电动执行器（电动执行机构）又称阀门电动装置或电动头，它是在不**业领域的称谓，在工业管道阀门行业称之为阀门电动装置，在仪表行业称之为电动执行器（电动执行机构）。

阀门在工业管路控制中是经常使用的非常重要设备，电动阀门因其动力源容易取得，且一般情况下无需维护的优点，比起气动、液动等驱动方式的设备使用更为普遍。在工业场合电动阀门要求其必需具有更高的可靠性和安全性，电动阀门的安全性与可靠性通常取决于电动执行器（电动执行机构），所以电动执行器的性能、控制精度、功能、智能化程序是电动阀门整机技术水平的综合表现。所以在电动执行器（电动执行机构）选型时除必需考虑的一些基本要素外，对其提出合理的技术要求才能使电动阀门价值实现**化。

电动执行器（电动执行机构）的类型很多，不同类型和功能的电动执行机构（电动执行器）与阀门配套后都可称之为电动阀门，但往往在设计、选型的过程中只重视阀门的参数而忽略或没有明确电动执行机构（电动执行器）的相关要求，这样不仅使电动阀门发挥不出**的性能，而且在安装、调试、使用过程中也会带来不必要的麻烦，甚至给生产造成严重的后果。

本文将针对电动执行机构（电动执行器）选型考虑的要点进行说明，以及对电动执行器的选型方法与技巧简单的介绍。

电动执行机构（电动执行器）选型考虑要点 

 一、根据阀门类型选择电动执行机构（电动执行器）

阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板（或阀芯）等方式来实现启闭控制，当与电动执行机构（电动执行器）配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器（电动执行机构）。  1．角行程电动执行机构（电动执行器）（转角<360度）

电动执行机构（电动执行器）输出轴的转动小于一周，即小于360度（有时将90度以内叫角等行程，大于90度小于360度叫部分回转型），通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式（《电动执行器的选型方法与技巧》有更详细讲解）两种。

a)直连式：是指电动执行机构（电动执行器）输出轴与阀杆直连安装的形式。

b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。

此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。 2．多回转电动执行机构（电动执行器）（转角>360度）

电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。

此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。

3．直行程（直线运动）

电动执行机构（电动执行器）输出轴的运动为直线运动式，不是转动形式。

此类电动执行器适用于单座调节阀、双座调节阀等。

二、根据生产工艺控制要求确定电动执行机构（电动执行器）的控制模式

电动执行机构（电动执行器）的控制模式一般分为开关型（开环控制）和调节型（闭环控制，即内置PID调节功能的伺服放大器）两大类。

1．开关型（开环控制）

开关型电动执行机构（电动执行器）一般实现对阀门的开或关控制，阀门要么处于全开位置，要么处于全关位置，此类阀门不需对介质流量进行精确控制（这里说得不完整，还有一种开关型带阀位反馈的形式，反馈信号接入DCS或其它控制器进行PID运算后再控制执行器开启或关闭以达到控制开度的目的）。

特别值得一提的是开关型电动执行机构（电动执行器）因结构形式的不同还可分为分体结构和一体化结构。选型时必需对此做出说明，不然经常会发生在现场安装时与控制系统冲突等不匹配现像。

a)分体结构（通常称为普通型）：控制单元与电动执行器分离，电动执行器不能单独实现对阀门的控制，必需外加控制单元才能实现控制，一般外部采用控制器或控制柜形式进行配套。

此结构的缺点是不便于系统整体安装，增加接线及安装费用，且容易出现故障，当故障发生时不便于诊断和维修，性价比不理想（但优点是适合高温场合，因为控制电路可以远离执行器所在高温环境）。

b)一体化结构（通常称为整体型）：控制单元与电动执行器封装成一体，无需外配控制单元即可现实就地操作，远程只需输出相关控制信息就可对其进行操作。

此结构的优点是方便系统整体安装，减少接线及安装费用，容易诊断并排除故障。但传统的一体化结构产品也有很多不完善的地方（这里所说的应该是传统模拟控制电路），所以产生了智能电动执行器，关于智能电动执行器后面将再做说明。

2．调节型（闭环控制） （即伺服一体化）

调节型电动执行机构（电动执行器）不仅具有开关型一体化结构的功能，它还能对阀门进行精确控制，从而精确调节介质流量。因篇幅有限其工作原理在此不作详细说明。下面就调节型电动执行器选型时需注明的参数做简要说明。

a)控制信号类型（电流、电压）

调节型电动执行机构（电动执行器）控制信号一般有电流信号(4～20mA、0～10mA)或电压信号(0～5V、１～5V)，选型时需明确其控制信号类型及参数（目前4～20mA最为常用）。

b)工作形式（电开型、电关型） （即正作用和反作用）

调节型电动执行机构（电动执行器）工作方式一般为电开型（以4～20mA的控制为例，电开型是指4mA信号对应的是阀关，20mA对应的是阀开），另一种为电关型（以4-20mA的控制为例，电开型是指4mA信号对应的是阀开，20mA对应的是阀关）。一般情况下选型需明确工作形式，很多产品在出厂后并不能进行修改（应该是部分产品），大多智能型电动执行器（如CONAC系列、NDL、NDQ系列）可以通过现场设定随时修改（如修改参数或更跳线，传统模拟控制板要不通过更改跳线，要不就得更改电机正反转接线和传感器接线）。

c)失信号保护

失信号保护是指因线路等故障造成控制信号丢失时，电动执行机构（电动执行器）将控制阀门启闭到设定的保护值，常见的保护值为全开、全关、保持原位三种情况，且出厂后不易修改（应该是老式模拟控制形式的不易修改），智能电动执行器大多都可以通过现场设定进行灵活修改，如CONAC系列、NDL、NDQ系列等都可以通过修改菜单参数来实现，其中NDL和NDQ系列可以设定断信号时阀位走到任意设定位置。

三、根据阀门所需的扭力确定电动执行机构（电动执行器）的输出扭力 （可输入推力）

阀门启闭所需的扭力决定着电动执行机构（电动执行器）选择多大的输出扭力，一般由使用者提出或阀门厂家自行选配，做为电动执行机构（电动执行器）厂家只对执行器的输出扭力负责，阀门正常启闭所需的扭力由阀门口径大小、工作压力等因素决定，但因阀门厂家加工精度、装配工艺有所区别，所以不同厂家生产的同规格阀门所需扭力也有所区别，即使是同个阀门厂家生产的同规格阀门扭力也有所差别，当选型时电动执行机构（电动执行器）的扭力选择太小就会造成无法正常启闭阀门，因此电动执行器必需选择一个合理的扭力范围。 （《电动执行器的选型方法与技巧》一文有更详细的阐述）

四、确定电气参数

因不同电动执行机构（电动执行器）厂家的电气参数有所差别，所以设计选型时一般都需确定其电气参数，主要有电机功率、额定电流、二次控制回路电压等，往往在这方面的疏忽，结果控制系统与电动执行器参数不匹配造成工作时空开跳闸、保险丝熔断、热过载继电器保护起跳等故障现像。

五、根据使用场合选择外壳防护等级、防爆等级

1．外壳防护等级

外壳防护等级是指电动执行器的壳体防外物、防水等级，以字母IP后加两位数表示，**位由1～6表示防外物等级（见表一），第二位由１～８表示防水等级（见表二）。

表一、**位数字代表的防外物等级

表二、第二位数字代表的防水等级

2．防爆等级在可能出现爆炸性气体、蒸汽、液体、可燃性粉尘等而引起火灾或爆炸危险的场所时，必需对电动执行器提出防爆要求，根据不同的应用区域选择防爆形式和类别。防爆等级可通过防爆标志ＥＸ及防爆内容来表示（参考《爆炸性环境用防爆电气设备》GB3836－2000）。

防爆标志内容包括：防爆型式+设备类别+（气体组别）+温度组别

a)防爆型式：根据所采取的防爆措施，可分为本质安全型、隔爆型、增安型、正压型、浇封型、充砂型等。它们的标识如下表三。

表三、防爆形式及标志

b)设备类别：

表四、设备类别

II类隔爆型“Eｘd”和本质安全型“Eｘi”电气设备按其适用于爆炸性气体混合物的**试验安全间隙或最小点燃电流比，进一步分为又分为IIA、IIB、和IIC类,其它们之间的关系如下表五：

表五、气体组别

c)温度类别：

电气设备按其**表面温度分为T1～T6组，使得对应的T1～T6组的电气设备的**表面温度不能超过对应的温度组别的允许值。温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸汽的引燃温度之间的关系如下表六：

表六、温度组别

电动执行器（电动执行机构）厂家所出售的防爆型电动执行器必须取得防爆合格证。但有些用户在安装时不按规程操作将使防爆性能大打折扣，例如的电缆精细不按电动执行器（电动执行机构）要求的，如果电缆过细，将会使电缆入口处留下缝隙而达不到防爆性能。

电动执行器的选型方法与技巧

在选择电动执行机构（电动执行器）时主要就从以下几个方面进行：

一、电动执行机构（电动执行器）结构型式

根据被控对象运动方式分，电动执行器分为以下几种结构型式：角行程、直行程、部分回转型、多回转式。根据连接和安装方式分（一般是针对角行程电动执行机构（电动执行器），又分为基座式和直连式。

下面谈谈各种阀门及风门就选择什么样结构型式的电动执行机构（电动执行器），或者说各种结构形式的电动执行机构（电动执行器）适合于什么被控对象。

1、角行程电动执行机构（电动执行器）

角行程电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式是按角度旋转的，且一般旋转范围是0~90度，此类执行器一般适用于风门、蝶阀、球阀、V形阀等。

角行程电动执行机构（电动执行器）根据连接方式又分为直连式和基座式，直连式连接时电动执行器输出轴与阀门的阀杆直接相连。而基座式连接方式是在执行器输出轴和阀杆之间通过球铰＋连杆的方式进行连接的。

2、直行程电动执行机构（电动执行器）

直行程电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式是直线运动的，所以此类型执行器适合阀芯作直线运动的阀门（截止阀和闸阀例外，后面会讲到），这类阀门有单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀等。

3、多转式电动执行机构（电动执行器）

多转式电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式为旋转式，且全行程超过360度，适合于闸阀、截止阀等被控对象，多转式电动执行机构比较特殊，它可以再配一级减速器转换成角行程电动执行机构（电动执行器）或直行程电动执行机构（电动执行器），甚至仍旧是多转式，加一级减速后输出力（矩）增大，运动速度减慢。

二、电动执行机构（电动执行器）的输出力（矩）

电动执行机构（电动执行器）的最重要一个参数是输出力大小，对于直行程电动执行机构（电动执行器）来说单位为N或Kg，10N = 1Kg，称为推力，对于角程电动执行机构（电动执行器）来说单位为Nm或Kg.m，10Nm=1Kgm。选择输出力大小时要根据被控对象的**驱动力来确定，一般要求执行器要保留30%的余量才保险，由于阀门的驱动力计算非常复杂，下面给出一些常见阀门的经验数据：

常用阀门对应用执行器驱动力要求（已留出30%余量）

闸阀（口径25到1800mm，压力1到320Kg/cm2 即1到32MPa，力矩单位Kg.m）

截止阀（口径15到350mm，压力6到320Kg/cm2 ，力矩单位Kg.m）

球阀（口径50到1000mm，压力6到100Kg/cm2 ，力矩单位Kg.m）

蝶阀（口径50到2000mm，压力2.5到25Kg/cm2 ，力矩单位Kg.m）

三、电动执行机构（电动执行器）的行程

这一参数也是比较重要的参数，对于角行程电动执行机构（电动执行器）而言，行程固定为0~90度，对于直行程而言，行程单位为mm，需要根据调节阀阀芯行程来确定，直行程电动执行机构（电动执行器）常规行程有以下几档：10mm、16mm、25mm、40mm、60mm、100mm。对于多回转电动执行机构（电动执行器）而言，一般这种执行器都的回转圈都数可以满足需求。

四、电气接口

确定电动执行机构（电动执行器）的控制方式，需要电动执行机构（电动执行器）反馈什么样的信号。

控制方式：

1、模拟量控制：一般模拟量控制是4~20mA，还有0~10mA、1~5V等，后两者现在用得不多。一般调节型（一体化）电动执行器都可以用模拟量控制。

2、开关量控制：一般开关量控制信号是“开”“关”指令信号，也有可能还有“停”指令信号。开关量主要有以下几种：无源、24V DC、220V AC，一般如果配了伺服放大器，开关量要求是220V AC的。不果不是用伺服放大器控制执行器而选用220V AC开关型的电动执行机构（电动执行器）时，需要注意提供的这个220V开关量功率一定要大于执行器电机功率。

反馈信号：

1、模拟量反馈：模拟量反馈信号都是电动执行机构（电动执行器）输出的与当前阀位对应的阀位反馈信号，同样有4~20mA、0~10mA、1~5V几种，后两种现在已经很少用了，一般配有伺服放大器的都需要模拟量阀位反馈信号。如果DCS或显示仪表需要显示当前阀位，也必须要求电动执行器有模拟量阀位反馈信号

2、开关量反馈信号：根据工艺要求，可能需要电动执行器输出一个全关和全开的开关量信号，甚至还有其它意义的信号，如执行器故障报警信号。一般开关量都是无源，但也有有源的。

除了以上提到的几种重要参数外，还有些参数不那么重要，但根据工艺要求也可能非常重要，例如安装尺寸、重量、控制精度、全行程时间、防护等级等。