Elektrischer Stellantrieb: Typen, Verwendungen und Vorteile für die industrielle Steuerung

Ein elektrischer Stellantrieb steuert die Bewegung eines Ventils oder einer Maschine mithilfe elektrischer Energie. Er kann ein Ventil öffnen oder schließen, seine Position ändern oder den Durchfluss regulieren. Damit leistet er einen wichtigen Beitrag zur industriellen Automatisierung.

Heutzutage werden elektrische Stellantriebe in Wasseraufbereitungsanlagen, Kraftwerken, HLK-Systemen, chemischen Prozessen und vielen anderen Branchen eingesetzt. Sie lassen sich zudem mit Steuerungssystemen verbinden, was den Fernbetrieb vereinfacht und manuellen Aufwand reduziert.

In diesem Leitfaden erklären wir die Funktionsweise elektrischer Stellantriebe, vergleichen gängige Typen und zeigen, wie OMKEE Lösungen für die industrielle Ventilsteuerung anbietet.

Was ist ein elektrischer Stellantrieb?

Ein elektrischer Stellantrieb ist ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandelt. Er besteht üblicherweise aus einem Antriebsmotor, einem Getriebesystem und einer Steuereinheit. Gemeinsam bewegen diese Teile ein Ventil oder eine andere Ausrüstung.

Es gibt zwei gängige Bewegungsarten: drehend und linear.

Ein drehender Stellantrieb dreht eine Welle um einen bestimmten Winkel. Beispielsweise kann ein viertelstündiger elektrischer Stellantrieb ein Kugelventil um etwa 90 Grad drehen. Dadurch eignet er sich für viele automatisierte Ventilsysteme.

Im Gegensatz dazu erzeugt ein Linearantrieb Bewegung entlang einer geraden Linie. Er wird häufig verwendet, um eine Last zu drücken, zu ziehen, zu heben oder zu positionieren.

Daher hängt die Wahl des richtigen Stellantriebs von der Bewegung, der Kraft und den Steuerungsanforderungen Ihrer Ausrüstung ab.

Was sind Linearantriebe?

Was sind Linearantriebe und wie funktionieren sie?

Linearantriebe bewegen ein Objekt in einer geraden Linie, anstatt es zu drehen. Ein elektrischer Linearantrieb verwendet oft einen Motor und ein Schraubgetriebe, um Drehbewegung in lineare Bewegung umzuwandeln.

Wenn der Motor läuft, bewegt die Schraube eine Stange oder einen Schlitten vorwärts oder rückwärts. Diese Bewegung kann dann eine Klappe öffnen, ein Maschinenteil einstellen, eine Plattform heben oder industrielle Ausrüstung positionieren.

Häufige Anwendungen umfassen:

• Fabrikautomatisierung und Produktionsausrüstung

• Verstellbare Arbeitstische und Hebesysteme

• Maschinenpositionierung und Materialhandhabung

• Klappen und andere lineare Steuervorrichtungen

Linearantriebe sind jedoch nicht dasselbe wie Vierteldrehungs-Ventilantriebe. Kugelventile und Schmetterlingsventile benötigen normalerweise eine drehende Bewegung. Daher ist ein drehender elektrischer Stellantrieb oft die bessere Wahl für diese Ventile.

Warum elektrische Linearantriebe verwenden?

Es gibt mehrere Gründe, einen elektrischen Linearantrieb für eine geeignete Anwendung zu wählen.

Erstens bietet er präzise Bewegung. Mit dem richtigen Steuerungssystem kann der Antrieb zu einer festgelegten Position bewegt werden, anstatt auf manuelle Einstellung angewiesen zu sein.

Zweitens lässt er sich leicht in automatisierte Geräte integrieren. Viele Modelle können mit elektrischen Steuerungen, Sensoren und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) arbeiten.

Drittens benötigt ein elektrischer Linearantrieb keine Druckluftversorgung. Dies kann die Installation vereinfachen, wenn bereits Strom verfügbar ist.

Schließlich kann er einen wiederholbaren Betrieb unterstützen. Dies ist nützlich, wenn eine Maschine die gleiche Bewegung mehrmals täglich ausführen muss.

Dennoch ist die Auswahl wichtig. Überprüfen Sie die erforderliche Kraft, Hublänge, Betriebsgeschwindigkeit, Einschaltdauer und Arbeitsumgebung, bevor Sie ein Modell auswählen.

Elektrisch betriebene Kugelventile: Wie funktionieren sie?

Elektrisch betriebene Kugelventile kombinieren ein Kugelventil mit einem elektrischen Stellantrieb. Im Inneren des Ventils steuert eine Kugel mit einer Öffnung den Durchfluss von Flüssigkeit oder Gas. Der Stellantrieb dreht die Kugel, um den Durchflussweg zu öffnen oder zu schließen.

Wenn das Steuerungssystem ein Signal sendet, treibt der Antriebsmotor die Zahnräder und die Ventilspindel an. Die Kugel bewegt sich dann in die erforderliche Position.

Diese Ventile sind nützlich in Wasseraufbereitungsanlagen, HLK-Systemen, industriellen Rohrleitungen und automatisierten Prozesssystemen. Sie können auch den Fernbetrieb unterstützen und Bedienern helfen, Ventile von einem Steuerungsraum aus zu verwalten.

Beispielsweise bietet OMKEE elektrische Stellantriebe und Lösungen für elektrische Kugelventile für die industrielle Durchflusssteuerung an. Das Produktangebot umfasst kompakte Stellantriebe, modulierende Modelle und Optionen für anspruchsvolle Umgebungen.

Bei der Auswahl von elektrisch betriebenen Kugelventilen sollten Sie das Ventilmaterial, den Verbindungstyp, den Arbeitsdruck, das Medium, das erforderliche Drehmoment, die Stromversorgung und die Steuerungsart berücksichtigen. Ventil und Stellantrieb müssen aufeinander abgestimmt sein, um sicher und zuverlässig zu arbeiten.

Wie wählt man den richtigen Antriebsmotor aus?

Der Antriebsmotor ist ein wichtiger Teil eines elektrischen Stellantriebs. Er liefert die Leistung, die zum Bewegen des Ventils oder der Last erforderlich ist. Ein Motor mit höherer Nennleistung ist jedoch nicht immer die beste Wahl.

Berücksichtigen Sie stattdessen diese Punkte:

• Abtriebsmoment oder -kraft: Stellen Sie sicher, dass der Stellantrieb das Ventil oder die Last unter realen Betriebsbedingungen bewältigen kann.

• Stromversorgung: Überprüfen Sie, ob die Baustelle Gleich- oder Wechselstrom benötigt, und bestätigen Sie die verfügbare Spannung.

• Steuerungsart: Entscheiden Sie, ob Sie eine einfache Auf-Zu-Steuerung oder eine kontinuierliche Positionsanpassung benötigen.

• Rückmeldung: Einige Systeme benötigen Auf- und Zu-Signale, während andere kontinuierliche Positionsdaten erfordern.

• Umweltschutz: Überprüfen Sie die erforderliche Schutzart, den Temperaturbereich und alle Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche.

• Betriebsfrequenz: Wählen Sie ein Modell, das darauf abgestimmt ist, wie oft der Stellantrieb starten, stoppen oder seine Position anpassen muss.

Für Ventilanwendungen ist die korrekte Dimensionierung des Drehmoments besonders wichtig. Ein zu klein dimensionierter Stellantrieb kann Schwierigkeiten haben, das Ventil zu bewegen, während eine falsch abgestimmte Steuerungsart zu instabilem Betrieb oder unnötigem Verschleiß führen kann.

OMKEE Lösungen für elektrische Stellantriebe für industrielle Anwendungen

Wuhan OMEC Technology Co., Ltd. betreibt die Marke OMKEE und spezialisiert sich auf elektrische Ventilantriebe und industrielle Automatisierungssysteme. Das Produktangebot umfasst Standard-Elektrostellantriebe, intelligente modulierende Modelle und explosionsgeschützte Optionen.

Beispielsweise bietet der OMK-05D Elektrostellantrieb ein Nenndrehmoment von 50 Nm und eine duale Positionsrückmeldung. Er kann einen kontinuierlichen Widerstandsrückmeldung sowie Signale für die vollständig geöffnete und vollständig geschlossene Position liefern. Dies kann Steuerungssystemen helfen, den Ventilstatus zu überwachen.

Für größere Ventile bietet der OMK-250E intelligente modulierende Elektrostellantrieb ein Abtriebsdrehmoment von 2.500 Nm. Er ist für Anwendungen konzipiert, die ein hohes Drehmoment und eine kontrollierte Ventilpositionierung erfordern.

Diese Beispiele zeigen, warum es wichtig ist, den Stellantrieb an die tatsächlichen Ventil- und Prozessanforderungen anzupassen, anstatt nur nach der Größe auszuwählen.

Anwendungsbeispiel: Kühlsysteme für Ventilhallen

OMKEE hat einen Fall über elektrische Stellantriebe für Kühlsysteme in Ventilhallen von Stromübertragungsanlagen veröffentlicht. Diese Systeme verwenden Kühlwasser, um die Temperatur wichtiger elektrischer Geräte zu steuern.

Bei dieser Art von Anwendung ist ein zuverlässiger Ventilbetrieb unerlässlich. Eine schlechte Steuerung oder ein Ausfall des Stellantriebs kann die Kühlleistung beeinträchtigen. Wasserschlag kann auch plötzliche Belastungen auf Ventile und ihre Antriebssysteme ausüben.

OMKEEs veröffentlichte Lösung beschreibt automatisierte Ventilgeräte, die für anspruchsvolle Bedingungen ausgelegt sind, mit Berücksichtigung von Drehmomentkapazität, Umweltschutz und genauer Steuerung. Das Produktportfolio umfasst IP68-zertifizierte Stellantriebe und modulierende Modelle für geeignete Anwendungen.

Dieser Fall unterstreicht eine wichtige Erkenntnis: Die Auswahl des Stellantriebs sollte das gesamte System berücksichtigen, einschließlich Ventildrehmoment, Wasserdruckänderungen, Temperatur, Steuersignale und Wartungsanforderungen.

Abschließende Gedanken

Ein elektrischer Stellantrieb kann die Ventilsteuerung verbessern, die Automatisierung unterstützen und den Bedarf an manuellem Betrieb reduzieren. Drehantriebe und elektrische Linearantriebe dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken, daher ist es wichtig, die richtige Bewegungsart zu wählen.

Für automatisierte Rohrleitungen können elektrisch betriebene Kugelventile eine bequeme Fernsteuerung des Durchflusses ermöglichen. Linearantriebe eignen sich hingegen für Geräte, die eine Bewegung in gerader Linie benötigen.

OMKEE bietet eine Reihe von elektrischen Stellantrieben und Lösungen für die Ventilautomatisierung für industrielle Anwendungen an. Durch die Überprüfung Ihrer Betriebsbedingungen und Steuerungsanforderungen können Sie ein System auswählen, das die Anforderungen Ihres Projekts erfüllt.

Um verfügbare Modelle zu erkunden, besuchen Sie die OMKEE Electric Actuator-Reihe oder wenden Sie sich für Anwendungsberatung an das OMKEE-Team.