電動執行器或者氣動執行器的選擇

隨著智能化工業的發展，自動閥門在工業領域是非常常用的，其中氣動閥和電動閥是用得比較多的兩種。比如美國威盾VTON品牌的進口電動蝶閥，進口電動球閥，進口氣動蝶閥，進口氣動球閥，進口氣動隔膜閥，廣泛應用于各種工業的自動化項目中；這兩種類型的閥門就涉及到兩種執行器的選擇，那就是進口電動執行器和進口氣動執行器的選擇；本文詳細進行介紹，討論電動執行器與氣動執行器的區別和優劣勢，以便消費者選型。

1）驅動能源

1.1 驅動源獲得的難易程度

電動執行機構：驅動源是電源，無論是三相電源還是單相電源，在工業現場都很方便獲取。

氣動執行機構：驅動源是氣源，需要專門配套氣源站、鋪設管線，施工較為繁瑣，增加預算。氣源一般為壓縮空氣，所以還要配以大型的空氣壓縮機。

1.2 對驅動源的要求

電動執行機構：電源電壓在一定范圍內波動時，電機可以正常工作。一般波動范圍在額定電壓的±10%

氣動執行機構：氣源不能含油，含水，含雜質。不潔凈的氣體將會影響執行機構和閥門定位器的正常運行和壽命。

1.3 節能

電動執行機構：僅在改變控制閥開度時，需要驅動電機，到達所需開度時電機斷電。待機狀態只需少量供電維持控制單元的運作。

氣動執行機構：在整個控制閥運行和待機狀態中都需要有一定的氣壓，氣壓下降時，壓縮機就要運行增壓。

2）應用范圍

2.1 動作方式

電動執行機構：配置靈活，動作方式有：直行程，角行程，多回轉。可以用于控制所有類型的閥門。

氣動執行機構：通常只有直行程和角行程兩種類型，通常用于控制直行程調節閥，蝶閥，球閥等，一般情況無法控制閘閥，截止閥等閥門。

2.2 大力矩角行程閥門控制

電動執行機構：可實現幾十萬Nm 力矩，且組合靈活，體積相對較小，容易實現。

氣動執行機構：也可實現幾萬Nm 的扭矩，但體積將會非常龐大，不便于安裝使用。

2.3 防爆場合

電動執行機構：電機、控制單元等電子電器元件在故障狀態時有可能產生電火花，需要進行特殊的隔爆處理才能用于易燃易爆的場合。

氣動執行機構：驅動能源是氣源（空氣或者惰性氣體），不存在高壓強原件，不易產生電火花，安全性能高。

3）產品性能

3.1 耐高溫

電動執行機構：即使控制器分體安裝，但主傳動結構中因為電機、傳感器等元器件的正常運行受環境溫度的限制，耐環境溫度一般不超過80°C

氣動執行機構：閥門定位器分體安裝后，主體（氣缸）可以選用耐高溫型產品，耐環境高溫可達100°C以上或者更高。

3.2 抗震性能

電動執行機構：有大量機械、電子元件構成，其正常運行和壽命受震動影響大。

氣動執行機構：整體結構簡單，可動部件少，對震動不敏感。

3.3 運行速度

電動執行機構：通過不同類型的齒輪箱減速后，不同型號產品具有快慢不等的輸出速度，運行速度一般不可調。

氣動執行機構：通過氣源信號根據使用需求調節運行速度的快慢，并且可以達到較快的運行速度。氣動執行器的相應速度一般比電動的快，比如美國威盾VTON品牌的同樣規格DN50的球閥，進口電動球閥的相應時間需要13秒左右，進口氣動球閥的相應時間需要3-5秒左右。

3.4、過載能力及壽命

電動執行機構：電機超出使用條件的頻繁動作或過載時，容易發熱，導致產品熱保護并中途停機，長期大負荷也會加大傳動齒輪的磨損。

氣動執行機構：適應頻繁滿負載動作，運行壽命長。

3.5、保護功能

電動執行機構：在斷電、斷信號等故障情況下，可通過自身的機械自鎖實現保位。

氣動執行機構：因為氣源的可壓縮性，在斷電、斷氣、斷信號等故障情況下，很難實現保位，必須加配帶有保位功能的定位器。

3.6、控制精度

電動執行機構：抗偏離能力好，輸出的推力或力矩穩定，可以很好的克服介質的不平衡力，達到對工藝參數的準確控制。通常智能電動執行器的控制精度在1%。

氣動執行機構：因為氣源的可壓縮性和要克服閥門填料、閥桿、工藝介質的摩力，可能導致閥位的階躍變化，影響執行器的定位精度。在氣源穩定的情況下，國內智能閥門定位器控制精度可達1%，而一些進口定位器精度可實現0.1%。比如選配美國威盾VTON品牌定位器的話。

3.7、故障安全

電動執行機構：在失去電源的情況下，如果實現閥門的關閉和打開，需要選擇電容復位或彈簧復位型產品。

氣動執行機構：在失去電源的情況下，可以實現彈簧復位功能，比電動更容易實現。

4）常見誤區

4.1、電動執行機構運行速度慢，有快開快關要求的閥門要選用氣動執行機構？

一般認為對于角行程電動執行機構，無法達到小于10s/90°的運行時間。實際上，通過配置大功率高轉數電機和適當的減速機構，可以實現快速運行的功能。

4.2、氣動執行機構比電動執行機構結構簡單，更經濟？

一般認為電動執行器的結構復雜，包括電機、伺服控制、減速機等，價格更高。盡管氣動執行機構單機價格確實不高，但對于氣動執行器，包括氣動執行機構、閥門定位器、伺服放大器、電磁閥、保衛器、空氣過濾減壓器、位置反饋系統等，再加上需要配置氣源，建設壓縮機站，鋪設管路，整體成本并不低。

不論電動還是氣動執行機構，兩者都有自身的產品特點，選型時，需要結合現場工況，考慮使用因素到尺寸、供應壓力要求、安全性、可靠性和成本考慮等等，選擇適合自身條件的產品，才是實現閥門自動化控制的途徑！