需的扭力確定電動執行機構（電動執行器）的輸出扭力 （可輸入推力）
    閥門啟閉所需的扭力決定著電動執行機構（電動執行器）選擇多大的輸出扭力，一般由使用者提出或閥門廠家自行選配，做為電動執行機構（電動執行器）廠家只對執行器的輸出扭力負責，閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決定，但因閥門廠家加工精度、裝配工藝有所區別，所以不同廠家生產的同規格閥門所需扭力也有所區別，即使是同個閥門廠家生產的同規格閥門扭力也有所差別，當選型時電動執行機構（電動執行器）的扭力選擇太小就會造成無法正常啟閉閥門，因此電動執行器必需選擇一個合理的扭力范圍。 （《電動執行器的選型方法與技巧》一文有更詳細的闡述）

四、確定電氣參數
因不同電動執行機構（電動執行器）廠家的電氣參數有所差別，所以設計選型時一般都需確定其電氣參數，主要有電機功率、額定電流、二次控制回路電壓等，往往在這方面的疏忽，結果控制系統與電動執行器參數不匹配造成工作時空開跳閘、保險絲熔斷、熱過載繼電器保護起跳等故障現像。

五、根據使用場合選擇外殼防護等級、防爆等級
    1．外殼防護等級
    外殼防護等級是指電動執行器的殼體防外物、防水等級，以字母IP后加兩位數表示，**位由1～6表示防外物等級（見表一），第二位由１～８表示防水等級（見表二）。

表一、**位數字代表的防外物等級

表二、第二位數字代表的防水等級

2．防爆等級
    在可能出現爆炸性氣體、蒸汽、液體、可燃性粉塵等而引起火災或爆炸危險的場所時，必需對電動執行器提出防爆要求，根據不同的應用區域選擇防爆形式和類別。防爆等級可通過防爆標志ＥＸ及防爆內容來表示（參考《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836－2000）。
    防爆標志內容包括：防爆型式+設備類別+（氣體組別）+溫度組別
a)防爆型式：根據所采取的防爆措施，可分為本質安全型、隔爆型、增安型、正壓型、澆封型、充砂型等。它們的標識如下表三。
    表三、防爆形式及標志

b)設備類別：
    表四、設備類別

II類隔爆型“Eｘd”和本質安全型“Eｘi”電氣設備按其適用于爆炸性氣體混合物的**試驗安全間隙或最小點燃電流比，進一步分為又分為IIA、IIB、和IIC類,其它們之間的關系如下表五：
    表五、氣體組別

 c)溫度類別：
    電氣設備按其**表面溫度分為T1～T6組，使得對應的T1～T6組的電氣設備的**表面溫度不能超過對應的溫度組別的允許值。溫度組別、設備表面溫度和可燃性氣體或蒸汽的引燃溫度之間的關系如下表六：
    表六、溫度組別

        電動執行器（電動執行機構）廠家所出售的防爆型電動執行器必須取得防爆合格證。但有些用戶在安裝時不按規程操作將使防爆性能大打折扣，例如的電纜精細不按電動執行器（電動執行機構）要求的，如果電纜過細，將會使電纜入口處留下縫隙而達不到防爆性能。

電動執行器的選型方法與技巧

在選擇電動執行機構（電動執行器）時主要就從以下幾個方面進行：

一、電動執行機構（電動執行器）結構型式
　　根據被控對象運動方式分，電動執行器分為以下幾種結構型式：角行程、直行程、部分回轉型、多回轉式。根據連接和安裝方式分（一般是針對角行程電動執行機構（電動執行器），又分為基座式和直連式。
　　下面談談各種閥門及風門就選擇什么樣結構型式的電動執行機構（電動執行器），或者說各種結構形式的電動執行機構（電動執行器）適合于什么被控對象。

1、角行程電動執行機構（電動執行器）
　　角行程電動執行機構（電動執行器）輸出軸運動方式是按角度旋轉的，且一般旋轉范圍是0~90度，此類執行器一般適用于風門、蝶閥、球閥、V形閥等。
　　角行程電動執行機構（電動執行器）根據連接方式又分為直連式和基座式，直連式連接時電動執行器輸出軸與閥門的閥桿直接相連。而基座式連接方式是在執行器輸出軸和閥桿之間通過球鉸＋連桿的方式進行連接的。

2、直行程電動執行機構（電動執行器）
　　直行程電動執行機構（電動執行器）輸出軸運動方式是直線運動的，所以此類型執行器適合閥芯作直線運動的閥門（截止閥和閘閥例外，后面會講到），這類閥門有單座閥、雙座閥、套筒閥、角形閥、三通閥、隔膜閥等。

3、多轉式電動執行機構（電動執行器）
　　多轉式電動執行機構（電動執行器）輸出軸運動方式為旋轉式，且全行程超過360度，適合于閘閥、截止閥等被控對象，多轉式電動執行機構比較特殊，它可以再配一級減速器轉換成角行程電動執行機構（電動執行器）或直行程電動執行機構（電動執行器），甚至仍舊是多轉式，加一級減速后輸出力（矩）增大，運動速度減慢。

二、電動執行機構（電動執行器）的輸出力（矩）
　　電動執行機構（電動執行器）的最重要一個參數是輸出力大小，對于直行程電動執行機構（電動執行器）來說單位為N或Kg，10N = 1Kg，稱為推力，對于角程電動執行機構（電動執行器）來說單位為Nm或Kg.m，10Nm=1Kgm。選擇輸出力大小時要根據被控對象的**驅動力來確定，一般要求執行器要保留30%的余量才保險，由于閥門的驅動力計算非常復雜，下面給出一些常見閥門的經驗數據：

常用閥門對應用執行器驅動力要求（已留出30%余量）
閘閥（口徑25到1800mm，壓力1到320Kg/cm2 即1到32MPa，力矩單位Kg.m）



截止閥（口徑15到350mm，壓力6到320Kg/cm2 ，力矩單位Kg.m）


球閥（口徑50到1000mm，壓力6到100Kg/cm2 ，力矩單位Kg.m）


蝶閥（口徑50到2000mm，壓力2.5到25Kg/cm2 ，力矩單位Kg.m）


三、電動執行機構（電動執行器）的行程
　　這一參數也是比較重要的參數，對于角行程電動執行機構（電動執行器）而言，行程固定為0~90度，對于直行程而言，行程單位為mm，需要根據調節閥閥芯行程來確定，直行程電動執行機構（電動執行器）常規行程有以下幾檔：10mm、16mm、25mm、40mm、60mm、100mm。對于多回轉電動執行機構（電動執行器）而言，一般這種執行器都的回轉圈都數可以滿足需求。

四、電氣接口
　　確定電動執行機構（電動執行器）的控制方式，需要電動執行機構（電動執行器）反饋什么樣的信號。

控制方式：
1、模擬量控制：一般模擬量控制是4~20mA，還有0~10mA、1~5V等，后兩者現在用得不多。一般調節型（一體化）電動執行器都可以用模擬量控制。
2、開關量控制：一般開關量控制信號是“開”“關”指令信號，也有可能還有“?！敝噶钚盘?。開關量主要有以下幾種：無源、24V DC、220V AC，一般如果配了伺服放大器，開關量要求是220V AC的。不果不是用伺服放大器控制執行器而選用220V AC開關型的電動執行機構（電動執行器）時，需要注意提供的這個220V開關量功率一定要大于執行器電機功率。

反饋信號：
1、模擬量反饋：模擬量反饋信號都是電動執行機構（電動執行器）輸出的與當前閥位對應的閥位反饋信號，同樣有4~20mA、0~10mA、1~5V幾種，后兩種現在已經很少用了，一般配有伺服放大器的都需要模擬量閥位反饋信號。如果DCS或顯示儀表需要顯示當前閥位，也必須要求電動執行器有模擬量閥位反饋信號
2、開關量反饋信號：根據工藝要求，可能需要電動執行器輸出一個全關和全開的開關量信號，甚至還有其它意義的信號，如執行器故障報警信號。一般開關量都是無源，但也有有源的。

　　除了以上提到的幾種重要參數外，還有些參數不那么重要，但根據工藝要求也可能非常重要，例如安裝尺寸、重量、控制精度、全行程時間、防護等級等。