电动执行器控制阀门的原理

电动执行器控制阀门的核心原理是将电信号转化为机械动力，驱动阀门阀杆做旋转或直线运动，从而改变阀门开度，实现对流体（液体、气体、蒸汽等）的流量、压力、温度等参数的调节或通断控制。

根据控制需求和运动形式，可分为开关型控制和调节型控制两大类，其原理和结构各有侧重：

一、 核心结构基础

无论哪种控制类型，电动执行器都包含三大核心模块，这是实现控制的基础：

动力驱动模块核心为电动机（交流异步电机、直流电机或步进电机），负责将电能转化为旋转机械能；搭配减速齿轮箱，降低电机转速、放大输出扭矩，满足阀门启闭的力矩需求。

控制模块由控制器、继电器 / 接触器、传感器（位置传感器、扭矩传感器）等组成，接收外部控制信号，判断阀门目标位置，并输出指令驱动电机正转 / 反转 / 停止。

机械执行模块包括输出轴、轭架 / 支架、限位机构等，将电机的旋转-运动传递给阀门阀杆；限位机构（机械限位 + 电气限位）用于限定阀门全开 / 全关位置，防止超程损坏。

二、 开关型控制原理（通断控制）

适用于只需要阀门全开或全关的场景（如球阀、蝶阀的切断工况），控制逻辑简单。

信号接收外部控制系统发送开关量信号（如无源触点信号、DC24V 电平信号），分为 “开阀指令"“关阀指令"“停止指令"。

驱动执行

接收到 “开阀指令"：控制器驱动电机正转，通过减速箱带动输出轴旋转，进而驱动阀门阀杆转动，阀门向全开方向运动。

接收到 “关阀指令"：控制器驱动电机反转，阀门向全关方向运动。

限位停止当阀门到达全开 / 全关位置时，机械限位会触发机械卡阻，同时位置传感器会向控制器发送到位信号，控制器立即切断电机电源，电机停止运转。

额外保护：若阀门卡滞导致扭矩超过设定值，扭矩传感器会触发过载保护，强制电机停机，避免执行器或阀门损坏。

三、 调节型控制原理（开度调节）

适用于需要精-确控制阀门开度的场景（如调节阀、节流阀的流量调节工况），可实现连续、无级的开度调整。

信号接收外部控制系统发送模拟量信号（常用 4~20mA 电流信号，也可用 0~10V 电压信号），信号大小对应阀门的目标开度（如 4mA 对应全关，20mA 对应全开）。

位置对比与反馈

执行器内置的位置传感器（如电位器、霍尔传感器、编码器）会实时检测阀门的当前开度，并将其转化为与输入信号同类型的反馈信号（如 4~20mA）。

控制器将输入的目标信号与反馈的当前信号进行对比计算，得出偏差值。

闭环调节

若目标信号＞当前信号（需要增大开度）：控制器驱动电机正转，阀门开度增大，反馈信号随之增大，直到偏差值小于设定阈值，电机停机。

若目标信号＜当前信号（需要减小开度）：控制器驱动电机反转，阀门开度减小，反馈信号随之减小，直至偏差消-除。

这个 “信号输入 - 对比偏差 - 驱动调节 - 反馈修正" 的过程是闭环控制，能保证阀门开度的高精度控制（控制精度通常可达 ±1%~±3%）。

四、 辅助控制与保护机制

手动操作原理多数电动执行器配备手轮或手柄，断电或故障时，切换至手动模式，通过齿轮传动直接驱动输出轴，实现阀门的手动启闭。

保护功能原理

过载保护：扭矩传感器监测输出扭矩，超过额定值时切断电源。

缺相保护：针对三相电机，检测到缺相时停机，防止电机烧毁。

限位保护：机械限位 + 电气限位双重保护，避免阀门超程。