電動致動器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供的電動致動器，使備用電容器在常時存儲適量的電能的同時，無論何時發(fā)生停電都能可靠地執(zhí)行所期待的返回動作。以不增加負(fù)擔(dān)的合適的電流值進(jìn)行備用電容器的充電。定期地測定備用電容器（16）的最新的靜電容量值Cnew。根據(jù)每次測得的最新的靜電容量值Cnew，算出為將閥門（200）從此時的設(shè)定開度θsp到緊急開閉位置（例如全閉位置）執(zhí)行返回動作所必要的充電電壓（必要充電電壓）VCmin。在算出的必要充電電壓VCmin高于測出的端子間電壓VC時，根據(jù)閥門的實際開度θpv與設(shè)定開度θsp決定充電電流Ia的值，對備用電容器（16）進(jìn)行充電使端子間電壓VC達(dá)到必要充電電壓VCmin。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用電動機(jī)的驅(qū)動力來控制閥門的開閉的電動致動器。
技術(shù)介紹
以往用電動致動器來作為控制空調(diào)設(shè)備或機(jī)械設(shè)備等中使用的閥門的開閉的裝置。這種電動致動器中，利用電動機(jī)的驅(qū)動力來控制被安裝在冷水或熱水，或高溫的蒸氣流動的配管上的將球閥或蝶閥等用作閥芯的閥門的開閉。作為這種電動致動器，存在彈簧返回型的電動致動器。該彈簧返回型的電動致動器，在閥門的閥軸或使其轉(zhuǎn)動的輸出軸上具有彈簧，作為停電時的閥門的緊急開閉單元，在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動閥門的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)力預(yù)先上緊彈簧，當(dāng)停電時沒有電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)力時，用被上緊的彈簧的彈力強(qiáng)制進(jìn)行達(dá)到緊急開閉位置的開動作或閉動作。又，緊急開閉位置，有時定為全閉位置，有時也定為全開位置。然而，這種彈簧返回型的電動致動器中，具有非常迅速地執(zhí)行閥門停電時的開動作或閉動作的優(yōu)點(diǎn)，但存在如下的問題:(I)開閉時產(chǎn)生比較大的聲音，(2)通常運(yùn)轉(zhuǎn)時為上緊彈簧，有必要使用發(fā)生大力矩的電動機(jī)，消耗電力加大，(3)緊急開閉時，彈簧超越地即超過必要地進(jìn)行開動作或閉動作，對裝置造成大的危險等。因此，提出了取代彈簧，在電動致動器上裝載電氣雙層電容器作為備用電容器，通常時預(yù)先對備用電容器進(jìn)行充電，停電時用備用電容器上所存儲的電能驅(qū)動電動機(jī)，使閥門強(qiáng)制地進(jìn)行開動作或閉動作的電動致動器的方案(例如參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)I]日本 特開2007-218433號公報[專利文獻(xiàn)2]日本特開2008-89109號公報然而，擔(dān)心發(fā)生這樣的事態(tài)，即能蓄電于備用電容器中的電能，依存于備用電容器的靜電容量，該靜電容量因由于隨時間變化、施加電壓及溫度變化等而減少，即使監(jiān)視備用電容器的端子間電壓，并經(jīng)常保持預(yù)定的電壓值，在經(jīng)歷時間后發(fā)生停電時，蓄電能量也不足，不能執(zhí)行所期待的開動作或閉動作(返回動作)。另外，由于停電時的閥門開度不能確定，所以通常總是為使從全開到全閉或從全閉到全開地進(jìn)行動作，對備用電容器存儲必要的電能。與此相對，電動致動器不一定控制閥門為全閉(開度0%)或全開(開度100%)的位置，被控制為中間開度的情況較多。在控制閥門為中間開度中發(fā)生停電時，雖然只要使其從中間開度到全閉或全開地進(jìn)行動作就可，但備用電容器中存儲了使其從全開到全閉或從全閉到全開地動作所必要的電能。因此對備用電容器的電能造成過剩存儲(過剩充電)，妨礙了節(jié)能的同時，也縮短備用電容器的壽命。又，專利文獻(xiàn)2中，記述了對備用電容器充電僅為停電時的閥門的開動作或閉動作所要的電力。然而，根據(jù)其說明，算出僅是從閥門的現(xiàn)在的開度位置到緊急開閉位置的開動作或閉動作所必要的電力，即使對備用電容器充電該電力，也因備用電容器的靜電容量隨時間變化、施加電壓及溫度變化等而減少，未必對備用電容器存儲適量的電能，存在不能執(zhí)行所期待的開動作或閉動作(返回動作)的擔(dān)心。另外，作為備用電容器用的電氣雙層電容器，具有能夠用大電流的快速充電那樣的特色。然而，當(dāng)用大電流進(jìn)行充電時，因電氣雙層電容器的內(nèi)部電阻產(chǎn)生發(fā)熱，使靜電容量劣化。另外，充電電路的電流容量的高輸出化成為必要，提高了成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題本專利技術(shù)為解決這樣的課題而作，其目的在于提供對備用電容器在常時存儲適量的電能的同時，無論何時發(fā)生停電都能可靠地執(zhí)行所期待的返回動作的電動致動器。另外，在于提供能防止因備用電容器的內(nèi)部電阻發(fā)熱造成的靜電容量劣化的同時，可以不需要充電電路的電流容量的高輸出化，力求成本下降的電動致動器解決課題的手段為達(dá)到這樣的目的，本專利技術(shù)的電動致動器，具有電源部、接受來自該電源部的電力供給并驅(qū)動閥門的電動機(jī)、接受來自電源部的電力供給并被充電的備用電容器，在停電時由備用電容器中所存儲的電能強(qiáng)制地驅(qū)動電動機(jī)，并執(zhí)行返回動作使閥門到達(dá)規(guī)定的開度位置，其特征在于，具備:檢測閥門的實際開度的開度檢測單元；檢測備用電容器的端子間電壓的端子間電壓檢測單元；定期地測定備用電容器的最新的靜電容量值的靜電容量測定單元；在每次測定備用電容器的最新的靜電容量值后，根據(jù)該被測定到的最新的靜電容量值，算出為執(zhí)行返回動作將閥門從此時的開度設(shè)定值到所述規(guī)定的開度位置所必要的備用電容器的充電電壓，作為必要充電電壓的必要充電電壓算出單元；在每次必要充電電壓算出單元算出的必要充電電壓高于端子間電壓檢測單元測出的端子間電壓后，根據(jù)閥門的實際開度與開度設(shè)定值決定對備用電容器的充電電流的值，對備用電容器進(jìn)行充電使端子間電壓檢測單元所測出的端子間電壓達(dá)到必要充電電壓的充電單元。根據(jù)本專利技術(shù)，定期地測定備用電容器的最新的靜電容量值，在每次測定備用電容器的最新的靜電容量值后，根據(jù)該被測定到的最新的靜電容量值，算出為執(zhí)行返回動作將閥門從此時的開度設(shè)定值到規(guī)定的開度位置(緊急開閉位置)所必要的備用電容器的充電電壓，作為必要充電電壓。而且，比較算出的必要充電電壓與測出的備用電容器的端子間電壓，在算出的必要充電電壓高于測出的端子間電壓時，根據(jù)閥門的實際開度與開度設(shè)定值決定對備用電容器的充電電流的值，進(jìn)行對備用電容器的充電使端子間電壓達(dá)到算出的必要充電電壓。本專利技術(shù)中，在算出的必要充電電壓高于測出的端子間電壓時，根據(jù)閥門的實際開度值與設(shè)定開度值決定對備用電容器的充電電流的值。這時，例如是在算出的必要充電電壓高于測出的端子間電壓且閥門的開度設(shè)定值小于實際開度時，以對備用電容器的充電電流的值作為預(yù)定的最小充電電流值。另外，在算出的必要充電電壓高于測出的端子間電壓，而且閥門的開度設(shè)定值大于實際開度時，根據(jù)備用電容器的最新的靜電容量值、測出的端子間電壓、算出的必要充電電壓及預(yù)定的充電時間，來決定對備用電容器的充電電流的值。例如決定對備用電容器的充電電流的值為Ia=Cnew.(VCmin-VC) / AT。式中，Ia:充電電流的值，Cnew:最新的靜電容量值，VCmin:算出的必要充電電壓，VC:測出的端子間電壓，Λ T:充電時間。本專利技術(shù)中，備用電容器的最新的靜電容量值如下述那樣求出即可。以規(guī)定的放電電流值Ib使備用電容器中存儲的電能放電，監(jiān)視因放電而下降的備用電容器的端子間電壓，測定該端子間電壓達(dá)到規(guī)定的電壓值Vl時的從放電開始的時間Tl，與達(dá)到作為低于電壓值Vl的值確定的規(guī)定電壓值V2時的從放電開始的時間T2，由該測定的時間T1、T2，放電電流值Ib及電壓值V1、V2求出備用電容器的最新的靜電容量值Cnew。例如求出最新的靜電容量值 Cnew 為 Cnew=Ib.(T2-T1) / (V1-V2)。又，本專利技術(shù)中，備用電容器的必要充電電壓例如按下述那樣求出即可，設(shè)電動機(jī)的輸出為P，從閥門的全閉到全開的全驅(qū)動時間為Ta，閥門的開度設(shè)定值為Θ SP，從閥門的全閉到全開的全旋轉(zhuǎn)角度為Θ a,備用電容器的最新的靜電容量值為Cnew，求出備用電容器白勺必要的充電電壓 VCmin,為 VCmin=[2P.Ta.Qsp/ (Cnew.Θ a) ] 1/20專利技術(shù)的效果根據(jù)本專利技術(shù)，由于定期地測定備用電容器的最新的靜電容量值，在每次測定備用電容器的最新的靜電容量值后，根據(jù)該被測定到的最新的靜電容量值，算出為執(zhí)行返回動作將閥門從此時的開度設(shè)定值到規(guī)定的開度位置所必要的備用電容器的充電電壓，作為必要充電電壓，在算出的必要充電電壓高于測出的備用電容器的端子間電壓時，根據(jù)閥門本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電動致動器，具有電源部、接受來自該電源部的電力供給并驅(qū)動閥門的電動機(jī)、接受來自所述電源部的電力供給并被充電的備用電容器，在停電時由所述備用電容器中所存儲的電能強(qiáng)制地驅(qū)動所述電動機(jī)，并執(zhí)行返回動作使所述閥門到達(dá)規(guī)定的開度位置，其特征在于，具備：檢測所述閥門的實際開度的開度檢測單元；檢測所述備用電容器的端子間電壓的端子間電壓檢測單元；定期地測定所述備用電容器的最新的靜電容量值的靜電容量測定單元；必要充電電壓算出單元，所述必要充電電壓算出單元在每次測定所述備用電容器的最新的靜電容量值后，根據(jù)該被測定到的最新的靜電容量值，算出為執(zhí)行使所述閥門從此時的開度設(shè)定值到所述規(guī)定的開度位置的返回動作所必要的所述備用電容器的充電電壓，作為必要充電電壓；和充電單元，所述充電單元在所述必要充電電壓算出單元所算出的必要充電電壓高于所述端子間電壓檢測單元所測出的端子間電壓時，根據(jù)所述閥門的實際開度和開度設(shè)定值決定對所述備用電容器的充電電流的值，對所述備用電容器進(jìn)行充電直到所述端子間電壓檢測單元所測出的端子間電壓達(dá)到所述必要充電電壓。

【技術(shù)特征摘要】
2011.11.04 JP 2011-2426431.一種電動致動器，具有電源部、接受來自該電源部的電力供給并驅(qū)動閥門的電動機(jī)、接受來自所述電源部的電力供給并被充電的備用電容器，在停電時由所述備用電容器中所存儲的電能強(qiáng)制地驅(qū)動所述電動機(jī)，并執(zhí)行返回動作使所述閥門到達(dá)規(guī)定的開度位置，其特征在于，具備: 檢測所述閥門的實際開度的開度檢測單元； 檢測所述備用電容器的端子間電壓的端子間電壓檢測單元； 定期地測定所述備用電容器的最新的靜電容量值的靜電容量測定單元； 必要充電電壓算出單元，所述必要充電電壓算出單元在每次測定所述備用電容器的最新的靜電容量值后，根據(jù)該被測定到的最新的靜電容量值，算出為執(zhí)行使所述閥門從此時的開度設(shè)定值到所述規(guī)定的開度位置的返回動作所必要的所述備用電容器的充電電壓，作為必要充電電壓；和 充電單元，所述充電單元在所述必要充電電壓算出單元所算出的必要充電電壓高于所述端子間電壓檢測單元所測出的端子間電壓時，根據(jù)所述閥門的實際開度和開度設(shè)定值決定對所述備用電容器的充電電流的值，對所述備用電容器進(jìn)行充電直到所述端子間電壓檢測單元所測出的端子間電壓達(dá)到所述必要充電電壓。2.按權(quán)利要求1所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：成田浩昭，
申請(專利權(quán))人：阿自倍爾株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：