专利名称：：电动阀门驱动器及控制系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及电动阀门领域，尤其涉及一种电动阀门的驱动装置及其驱动电气控制系统。技术背景电动式阀门驱动系统是针对船舶阀门进行远程控制和本地应急控制的系统。主要是对蝶阀，球阀及其他0-90°旋转开闭的阀门进行电动控制的系统。系统可以根据用户的需要对阀门的旋转方向、转速、扭矩、定位等进行随意的控制，实现对船上阀门进行远程自动控制。我们都知道，由于船舶制造需要，有些阀门安装在工作人员不容易到达或不便频繁进入的位置，系统既提供了这个安装便利，也解决了人员来回跑动，频繁手动操作阀门的疲累，提高人员工作效率和船舶操控系统的自动化程度及可靠性。目前市场上的阀门驱动器控制系统主要有2种控制形式，分别为液压和气动。液压形式一般有2种，一种是集中的液压泵站控制，我们称之为液压式驱动，一般放在控制室内，管束多，双向到每个阀门驱动的进回油管，应急的开闭可通过专用工具扳阀柄，也可用手提液压泵；第二种是每个液压阀上有独立的液压头，电机、泵及油箱集中在一起，我们称之为电液式驱动，只需电缆连接，安装方式相比前者较方便，就是价格比较贵，应急的开闭只有用手提液压泵。气动形式价格便宜，有集中电磁阀组控制和阀头带电磁阀控制两种，应急的开闭可通过专用工具，也可用手提气泵，缺点是管束多，需接电缆到电磁阀，响应时间长，控制不太稳定，目前船舶上的应用已经比较少，更多的是在其他工业领域上使用。
实用新型内容本实用新型针对以上阀门驱动器的不足，提出一种智能电动式阀门驱动器。本实用新型是采用如下技术方案实现本实用新型的电动阀门驱动器，至少包括外壳和设置于其中的电气控制系统、驱动电才几、减速才几构及编码器，电气控制系统，电性连接于所述的驱动电机，其输入端连接用以接收驱动指令信号线，输出端连接用以发送驱动电机动作控制信号线；驱动电机，电性连接于所述电气控制系统的驱动控制信号线输出端；电机轴机械连接于减速结构；减速结构，一端机械连接于所述驱动电机的电机轴，另一端机械连接于阀门驱动器输出轴；编码器，设置于所述减速结构下的阀门驱动器输出轴。进一步的，电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮，所述的紧急操作手轮机械连接于所述驱动电机的电机轴。用于所述电动阀门驱动器的电气控制系统，包括电源模块和控制模块，所述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是DSP控制模块。进一步的，所述的开关电源部分包括整流桥堆、变压器、滤波电容、智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器，所述整流桥堆连接于电源输入端，并连接滤波电容后与变压器连接，另一路连接所述智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器。进一步的，所述的驱动电源部分是经由电源管理芯片，一端连接于一半导体开关后至变压器线圈一端，另一端连接于一半导体开关后至变压器线圏另一端；所述的管理芯片包括一驱动器并经由一电平转换器后至另一驱动器，该驱动器还连接于PWM组件，驱动器的输出端连接于所述电源管理芯片输出端。进一步的，所述的控制模块是DSP控制器，其上连接设置有电压/电流调整电路、驱动电路、速度/位置传感模块和通讯模块。更进一步的，所述的通讯才莫块是CAN0pen总线通讯才莫块或M0Dbus总线通讯模块或数字通信模块或模拟控制通信模块。本实用新型采用如上技术方案，相比传统的阀门控制系统具有如下优势:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>紧急操作自身带有手动操作轮需额外的手动加压装置需额外的手动加压装置外壳阳极氧化铝合金，轻铸铁，重铸铁，重单个功耗低，最大只有100W远大于100W外壳防护水下5米工作1小时维护性免维护定期维护，更换液压油定期维护，更换液压油另一方面，本实用新型的阀门驱动器及其控制系统技术先进，外形小，形状紧凑，可以在低转速下提供高扭矩，并根据用户需要开启和关闭阀门。且采用无刷电机，不产生火花，防护等级高，为IP68,具有防爆功能；且免维护，安装简便，只需220VAC电源和控制电缆；且具有优良的操作可靠性，一个带有可调末端点的绝对值编码器替代了传统的机械式末端开关；并可以在几乎所有的操作环境下保持干燥，自身的电机线圈也充当加热单元；本驱动器使用的控制系统采用集成的电5g41，占用空间小。多种控制系统适用于不同的工作要求，可以采用CAN0pen、M0Dbus总线形式控制，技术比较先进。图l是本实用新型的工作原理框图；图2是本实用新型的结构剖面图；图3是本实用新型的结构爆炸图；图4是本实用新型的开关电源部分的电路原理图；图5是本实用新型的驱动电源部分的电路原理图；图6是本实用新型的控制模块的电路原理图。具体实施方式现结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进一步说明。参阅图1所示，本实用新型的工作原理是当外部控制信号对驱动器控制系统l进行通信后，控制系统l内部运算后，控制电流进入驱动电机5，驱动电机5开始工作，驱动电机5驱动减速机构4，减速机构4转动后通过输出轴3把扭矩输出到外部负载(阀门的阀杆)上。在输出轴3旁边设置有编码器2，对输出轴3的转动进行监控，并实时地把输出轴3的角度位置信号传输到控制系统1上，以求输出轴3的转动角度的准确性，因为工作的时候，输出轴3和负载阀门连接在一起，保证输出轴3转动角度的准确性，也就保证阀门打开和关闭位置的准确性。本驱动器的外罩用的是铝合金材料，重量轻，其它类似产品一般用的是铁件，相比之下，本驱动器的体积重量比小。参阅图2和图3所示，本实用新型的电动阀门驱动器，至少包括外壳6和设置于其中的电气控制系统1、驱动电才几5、减速^/L构4及编码器2;电气控制系统1,电性连接于所述的驱动电机5,其输入端连接用以接收驱动指令信号线(通过控制系统总线通讯接口)，输出端连接用以发送驱动电机5动作控制信号线；驱动电机5，电性连接于所述电气控制系统1的驱动控制信号线输出端；电机的电机轴机械连接于减速结构4;减速结构4,一端机械连接于所述驱动电机5的电机轴，另一端机械连接于阀门驱动器输出轴3;编码器2,设置于所述减速结构4下的阀门驱动器输出轴3。所述的电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮7，所述的紧急操作手轮7机械连接于所述驱动电机5的电机轴，紧急操作手轮7的外侧面套有手轮保护罩8，当需要进行紧急操作时，才开启手轮保护罩8后再对急操作手轮7操作。本阀门驱动器的电气控制系统1包括电源模块和控制模块，所述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是DSP控制模块。参阅图4所示，所述的开关电源部分包括整流桥堆、变压器、滤波电容、智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器，所述整流桥堆连接于AC/DC电源输入端，并连接滤波电容后与变压器连接，另一路连接所述智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器，峰值开关和光电耦合器的采用能很好的屏蔽紋波干扰，提供更稳定的电源输出。参阅图5所示，所述的驱动电源部分是经由电源管理芯片，一端连接于一半导体开关后至变压器线圈一端，还并联一启动电容，另一端连接于一半导体开关后至变压器线圈另一端；所述的管理芯片包括一驱动器并经由一电平转换器后至另一驱动器，该驱动器还连接于PWM组件，借由P丽对驱动器进行输出控制，驱动器的输出端连接于所述电源管理芯片输出端。参阅图6所示，所述的控制模块是DSP控制器，其上连接设置有电压/电流调整电路、驱动电路、速度/位置传感模块和通讯模块。DSP控制器还连接于故障保护模块。DSP控制器接收故障保护模块、电压/电流调整电路、速度/位置传感模块信号后再运算处理，输出相应电信号至驱动电路后，再通过驱动电路输出至电源模块的功率因数校正电路对电机进行调控。所述的SP控制器接还用于通讯模块交互信号，所述的通讯模块是CAN0pen总线通讯模块或M0Dbus总线通讯模块或数字通信模块或模拟控制通信模块，另，所述的SP控制器还于其他逻辑模块交互处理运算数据。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。权利要求1.电动阀门驱动器，其特征在于至少包括外壳和设置于其中的电气控制系统、驱动电机、减速机构及编码器，电气控制系统，电性连接于所述的驱动电机，其输入端连接用以接收驱动指令信号线，输出端连接用以发送驱动电机动作控制信号线；驱动电机，电性连接于所述电气控制系统的驱动控制信号线输出端；其电机轴机械连接于减速结构；减速结构，一端机械连接于所述驱动电机的电机轴，另一端机械连接于阀门驱动器输出轴；编码器，设置于所述减速结构下的阀门驱动器输出轴。2.如权利要求l所述的电动阀门驱动器，其特征在于电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮，所述的紧急操作手轮机械连接于所述驱动电机的电机轴。3.用于如权利要求1所述电动阀门驱动器的电气控制系统，其特征在于包括电源模块和控制模块，所述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是DSP控制模块。4.如权利要求3所述的电气控制系统，其特征在于所述的开关电源部分包括整流桥堆、变压器、滤波电容、智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器，所述整流桥堆连接于电源输入端，并连接滤波电容后与变压器连接，另一路连接所述智能交流选择器、峰值开关和光电耦合器。5.如权利要求3所述的电气控制系统，其特征在于所述的驱动电源部分是经由电源管理芯片，一端连"^妄于一半导体开关后至变压器线圏一端，另一端连接于一半导体开关后至变压器线圈另一端；所述的管理芯片包括一驱动器并经由一电平转换器后至另一驱动器，该驱动器还连接于P寵组件，驱动器的输出端连接于所述电源管理芯片输出端。6.如权利要求3所述的电气控制系统，其特征在于所述的控制模块是DSP控制器，其上连接设置有电压/电流调整电路、驱动电路、速度/位置传感模块和通讯一莫块。7.如权利要求6所述的电气控制系统，其特征在于所述的通讯模块是CANOpen总线通讯模块或M0Dbus总线通讯模块或数字通信模块或模拟控制通信模块。专利摘要本实用新型涉及电动阀门领域，尤其涉及一种电动阀门的驱动装置及其驱动电气控制系统。本实用新型的电动阀门驱动器，至少包括外壳和设置于其中的电气控制系统、驱动电机、减速机构及编码器。电动阀门驱动器还设置有紧急操作手轮，所述的紧急操作手轮机械连接于所述驱动电机的电机轴。用于所述电动阀门驱动器的电气控制系统，包括电源模块和控制模块，所述的电源模块包括开关电源部分和驱动电源部分，所述的控制模块是DSP控制模块。本实用新型的阀门驱动器及其控制系统技术先进，外形小，形状紧凑，可以在低转速下提供高扭矩，并根据用户需要开启和关闭阀门。文档编号F16K31/60GK201351756SQ200920136430公开日2009年11月25日申请日期2009年1月16日优先权日2009年1月16日发明者凯·博根,罗格纳·令申请人:格灵威科技(厦门)有限公司