Линейный электропривод для регулирующего клапана — это устройство, предназначенное для управления седельным клапаном по сигналу контроллера. Понятие линейный электрический привод означает, что управление регулирующим клапаном происходит за счёт поступательного (линейного) перемещения штока. Управляют работой электрических приводов с помощью электронных регуляторов (контроллеров). Контроллеры формируют аналоговый или трёхточечный управляющий сигнал. Положение штока привода при аналоговом управлении зависит от номинала напряжения в диапазоне от 0 до 10В, а при трёхточечном управлении величина управляющего сигнала постоянна, но поступает он по различным каналам.
  Линейные электроприводы применяются для управления двух и трёхходовыми регулирующими клапанами с поступательным перемещением штока. Регулирующие клапаны с электроприводами устанавливают в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий, а также в системах автоматизации технологических процессов.

Достоинства:
 - Невысокая цена
 - Простая конструкция
 - Простое управление
 - Высокая надёжность
 - Точное управление положением штока
 - Возможны высокие усилия закрытия
 - Возможна различная скорость перемещения штока

Недостатки:
 - Необходимы дорогостоящие электронные регуляторы формирующие управляющий сигнал

Устройство и конструкция электропривода

   Основные элементы конструкции электропривода это редукторный механизм и электромотор, но в зависимости от специфики применения электрические приводы для регулирующих клапанов могут комплектоваться дополнительными устройствами:
 - Концевые выключатели необходимым для отключения привода при достижении клапаном крайних положений.
 - Устройство силового ограничения усилия для предотвращения поломки арматуры или перегрузки электрического привода.
 - Ручной дублёр позволяет вручную открыть или закрыть регулирующий клапан при отсутствии питания или выходе из строя электропривода.
 - Указатель положения затвора клапана позволяет визуально контролировать работу регулирующего клапана с электрическим приводом.

   Защитная функция электрических приводов определяет поведение штока при обесточивании и необходима для защиты оборудования и систем, а не самого электропривода. Ярким примером необходимости защитной функции электрического привода, является водяной калорифер приточной установки подогрева воздуха, расход теплоносителя через который определяется клапаном с электроприводом. В случае аварийного отключения питания - защитная функция электрического привода должна открыть клапан и пропустить через калорифер максимальный расход теплоносителя. В случае отсутствия защитной функции в электрическом приводе, отключение питания может произойти в момент, когда поток теплоносителя полностью перекрыт, а приток холодного воздуха не прекратился, что станет причиной разморозки калорифера.

   Варианты реализации защитной функции электрических приводов:
 - Шток при обесточивании останавливается.
 - Шток при обесточивании поднимается вверх. Поднятие осуществляется, как правило, за счёт возвратной пружины.
 - Шток при обесточивании опускается вниз. Опуск осуществляется, как правило, за счёт возвратной пружины.
Следует обратить внимание на то, что в зависимости от исполнения клапана опущенный вниз шток электрического привода может отрывать проходное сечение клапана или закрывать его.

Управление электроприводом регулирующего клапана

   Управление электроприводом регулирующего клапана осуществляется с помощью аналогового или трёхточечного сигнала контроллера. Типы управляющих сигналов привода и контролера должны совпадать.
   Аналоговый и трёхточечный сигналы одинаково хорошо управляют процессами, поэтому рекомендаций по использованию какого либо типа управляющего сигнала в определённых схемах нет.

   Аналоговое управление (пропорциональное) — шток перемещается на величину пропорциональную величине управляющего сигнала (напряжения или тока). При аналоговом управлении (прямом) положение штока электрического привода зависит от величины подаваемого напряжения в диапазоне от 0 до 10В (2-10В). Например, если контроллер определил, что регулирующий клапан управляемый электроприводом должен быть открыт на половину, то он посылает аналоговый управляющий сигнал номиналом в 5 Вольт, если клапан следует полностью открыть, то должен быть сформирован управляющий сигнал - 10В.

   Трёхточечное управление (импульсное управление) — шток перемещается на величину пропорциональную длительности питающего сигнала. При трёхточечном управлении положение штока не зависит от напряжения и на электропривод поступает сигнал открытия или закрытия. В случае трёхточечного управления величина управляющего сигнала постоянная, но поступает он по разным каналам.

Некоторые схемы подключения электропривода:

Подбор электропривода для регулирующего клапана

Рекомендации по подбору электрических приводов:
 - Электропривод подбирается под ранее выбранный регулирующий клапан.
 - Ход штока линейного привода должен быть большим или равен ходу штока клапана.
 - Электроприводы рекомендуется выбирать из списка совместимых устройств, указанных в характеристиках контроллера.
 - Электрические приводы рекомендуется выбирать из списка совместимых устройств, указанных в характеристиках клапана.
 - Чем больше дросселируемое давление на клапане, тем с большим усилием закрытия должен быть подобран электропривод.
 - Для исключения перегрузок большинство электроприводов оборудуются концевыми выключателями, прекращающими подачу питания на обмотки электрического привода при достижении штоком клапана концевых положений.
 - Питающее напряжение электрического привода и управляющего контроллера должно совпадать, то есть, к контроллеру питающегося от сети напряжением 24V, можно присоединять только электропривод с питанием в 24V.
 - При подборе следует учитывать быстродействие электрического привода. Так, например, для регулирования теплопотребления в системах отопления подойдут медленные, а для регулирования теплопотреблением приточных установок вентиляционных систем необходимы быстродействующие электрические приводы. При этом следует помнить, что медленные электроприводы, как правило дешевле, чем быстродействующие.

Технические характеристики электроприводов

Усилие закрытия электропривода измеряется в Ньютонах (Н). От величины усилия зависит, какой клапан и при каком перепаде давлений электропривод сможет закрыть. Необходимое усилие для закрытия указывается в характеристиках регулирующего клапана.

Управляющий сигнал электропривода может быть аналоговым или трёхточечным. Управляющий сигнал электрического привода должен соответствовать управляющему сигналу контроллера. Подробное описание управляющих сигналов электрических приводов приведено в разделе – Управление электроприводом.

Ход штока электропривода, измеряется в миллиметрах и соответствует расстоянию между максимальным нижним и максимальным верхним положением штока. Ход штока электрического привода должен быть больше либо равен ходу штока регулирующего клапана.

Быстродействие электропривода, измеряется в сек/мм и соответствует времени в секундах необходимому для перемещения штока на 1 миллиметр.

Максимальная температура рабочей среды, при которой допускается применять электрический привод. Сам электропривод с теплоносителем не контактирует, но тепло от теплоносителя передаётся по штоку клапана к штоку электрического привода. В случае если рабочая температура больше максимальной температуры, следует применять охладители штока.

Напряжение питания электрического привода должно соответствовать напряжению питания контроллера.

Требования норм, касающиеся электроприводов

   Ниже собраны требования норм и правил касающиеся подбора, монтажа и эксплуатации электроприводов. Приведенный перечень нормативных требований не является исчерпывающим, и со временем будет расширяться. Выдержки взяты из нормативных документов регулирующих порядок проектирования, монтажа и эксплуатации инженерных систем жилых, общественных и административно бытовых зданий. В разделе не приведены требования норм и правил которые относятся к Электроприводам применяемым в промышленности и технологических установках.

ДБН В.2.2-15 Жилые здания

Пункт 5 — ДБН В.2.2-15 Жилые здания Инженерное оборудование зданий

ДБН В.2.5-39 Тепловые сети

Пункт 12.14 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Шаровую арматуру Dу>=125мм следует использовать с редуктором. Запорную арматуру Dу>=500мм следует использовать с электроприводом. Арматуру, для открытия и закрытия которой необходимо усилие более 250Н, следует использовать с электрическими приводами.

При дистанционном управлении запорной арматурой, арматуру на байпасах следует использовать также с электроприводом.

Пункт 12.15 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Запорную арматуру с электроприводом при подземной прокладке следует располагать в камерах с надземными павильонами или в подземных камерах с естественной вентиляцией, которая обеспечивает параметры воздуха соответствующие техническим условиям на электроприводы к арматуре.

При надземной прокладке тепловых сетей на низких опорах для запорной арматуры с электроприводом следует устанавливать металлические кожухи, которые исключают доступ посторонних особ и защищают запорную арматуру и электропривод от атмосферных осадков, а на транзитных магистралях, как правило, - павильоны.

При прокладке на эстакадах или высоких отдельно расположенных опорах следует устраивать навесы для защиты арматуры от атмосферных осадков.

Пункт 17.1 — Глава 17 Электроснабжение и система управления

Электроснабжение тепловых сетей следует выполнять в соответствии с Правилами устройства электроустановок и НПАОП 0.00-1.32-01.

Электроприёмники тепловых сетей по надёжности электроснабжения следует предусматривать:

 I категории - подкачивающие насосы тепловых сетей диаметром труб более 500мм и дренажные насосы дюкеров, диспетчерские пункты;
 II категории - запорная и регулирующая арматура при телеуправлении, подкачивающие, смесительные и циркуляционные насосы тепловых сетей диаметром труб менее 500мм и систем отопления и вентиляции в тепловых пунктах, насосы для опорожнения и опустошения баков-аккумуляторов для подпитки тепловой сети в открытых системах теплоснабжения, подпиточные насосы в узлах рассечки;
 III категории - остальные электроприёмники.

СНиП II-35 Котельные установки

Пункт 14.2 — Глава 14 Электроснабжение и электротехнические устройства

Электроприемники котельных по надежности электроснабжения относятся к первой или второй категориям, определяемым в соответствии с ПУЭ и п. 1.12 настоящих норм и правил.

В котельных второй категории с водогрейными котлами единичной производительностью более 10 Гкал/ч электродвигатели сетевых и подпиточных насосов относятся по условиям электроснабжения к первой категории.

ГОСТ 4.114-84 Номенклатура основных показателей. Арматура трубопроводная промышленная
ГОСТ Р 50369-92 Электроприводы. Термины и определения

Благодарность за предоставленные материалы:
http://www.ktto.com.ua