電気および空気圧アクチュエータパイプラインバルブ用：2種類のアクチュエータはかなり異なるようで、設置場所の電源に応じて選択する必要があります。しかし実際には、この見方は偏っています。主な明らかな違いに加えて、あまり目立たない独自の機能もいくつかあります。

電気アクチュエータと空気圧アクチュエータは、オートメーション システムで最も一般的に使用される 2 つの駆動機構です。通常、アクチュエータの選定は基本設計段階で決定され、設置後ライフサイクルが終わるまで使用されます。

アクチュエータの電力タイプを選択するとき、人々は多くの場合、パイプライン内のプロセス媒体のパラメータを考慮せず、設計者の内部参考資料、電力供給状況、またはサイトが大容量の電力を供給できるかどうかだけに注意を払います。プレハブガスの量。

しかし、動作中に、一部のバルブにアクチュエータを装備する必要があることが判明したり、一部のバルブ内のプロセス媒体のパラメータが変化したりすることがよくあります。ここで、元のアクチュエータを維持するべきか、それともパフォーマンスを向上させるために別のアクチュエータと交換すべきかという疑問が生じます。

より長い耐用年数

この記事では、電動アクチュエータと空気圧アクチュエータの主な性能特性を紹介し、比較します。

通常の状況では、メーカーは電動アクチュエータの場合は 10,000 動作サイクル、空気圧アクチュエータの場合は 100,000 動作サイクルを保証します。当然、動作サイクル数で言えば空気圧アクチュエータの方が構造がシンプルなので長寿命です。さらに、空気圧アクチュエータの摩擦接触面はエラストマーまたはポリマーでできており、摩耗した O リングやプラスチックのガイド要素は簡単に交換できます。

電動アクチュエータとしては、通常、モータから出力軸までの間に減速ギアボックスが存在します。たくさんの歯車が噛み合っており、使用中に摩耗してしまいます。空気圧アクチュエータのライフサイクル全体にわたって潤滑グリースを交換する必要がないことも注目に値します。

トルク

パイプラインバルブアクチュエータの最も重要な性能パラメータの 1 つはトルクです。電動アクチュエータのトルクは、設計 (定数成分) とステータに印加される電圧によって異なります。空気圧アクチュエータのトルクは、設計 (定数成分) と空気圧アクチュエータに供給される空気供給の圧力によって異なります。

一般に、アクチュエータのトルクは、バルブの最大トルクよりも大きいか、遮断要素を動かすのに必要なトルクよりも大きい必要があります。実際の使用においては、バルブの実際のトルクは、メーカーの商標で示されている最大トルクより大きくなる場合があり、また、アクチュエータの最大トルクよりも大きくなる場合があります。これは間違いなく緊急事態です。

アクチュエータを運転し続けるとアクチュエータやバルブが破損する恐れがあります。バルブのトルクが増加すると、モーターはプルアウト値（プルアウト値）に達するまで徐々にトルクを増加させます。これは、機械構造が設計範囲を超えた過大なトルクを出力し、耐えることを意味します。

オーバートルク保護

上記の状況下での機器の損傷を防ぐために、電動アクチュエータにはいくつかの特別な装置が装備されている場合があります。最も一般的なのはトルク スイッチで、機械式にすることができます (一般的な動作原理は、ウォーム ギアが過トルク状態で軸方向に直線的に動くことです)。電子的なものにすることもできます (一般的な原理は、固定子電流またはホール効果を測定することです)。トルクが設計最大値を超えた場合、トルクスイッチによりステータの電圧を遮断し、アクチュエータのモータを停止させることができます。空気圧アクチュエータでは過トルク保護は必要ありません。バルブにかかるトルクが規定値を超えると、圧縮空気の物性により空気圧アクチュエータの駆動が停止します。電動アクチュエータとは異なり、空気圧アクチュエータの出力トルクは設計限界を超えることはありません。配管用バルブに空気圧アクチュエータを搭載していれば、規定値を超えるトルクによる機器故障のリスクはなくなると考えられます。

防爆設計

使用環境に危険物がある場合、電気機器は爆発を引き起こす可能性があります。危険環境における保護レベルと保護方法については、紙面の都合上、この記事には記載しておりません。

それでもなお、防爆機器は危険物質のある環境で使用しなければならないことを強調する必要があります。

従来の工業標準電動アクチュエータと比較して、パイプラインバルブ用の防爆電動アクチュエータは高価であり、設計が複雑です。空気圧アクチュエータが危険な環境で使用された場合でも、爆発の潜在的な危険はありません。空気圧アクチュエータの場合、危険環境向けの特別な設計は、ポジショナ、ソレノイド バルブ、およびリミット スイッチにも限定されます (図 1-3)。同様に、防爆付属品を備えた空気圧アクチュエータを使用してパイプラインバルブを操作する場合、コストは、同じ機能を備えた防爆電動アクチュエータよりも大幅に低くなります。

位置決め

空気圧アクチュエータには、最も重大な欠点の 1 つがあります。アクチュエータがストロークの途中に達すると位置決めが複雑になり、コントロールバルブのスプールの位置決めが難しくなります。

空気の物理的特性により、空気圧アクチュエータの位置決め精度は電動アクチュエータに比べて数倍低くなります。電動アクチュエータにステッピングモータを採用すると、ポジショナを搭載した空気圧アクチュエータに比べて位置決め精度が数桁高くなります。後者は、高い位置決め精度や制御精度を必要としないシステムにのみ使用できます。パイプラインバルブで使用される空気圧アクチュエータは、構造設計に独自の特徴を持っています。制御システムのすべてのコンポーネントは、アクチュエータの外面、つまり主要構造の外側に取り付けられます。動作モードをオフから制御に切り替える必要がある場合は、ソレノイドバルブをポジショナに交換する必要があります。これら 2 つのコンポーネントは空気圧アクチュエータの外側に取り付けられ、合わせ面の設計が同じであるため、ディストリビュータを取り外してポジショナを取り付ける方が便利です。つまり、対応するアクセサリを交換することで、同じ空気圧アクチュエータをシャットダウンと制御の両方に使用できます (図 1-2)。