عملگر برقی چیست؟

عملگرهای برقی، تجهیزاتی هستند که برای کنترل و مدیریت جریان برق در سیستم‌های برقی استفاده می‌شوند. این تجهیزات شامل سوئیچ ها، مدارهای تحلیلی، مبدل ها، تقویت کننده ها، سنسورها و انواع دستگاه های الکترونیکی هستند. هدف از استفاده از عملگرهای برقی، کنترل جریان برق و مدیریت آن به نحوی است که امکان ایجاد آسیب به تجهیزات و دستگاه های برقی را کاهش داده و همچنین بهبود کارایی و کاربردی بودن سیستم های برقی را فراهم کند.

عملگر برقی می تواند گشتاور و رانش مورد نیاز برای چرخه کامل شیرهای برقی صنعتی را فراهم کند. اکچویتور های برقی چند منظوره سری RA برای کاربردهای باز و بسته کردن طراحی شده اند. این عملگرها همانطور که از نامشان پیداست گروهی از موتورهایی هستند که توانایی تولید برق را دارند.

برای انجام کار و کاهش سرعت چرخش بالا و کاهش سرعت حرکت باز و بسته شدن سوپاپ ها از گیربکس استفاده می شود تا به سرعت دورانی مورد نظر برسد.

عملگرهای الکتریکی به دو نوع مختلف تقسیم می‌شوند: چرخشی و خطی.

عملگرهای الکتریکی روتاری یا چرخشی با استفاده از دریچه پروانه‌ای، توپی و دریچه‌های پلاگین از حالت باز به بسته می‌چرخند. با استفاده از عملگرهای الکتریکی دوار، قدرت الکترومغناطیسی به وجود آمده از موتور باعث می‌شود اجزاء به چرخش درآیند و این چرخش اجازه می‌دهد تا عملکرد عملگر در طی هر یک از توقف‌ها ثابت باقی بماند.

علاوه بر این یک شفت دایره‌ای یا جدولی نیز می‌تواند به عنوان یک عنصر چرخشی در این گونه عملگرها استفاده شود. هنگام انتخاب یک موتور دوار الکتریکی، گشتاور محرک و محدوده حرکت باید در نظر گرفته شود. گشتاور محرک اشاره به قدرت موتور دارد که باعث چرخش می‌شود، در حالی که گستره حرکت می‌تواند به صورت جزئی، یک ربع حرکت یا چندگانه باشد.

در عوض، عملگرهای الکتریکی خطی با استفاده از گوی، دیافراگم، گیت یا دریچه‌های زاویه دار باز و بسته می‌شوند. آن‌ها اغلب هنگام استفاده در شرایط سخت کاربرد دارند. این موتورهای الکتریکی با استفاده از یک پیچ موتور برای ارائه حرکت خطی عمل می‌کنند. در موتورهای الکتریکی خطی، بار الکتریکی به انتهای یک پیچ منتقل می‌شود که تسمه یا چرخ دنده را به سایر بخش‌‎ها متصل می‌کند.

عوامل مهمی که باید در هنگام انتخاب عملگرهای الکتریکی خطی در تجهیزات صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مدنظر قرار داد شامل تعداد چرخ‌ها، نیروی اعمال شده و طول مغزی شیر باشد.

عملگرهای الکتریکی خطی، حرکت خطی را از طریق یک پیچ بلبرینگ موتور یا مونتاژ پیچ انجام می‌دهند. بار محرک خطی به انتهای یک پیچ یا میله متصل می‌شود.

پیچ می‌تواند شامل یک میله مستقیم، تسمه یا چرخ‌دنده باشد. مهمترین ویژگی‌های عملکردی که باید برای موتورهای خطی در نظر گرفت شامل دامنه حرکت، حداکثر بار الکتریکی یا حداکثر نیرو، حداکثر سرعت، قدرت مداوم و پاسخ سیستم باشد.

عملگرهای الکتریکی دوار

عملگرهای الکتریکی دوار باعث افزایش حرکت چرخشی شفت خروجی می‌شوند. در ساده‌ترین شکل آن، یک محرک چرخشی شامل یک موتور با یک گیربکس سرعت می‌باشد. این موتورهای AC و DC می‌توانند در ولتاژهای دقیق، فرکانس، قدرت و عملکرد مشخص شده ساخته شوند. گیربکس سرعت با نسبت سرعت، گشتاور و شتاب مورد نیاز هماهنگ است.

طول عمر، چرخه کار، محدود کردن بار و دقت، ملاحظاتی است که بیشتر برای انتخاب گیرنده سرعت تعریف می‌شود. چرخ‌دنده‌های دندانه‌دار مستحکم شده، توسط یاتاقان‌های ضد اصطکاک به عنوان یک عملگر استاندارد در این گیربکس‌های سرعت، پشتیبانی می‌شوند. مشخصات چرخ‌دنده‌ها شامل چرخش زاویه‌ای، گشتاور و سرعت، همچنین سیگنال‌های کنترل و سیگنال‌های بازخورد و دمای محیط است.

عملگرهای الکتریکی دوار می‌توانند از ترکیب انواع مختلفی از اجزای کمکی مانند ترمزها، چنگک‌ها، چرخ‌دنده‌های ضد ضربه و یا مهر و موم‌های خاص ایجاد شده باشند. طرح‌های اضافه شده که شامل سرعت یا گشتاور جمع کردن دو یا چند موتور می‌باشد نیز می‌تواند در ساخت عملگرهای الکتریکی دوار مورد استفاده قرار گیرد. امروزه حرکت خطی در عملگرها در بسیاری از برنامه‌ها به یک چرخش تبدیل می‌شود.

عملگرهای الکتریکی چرخشی برای مدولاسیون سوپاپ‌ها استفاده می‌شوند که بر اساس محدوده چند دهم تا چند صدم تقسیم می‌شوند. عملگرهای چندگانه الکترومغناطیسی یکی از رایج‌ترین پیکربندی‌ها و قابل اعتمادترین محرک‌ها هستند. یک موتور الکتریکی تک فاز یا سه فاز ترکیبی از چرخ‌دنده‌ها را در اختیار شما قرار می‌دهند. محرک‌های چندگانه الکتریکی قادر به اجرای سریع وظایف شیرآلات بزرگ می‌باشند. برای محافظت از شیرآلات، سوئیچ موتور را در انتهای فرایند خاموش می‌کنند. مکانیزم محاسبه گشتاور، محرک موتور را هنگامی که سطح یک گشتاور ایمن بالا می‌رود، خاموش می‌کند. در عملگرهای الکتریکی از سوئیچ‌های نشانگر موقعیت برای نشان دادن وضعیت باز و بسته شدن شیر استفاده می‌شود. 

عملگرهای الکتریکی فشاری می‌توانند به شیرآلات صنعتی که نیاز به حرکت خطی دارند، نصب شوند. عملگرهای الکتریکی فشاری گشتاور، یک عملگر چند پیچی را به یک عملگر محوری با استفاده از واحد محرک یکپارچه تبدیل می‌کنند. نیروی فعال (نیروی خاموش) (رانش و کشش) را می‌توان به طور مداوم و باز تولیدی تنظیم کرد. عملگرهای خطی عمدتا برای استفاده از شیرآلات توپی استفاده می‌شوند. در این عملگرها واحدهای رانش، که به درایو خروجی یک موتور چند منظوره متصل می‌شوند، عمدتا از یک اسپیندل رشته‌ای تشکیل شده‌اند.