멀티턴 액츄에이터와 쿼터턴 액츄에이터: 귀하의 애플리케이션에 적합한 것은 무엇입니까?

산업 자동화의 세계에서는 유체 흐름의 정밀한 제어가 가장 중요합니다. 많은 자동화 시스템의 중심에는 밸브를 작동하는 데 필요한 힘을 제공하는 핵심 장치인 액추에이터가 있습니다. 가장 일반적인 유형에는 다중 회전 및 1/4회전 액추에이터가 있습니다. 이 둘 사이의 선택은 하나가 다른 것보다 우월하다는 문제가 아니라 애플리케이션의 특정 요구 사항을 기반으로 하는 중요한 결정입니다. 잘못된 유형을 선택하면 비효율성, 조기 고장 및 작동 위험이 발생할 수 있습니다.

기본 작동 원리 이해

정보에 입각한 결정을 내리려면 먼저 이 두 액추에이터 범주 간의 핵심 기계적 차이점을 파악해야 합니다. 이러한 근본적인 차이는 물리적 구성부터 현장에서의 최종 구현까지 모든 것을 결정합니다.

쿼터턴 액츄에이터란 무엇입니까?

에이 1/4회전 액츄에이터 제한된 호(일반적으로 90도(전체 원의 1/4))에 걸쳐 회전 출력 모션을 제공하도록 설계되었지만 180도 버전도 존재합니다. 주요 기능은 상대적으로 짧은 단일 회전으로 밸브를 완전히 열린 위치에서 완전히 닫힌 위치로 이동하거나 때로는 중간 상태로 이동하는 것입니다. 동작이 빠르므로 빠른 열기/닫기 주기가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 에이의 내부 메커니즘 1/4 회전 전동 액추에이터 모터의 다중 회전 회전을 정확한 90도 출력으로 변환하기 위해 웜 기어나 스카치 요크 메커니즘이 필요한 경우가 많습니다. 이러한 유형의 액추에이터는 짧고 강력한 스트로크에 맞게 기어링이 최적화되어 있기 때문에 생성할 수 있는 토크에 비해 본질적으로 컴팩트합니다. 이는 밸브 스템 자체가 1/4회전만 하면 작동하는 볼 밸브, 버터플라이 밸브 및 플러그 밸브를 작동하기 위한 솔루션입니다.

멀티턴 액츄에이터란 무엇입니까?

대조적으로, 다회전 전동 액추에이터 출력 드라이브의 수많은 회전을 제공하도록 설계되었습니다. 짧은 90도 회전 대신 작동 중인 밸브의 전체 이동을 달성하기 위해 몇 번에서 수백 번의 완전한 회전을 수행할 수 있습니다. 이 디자인은 출력 토크를 크게 높이는 동시에 전기 모터의 고속을 낮은 출력 속도로 줄이는 간단한 기어 트레인이 특징입니다. 는 다회전 전동 액추에이터 긴 스트로크에 대한 정밀하고 증분적인 제어와 동의어입니다. 이는 상당한 거리에 걸쳐 올리거나 내려야 하는 선형 이동 스템과 관련된 작동을 하는 밸브에 대한 표준이자 필수 선택입니다. 여기에는 게이트 밸브, 글로브 밸브 및 라이징 스템 볼 밸브가 포함됩니다. 여러 번 열리거나 닫히는 작동 특성으로 인해 본질적으로 속도가 느려지지만 흐름 경로를 훨씬 더 세밀하게 제어할 수 있습니다.

주요 성능 특성: 자세한 비교

기본적인 작동 원리는 일련의 뚜렷한 성능 특성으로 직접 이어집니다. 이러한 차이점을 이해하는 것은 액추에이터를 응용 분야의 기술 요구 사항에 맞추는 데 중요합니다.

모션 프로파일 및 작동 속도

가장 눈에 띄는 차이점은 모션 프로필에 있습니다. 에이 1/4 회전 전동 액추에이터 밸브를 열림에서 닫힘으로 이동하는 주요 기능을 몇 초 만에 완료합니다. 이러한 빠른 사이클 시간은 비상 정지(ESD) 시스템과 같이 안전 또는 프로세스상의 이유로 신속한 격리가 필요한 응용 분야에서 중요한 이점입니다. 빠른 조치는 전환 중에 프로세스가 불확실한 상태에 있는 시간을 최소화합니다.

반대로, A의 작동 속도는 다회전 전동 액추에이터 훨씬 더 오랜 기간에 걸쳐 측정됩니다. 많은 나사산을 통해 밸브 스템을 구동해야 하기 때문에 열림에서 닫힘까지 전체 스트로크에 수십 초 또는 몇 분이 걸릴 수 있습니다. 이것이 단점처럼 보일 수도 있지만 제어하는 ​​밸브에는 꼭 필요한 기능입니다. 이러한 느리고 보다 신중한 동작은 흐름 경로를 점차적으로 열고 닫음으로써 배관 시스템의 워터 해머를 방지하고, 밸브를 특정 중간 위치로 설정해야 하는 경우 정밀한 스로틀링 제어를 가능하게 합니다.

토크 출력 및 추력 성능

토크를 비교할 때 필요한 힘의 유형을 구별하는 것이 중요합니다. 1/4회전 액추에이터 주로 밸브 스템에 적용되는 회전력인 출력 토크로 평가됩니다. 특히 이동 시작과 끝 부분에서 높은 토크를 제공하여 밸브 시트 마찰을 극복하고 긴밀한 밀봉을 보장하도록 설계되었습니다.

에이 다회전 전동 액추에이터 그러나 궁극적으로 선형 추력, 즉 밸브 스템을 밀거나 당기는 데 필요한 힘을 전달해야 합니다. 액추에이터의 기어링은 모터의 토크를 이 선형 힘으로 변환합니다. 는 추력 용량 이는 정지 마찰뿐만 아니라 밸브 디스크나 게이트에 작용하는 프로세스 압력으로 인한 동적 힘도 극복하기에 충분해야 하기 때문에 이러한 장치에 대한 중요한 사양입니다. 소형 액추에이터는 높은 차압에 대해 밸브를 열지 못하거나 안전하게 닫지 못합니다. 따라서 두 유형 모두 신중한 크기 조정이 필요하지만 다회전 전동 액추에이터 안정적인 작동을 보장하려면 토크와 추력 요구 사항 모두에 특별한 주의가 필요합니다.

제어 및 포지셔닝 정밀도

간단한 온/오프 제어를 위해 두 액추에이터 유형 모두 매우 효과적입니다. 그러나, 변조 제어 또는 포지셔닝 정밀도 , 그들의 능력은 다양합니다. 에이 1/4 회전 전동 액추에이터 밸브를 0도에서 90도 사이의 지점에 배치하여 유량을 변화시키는 변조에 사용할 수 있습니다. 그러나 상대적으로 짧은 이동 호로 인해 정밀도가 본질적으로 제한됩니다. 회전 위치의 작은 변화는 밸브의 흐름 특성에 따라 상대적으로 큰 흐름 변화를 초래할 수 있습니다.

는 다회전 전동 액추에이터 이 분야에서 탁월합니다. 많은 회전을 통해 달성된 긴 이동 스트로크는 매우 미세한 위치 제어를 가능하게 합니다. 따라서 프로세스 루프의 유량, 압력 또는 레벨 제어와 같은 정밀한 조절 응용 분야에 매우 적합합니다. 긴 선형 스트로크에 걸쳐 높은 정확도로 밸브 플러그 또는 게이트를 배치하는 기능은 안정적이고 반복 가능한 제어 특성을 제공합니다. 이것이 바로 우수한 스로틀링 기능으로 알려진 글로브 밸브가 거의 독점적으로 작동되는 이유입니다. 다회전 전동 액추에이터 단위.

에이pplication-Specific Analysis: Matching the Actuator to the Valve and Process

는 theoretical performance differences crystallize into clear practical guidelines when we examine specific industrial applications. The choice is often dictated by the valve type and the primary function of the system.

쿼터턴 액추에이터에 이상적인 애플리케이션

는 1/4 회전 전동 액추에이터 속도, 소형화 및 안정적인 절연을 우선시하는 애플리케이션에서 그 본거지를 찾습니다. 주요 산업 및 용도는 다음과 같습니다.

• 절연 및 차단: 이것이 주요 강점입니다. 수처리 공장, 화학 처리 및 HVAC 시스템에서 1/4 회전 전동 액추에이터 장치는 볼 및 버터플라이 밸브와 어디에나 결합되어 유지 관리 또는 프로세스 제어를 위해 파이프, 탱크 또는 장비의 섹션을 격리하기 위한 완벽한 차단 기능을 제공합니다.
• 비상 정지(ESD): 는 fast cycle time is critical in safety systems. In the event of a detected fault, a 1/4 회전 전동 액추에이터 몇 초 만에 밸브를 닫아 위험한 프로세스를 격리하고 사고가 확대되는 것을 방지할 수 있습니다.
• 대량의 가스 또는 액체 처리: 파이프라인 및 유통망에서 대구경 버터플라이 밸브는 다음과 같이 작동됩니다. 1/4 회전 전동 액추에이터 장치는 컴팩트한 디자인과 빠른 작동으로 인해 효율적인 격리를 위해 사용되며 이는 느린 다중 회전 대안으로는 가능하지 않습니다.

다중 회전 액추에이터에 이상적인 응용 분야

는 다회전 전동 액추에이터 고압 시스템에 대한 정밀성, 높은 추력 및 제어가 요구되는 응용 분야에 대한 확실한 선택입니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 조절 및 흐름 제어: 에이s a 제어 밸브 액츄에이터 , 다회전 전동 액추에이터 서비스 변조에 있어 타의 추종을 불허합니다. 발전소에서 증기와 급수를 정밀하게 제어하거나 탄화수소 흐름을 조절하는 정제 공정에서 정밀한 제어가 가능합니다. 다회전 전동 액추에이터 글로브 밸브와 결합하는 것은 공정 안정성과 효율성을 유지하는 데 필수적입니다.
• 고압 서비스: 고압 증기, 오일 및 가스 응용 분야에서 흔히 사용되는 게이트 및 글로브 밸브는 밸브 폐쇄 부재를 누르는 공정 유체의 힘을 극복하기 위해 상당한 스템 추력이 필요합니다. a의 기어링 다회전 전동 액추에이터 높은 선형 추력을 생성하도록 특별히 설계되어 유일하게 실행 가능한 전기 옵션입니다.
• 정확한 증분 이동: 에이ny application that requires slow, steady, and precise linear movement benefits from this technology. This includes the control of needle valves in pilot plants or the operation of sluice gates in water management, where the 다회전 전동 액추에이터 필요한 정확한 개방 수준을 제공합니다.

중요한 선택 기준: 구매자를 위한 실용 가이드

이론을 뛰어넘어 최종 선택에는 프로젝트의 특정 매개변수에 대한 체계적인 평가가 포함됩니다. 다음 표에는 주요 결정 요인이 요약되어 있으며, 이어서 다음과 같은 주요 고려 사항에 대한 자세한 논의가 이어집니다. 안전 요구 사항 그리고 듀티 사이클 .

오류 방지 요구 사항 평가

에이 critical safety and operational consideration is the behavior of the actuator upon a loss of power or a control signal. 오류 방지 모드 주요 차별화 요소입니다. 1/4회전 액추에이터 종종 스프링 리턴 메커니즘을 구현합니다. 액추에이터 하우징 내에는 작동 스트로크 중에 큰 스프링이 충전됩니다. 전력이 손실되면 스프링이 에너지를 방출하여 외부 전력 없이도 밸브를 자동으로 안전한 위치(완전 개방 또는 완전 폐쇄)로 되돌립니다. 이것은 다음과 같이 알려져 있습니다. 안전 장치 스프링 리턴 디자인.

구현 안전 장치 기능을 다회전 전동 액추에이터 스트로크가 길기 때문에 더 복잡합니다. 수백 번 회전할 만큼 큰 스프링 리턴 메커니즘은 엄청나게 크고 비효율적입니다. 따라서 가장 일반적인 해결책은 다음과 같습니다. 슈퍼커패시터 또는 배터리 백업 시스템. 정전 시 저장된 에너지는 모터에 전력을 공급하고 밸브를 미리 정의된 안전 위치로 구동하는 데 사용됩니다. 또는 수동 오버라이드 핸드휠은 두 유형 모두에 중요한 기능으로 간주되지만 특히 다음과 같은 경우에 중요합니다. 다회전 전동 액추에이터 유지 보수 또는 정전 중에 수동 작업을 허용하는 장치입니다.

듀티 사이클 및 열 보호

는 듀티 사이클 액츄에이터가 작동할 수 있는 주파수를 말합니다. 이는 매우 중요하지만 종종 간과되는 사양입니다. 에이 1/4 회전 전동 액추에이터 , 빠른 작동으로 인해 일반적으로 빈번한 사이클링에 더 유리한 듀티 사이클을 갖습니다. 모터는 짧은 시간 동안 작동하므로 열 발생이 적고 작동 간 냉각 시간이 더 길어집니다.

대조적으로, 다회전 전동 액추에이터 전체 스트로크를 실행하면 모터에 1분 이상 전원이 공급될 수 있습니다. 이렇게 연장된 작동 시간은 상당한 열을 발생시킵니다. 빈번한 작동이 필요한 경우 모터가 과열되어 작동이 중단될 수 있습니다. 열 보호 손상을 방지하기 위해 스위치를 켜고 액추에이터를 차단합니다. 따라서 정기적인 변조 또는 사이클링이 필요한 애플리케이션의 경우 다회전 전동 액추에이터 높은 정격의 모터와 기어박스를 갖춘 듀티 사이클 . 그렇지 않으면 작동이 지연되고 액추에이터 모터가 손상될 수 있습니다. 시간당 필요한 시작 횟수를 이해하는 것은 액추에이터 크기 프로세스.

설치, 유지 관리 및 수명 주기 고려 사항

는 long-term reliability and total cost of ownership are influenced by installation practices and maintenance needs. Both actuator types share common needs, such as proper alignment and environmental protection, but key differences exist.

설치 및 통합

설치 1/4 회전 전동 액추에이터 일반적으로 간단합니다. 컴팩트한 디자인으로 인해 직접 장착 브래킷을 사용하여 밸브에 장착하는 작업이 간편해졌습니다. 90도 이동은 기계식 제한 스위치를 사용하여 쉽게 설정하여 열림 및 닫힘 위치를 정의할 수 있습니다. 피드백 및 제어를 위한 표준화된 4-20mA 또는 디지털 버스 신호를 통해 이를 제어 시스템에 통합하는 것도 단순화되었습니다.

는 installation of a 다회전 전동 액추에이터 더 복잡할 수 있습니다. 더 긴 스트로크와 더 크고 무거운 차체는 공간과 지지력에 대한 세심한 고려가 필요합니다. 중요한 조정은 토크 및 추력 제한을 올바르게 설정하는 것입니다. 이러한 제한은 밸브와 액추에이터 자체에 대한 기본 보호입니다. 너무 높게 설정하면 액추에이터가 과도한 토크를 가해 밸브 스템을 손상시킬 수 있습니다. 너무 낮게 설정하면 전체 프로세스 부하에서 스트로크가 완료되지 않을 수 있습니다. 적절한 액추에이터 크기 그리고 setup are therefore non-negotiable for reliable and safe operation. Furthermore, for rising stem valves, the actuator must be mounted in a way that accommodates the linear movement of the yoke without obstruction.

유지관리 및 내구성

두 가지 유형의 전동 액추에이터 모두 최소한의 유지 관리로 긴 서비스 수명을 제공하도록 설계되었습니다. 두 가지 모두에 대한 주요 유지 관리 작업은 제조업체의 일정에 따라 기어 트레인을 주기적으로 윤활하는 것입니다. 제공하는 씰 진입 보호 또한 전기실과 기어실에 습기와 오염 물질이 들어가지 않고 손상되지 않았는지 검사해야 합니다.

는 durability of a 다회전 전동 액추에이터 그것에 크게 의존하고 있다 추력 및 토크 제한 설정. 잘못된 크기나 한계 설정으로 인해 반복적으로 과도한 부하를 받는 액추에이터는 기어와 모터의 조기 마모를 경험하게 됩니다. 는 1/4 회전 전동 액추에이터 다른 과제에 직면해 있습니다. 적절한 제어가 이루어지지 않으면 빠른 시작 및 정지로 인한 높은 관성력으로 인해 기계 구성 요소와 밸브 스템에 스트레스가 가해질 수 있습니다. 궁극적으로 모든 액추에이터의 수명에 가장 중요한 요소는 1/4 회전 전동 액추에이터 또는 a 다회전 전동 액추에이터 는 특정 애플리케이션에 대한 올바른 초기 선택 및 적절한 구성입니다.

결론: 정보를 바탕으로 선택하기

는 decision between a multi-turn and a quarter-turn actuator is a foundational one in designing an efficient and reliable fluid control system. There is no universal winner; the correct choice is entirely contextual.

요약하려면 다음을 선택하세요. 1/4 회전 전동 액추에이터 응용 분야에 볼, 버터플라이 또는 플러그 밸브가 포함되고 주요 요구 사항이 다음과 같은 경우 온/오프 또는 절연 작업을 위한 빠른 작동 , 컴팩트한 크기, 간단한 안전 장치 메커니즘을 갖추고 있습니다. 광범위한 산업 전반에 걸쳐 격리, 비상 정지 및 일반 온/오프 서비스를 위한 이상적인 솔루션입니다.

반대로, 다회전 전동 액추에이터 게이트, 글로브 또는 기타 선형 스템 밸브를 작동할 때 필요하고 탁월한 선택입니다. 높은 줄기 추력 그리고 정확한 포지셔닝 . 느린 다중 회전 작동은 까다로운 조절 애플리케이션, 고압 서비스 및 흐름에 대한 미세 제어가 속도보다 더 중요한 모든 시나리오를 위해 특별히 설계되었습니다.

는 most critical step in the selection process is a thorough analysis of the valve itself and the process requirements it serves. By carefully considering factors such as valve type, required operating speed, necessary force (torque or thrust), control mode (on/off vs. modulating), and fail-safe needs, engineers and buyers can confidently specify the correct actuator technology. This informed approach ensures optimal system performance, enhances safety, and maximizes the return on investment by extending the service life of both the valve and the actuator.