[发明专利]可变速致动器

说明书

本申请为分案申请，原申请的申请号为200880130412.X（国际申请号为PCT/US2008/070545），国际申请日为2008年7月18日，发明名称为“可变速致动器”。

技术领域

本发明总体涉及一种包括电动马达的阀致动器，并更具体地涉及这种阀致动器的控制。

背景技术

阀致动器广泛应用于许多工业，例如，所有类型的发电、石油和石油化学产品、纺织、造纸以及食物处理。运转速度和由阀致动器产生的转矩是很重要的参数。通常，将固定速度马达连结到齿轮组确实为阀提供适合的速度和转矩组合。准确的马达和齿轮组必须由制造商连结。如果制造商想要实现对客户定货的快速周转，则制造商必须储存各种马达和齿轮组。另外，必须雇佣熟知哪怕一种简单的普通阀致动器设计的有时数百种不同变化的组装的专业工作人员。

而且，即使多个客户想要具有完全相同的速度和转矩特性的阀致动器，这些客户通常也具有不同的可用电源。一个客户可能想要使用60Hz的480VAC的三相电源，另一使用者可能想要使用50Hz的110VAC的单相电源，而又一客户可能仅有24VDC的可用电源。以前公知的系统未提供一种以现成品供应从而满足具有不同可用电源的客户的需求的阀致动器。

目前，如果使用者想要改变阀致动器的转矩和速度特性，则必须使致动器停止工作、拆卸致动器、随后将致动器与不同的齿轮组和/或马达重新组装在一起。需要一种减少必须储存以满足客户需求的马达和齿轮组的数量的方法。还需要减少必须训练雇员以构建的模型的数量。另外，需要在不要求拆卸的情况下允许调节致动器所传送的速度和转矩。

另外，固定速度阀致动器作为过程控制器具有有限的用途，因为阀始终以恒速运转。需要允许阀致动器作为过程控制器运转的方法。

解决这些问题的一种方法是通过使用整流器和断路器控制发送到DC马达的电流。由此，允许使用单相或三相的高压或低压AC电流并允许控制马达的速度和转矩。这种方法的变型在于对AC整流、之后利用逆变器控制AC马达。然而，这些方法需要使用转矩限制开关。操作者可机械地调节由阀致动器传送的速度和转矩，但操作者最多仅可设定阀致动器不应超过的最大转矩或速度。在不使用限制开关的情况下，操作者不能设定在阀行程的整个长度上发生改变的速度或转矩轮廓。阀致动器包括齿轮组并且齿轮组设置在阀致动器的壳体内。

以前的方法需要使用者调节速度和转矩电位计，并且不允许操作者设定在阀行程的整个长度上发生改变的速度或转矩轮廓。这些方法未提供在不使用大型机械开关和转矩限制开关的情况下设定阀致动器的速度和转矩的方法，也未提供阀致动器可作为过程控制器运转的机构。

解决上述问题的其它方法使用开关磁阻马达和DC马达以提供可变速度。然而，在这些情况中，阀致动器需要单独的制动机构来防止马达在发生电力损失的情况中旋转。需要本身就具有制动能力的能够改变速度的阀致动器。

发明内容

本发明的一个实施例是一种阀致动器，包括：可变速马达；可操作地连接到可变速马达并可设置为操纵可变速马达的固态马达控制器；以及可操作地连接到可变速马达的蜗杆/蜗轮组。

本发明的另一实施例是一种阀致动器，包括：通用的磁场连接块；可运转而接收电力供给的电源转换器；可变速马达；可操作地连接到电源转换器的固态马达控制器和该马达控制器可设置为操纵可变速马达；以及可操作地连接到可变速马达的制动设备；制动设备包括齿轮组。

本发明的另一实施例是一种阀致动器，包括：壳体；马达控制器；具有输出轴的可变速马达，其中，可变速马达设置为由马达控制器控制；以及集成到壳体内的马达控制器和可变速马达；以及在壳体外并可操作地连结到输出轴的齿轮系。

本发明的具体的实施例包括一种操纵阀致动器的方法，该方法包括：提供包括可操作地连接到可变速马达的固态马达控制器的阀致动器，其中，齿轮组可操作地连接到可变速马达；设定固态马达控制器上的速度，当阀致动器运转时固态马达控制器以该速度驱动可变速马达；以及当发生电源故障时，用该齿轮组抵抗向后驱动载荷而锁定可变速马达。

本发明的另一实施例包括致动电驱动阀致动器的方法，该方法包括：在可操作地连接到包括齿轮组的电驱动阀致动器的固态阀致动器处接收指令信号，其中，电驱动阀致动器能够改变速度，在固态阀致动器控制器处接收反馈信号，判断指令信号与反馈信号之间是否存在差异；以及通过致动电驱动阀致动器使指令信号与反馈信号之间的任何差异最小化。