用于阀的执行器制造技术

本披露内容总体上涉及用于阀的执行器。本披露内容的执行器包括步进马达。步进马达的输出轴联接到阀的传动臂。步进马达使传动臂运动和联接到传动臂的流量控制部件。执行器包括无传感器失速检测单元以基于步进马达的工作电压检测步进马达的失速。压检测步进马达的失速。压检测步进马达的失速。

【技术实现步骤摘要】
用于阀的执行器

技术介绍

[0001]本披露内容总体上涉及用于阀的执行器。
[0002]执行器用于控制各种系统中的各种各样的阀。例如，执行器在HVAC系统中用于控制比如风量调节阀、流体阀以及其他部件等阀。执行器可以联接到HVAC系统中的风量调节阀，并且可以用于在打开位置与关闭位置之间驱动风量调节阀。执行器典型地包括马达和由马达驱动并联接到HVAC部件的驱动装置(例如，轮毂、传动系)。
[0003]执行器的配置基于要控制的阀的类型而确定。用于控制风量调节阀的常规执行器之一包括联接到风量调节阀的传动臂的无刷直流(BLDC)马达，该传动臂进而联接至流量控制部件
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阀的风挡。风挡定位在导管中。导管可以是管、管道等。BLDC马达使阀的传动臂旋转以使风挡运动，从而打开、关闭或部分地打开风量调节阀以控制穿过导管的流体流量。然而，常规执行器的扭矩能力是有限的。此外，需要专用位置传感器来确定BLDC马达的堵转。流量控制装置的传动臂经由若干啮合齿轮系联接到BLDC马达的输出轴，这影响了位置控制准确度。这样的执行器不能用于要求位置准确度高的应用中。
[0004]因此，需要一种改进常规执行器的上述缺点的执行器。

技术实现思路

[0005]本披露内容的一个实施方式是一种包括步进马达的执行器阀。在实施例中，所述步进马达的输出轴经由蜗杆和蜗轮啮合联接到所述阀的传动臂，以使所述阀的流量控制部件运动。在一些实施例中，所述执行器包括无传感器失速检测单元。在一些实施例中，所述单元包括与所述步进马达通信并适于基于所述步进马达的工作电压检测所述步进马达的失速的控制器。在一些实施例中，所述执行器具有90度行程和8N
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m的扭矩能力，其中全行程行进时间为2秒。
[0006]本披露内容进一步设想了一种检测步进马达失速的方法。所述方法包括以下步骤：监测所述步进马达的工作电压；将所述工作电压值与阈值电压值进行比较；如果所述工作电压值超过所述阈值电压值，则停止所述步进马达。
附图说明
[0007]通过参照结合附图进行的详细说明，本披露内容的各个对象、方面、特征和优点将变得更加明显并且更好理解，其中，贯穿全文相同的参考符号标识相应的元件。在附图中，相同的附图标记通常指示完全相同的、功能相似的和/或结构相似的元件。
[0008]图1是根据一些实施例的执行器的等距视图。
[0009]图2是根据一些实施例的执行器的等距视图，展示了执行器本体和马达。
[0010]图3是图2的执行器的另一个等距视图。
[0011]图4展示了与图1的执行器相关联的控制器的框图。
[0012]图5展示了描绘由控制器执行的用于检测图1至图3的执行器的马达的失速检测的方法步骤的流程图。
[0013]图6展示了描绘根据一些实施例的用于执行器的电子电路的框图。
具体实施方式
[0014]概述
[0015]总体上参考附图，根据一些实施例，示出了用于阀的执行器。
[0016]本文所述的阀可以用于调节来自多个流体供应和/或至多个流体回流的流体流量。在一些实施例中，阀是风量调节阀。在一些其他实施例中，阀是具有阀体和阀芯的三通阀。在另一个实施例中，阀是具有阀体和阀芯的六通阀。阀体可以包括阀室和与阀室流体连通的多个端口(例如，第一端口、第二端口、第三端口)。可以通过使阀芯在阀室内旋转而(例如，通过执行器和/或控制器)控制阀。
[0017]执行器可以是风阀执行器、阀执行器、风扇执行器、泵执行器、或任何其他类型的执行器。在一些实施例中，执行器用于操作HVAC系统中的阀。
[0018]本披露内容的执行器包括用于操作阀的流量控制部件的步进马达。流量控制部件控制穿过阀体的流体流量。例如，风挡是风量调节阀的流量控制部件。空心和枢转球是球阀的流量控制部件。流量控制部件也称为阀芯。
[0019]步进马达的输出轴联接到阀的传动臂。传动臂联接到阀的流量控制部件，使得传动臂的运动引起阀体内的流量控制部件的运动。通过使流量控制部件运动可以打开、关闭或部分地打开阀。
[0020]步进马达的输出轴可以通过各种方式联接到传动臂。在一些实施例中，步进马达的输出轴使用单啮合蜗杆齿轮联接到传动臂。蜗杆齿轮有助于在不相交的轴之间传输动力和扭矩。在一些实施例中，蜗杆齿轮安装在步进马达的输出轴上并且蜗轮安装在阀的传动臂上，反之亦然。蜗轮与蜗杆齿轮啮合，以有助于在步进马达与传动臂之间传递动力和扭矩。蜗杆齿轮提高了阀的扭矩能力。
[0021]在一些实施例中，执行器包括超级电容器。超级电容器储存能量，所述能量供执行器在电力故障期间使用。与常规执行器中使用的电容器相比，电容器的充电时间更短。由于超级电容器的使用，在电力故障期间，流量控制部件可以在短时间内返回到安全位置。
[0022]在一些实施例中，执行器包括自动失速检测单元。所述单元不需要位置传感器，所述位置传感器典型地用于BLDC马达的堵转检测。该单元包括控制器，所述控制器监测步进马达的电压以确定失速事件。控制器被设定电压阈值。如果步进马达以超过阈值电压值的电压工作，控制器会产生停用信号以强制步进马达停止。此外，控制器确定关于马达输出轴位置的终端停止值并将该终端停止值存储在存储器中以备将来使用。如上所述，失速检测单元不需要位置传感器来确定步进马达的失速。
[0023]在一些实施例中，执行器包括可调节的机械终端限位装置以限制阀的传动臂的旋转，从而限制流量控制部件的运动。可以改变机械终端限位装置的位置以改变传动臂旋转的限制。
[0024]用于阀的执行器
[0025]现在参考附图1至6描述本披露内容的执行器。
[0026]现在参考图1至图3，示出了根据一些实施例的执行器100。执行器100是风阀执行器、阀执行器、风扇执行器和泵执行器中的一种，但不限于此。在各种实施例中，执行器100
可以是直行程执行器(linear actuator)(例如，直行程比例执行器)、非直行程执行器(non
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linear actuator)、弹簧复位执行器或非弹簧复位执行器。
[0027]执行器100包括执行器本体110。执行器本体110容纳执行器100的各种机械部件和处理部件。此外，执行器本体110有助于容纳在其中的部件与执行器本体110外部的部件之间的连通。执行器本体110接纳阀的传动臂120。阀是用于控制穿过导管的流体流量的流量控制装置。在一些实施例中，导管是管或管道。执行器本体110设置有孔以接纳传动臂120。在一些实施例中，传动臂120从执行器本体110的一侧进入执行器本体，并从执行器本体的相反侧从执行器本体110伸出。在一些实施例中，指示器130安装在传动臂120的从执行器本体110伸出的一端上，以指示流量控制部件的位置。指示器130的放置允许个人或操作者从阀的外部检查流量控制部件的位置。在一些其他实施例中，在执行器本体110上、靠近指示器130处设置有标记，使得指示器130移位或定位在标记上方或邻近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于阀的执行器，所述执行器包括：步进马达，所述步进马达被配置为使所述阀的流量控制部件运动；以及无传感器失速检测单元，所述无传感器失速检测单元被配置为基于所述步进马达的工作电压检测所述步进马达的失速。2.如权利要求1所述的执行器，其中，所述失速检测单元包括控制器，所述控制器与所述步进马达通信并且被配置为接收所述工作电压，并且将所述步进马达的工作电压与阈值进行比较以确定所述步进马达的失速。3.如权利要求1所述的执行器，其中，所述步进马达的输出轴经由蜗杆与蜗轮啮合而联接到所述阀的传动臂。4.如权利要求3所述的执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶鸿伟，叶星炯，周桂成，鲁笑颖，石璎，胡乐新，
申请(专利权)人：约克中国商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：