En tant que composant clé de contrôle dans l'automatisation industrielle, les caractéristiques dynamiques et la précision de contrôle des vannes de régulation électriques affectent directement l'efficacité et la stabilité du système. Cet article mène une recherche approfondie sur les caractéristiques dynamiques de la vanne de contrôle électrique, analyse ses performances dans différentes conditions de travail, et propose une stratégie de contrôle optimisée et un plan d'amélioration structurelle pour améliorer la vitesse de réponse, la précision de contrôle et la stabilité de la vanne de contrôle. Ces résultats de recherche fourniront une base théorique solide et un soutien technique pour la recherche, le développement et la fabrication des produits de vanne de contrôle de CHNLGVF丨中國大乾閥門.

vanne de régulation électrique; caractéristiques dynamiques; stratégie de contrôle; vitesse de réponse; stabilité

Les vannes de régulation électrique sont largement utilisées dans les domaines du pétrole, de la chimie, de l'énergie électrique et d'autres secteurs industriels. En tant qu'actionneur dans les systèmes de contrôle automatique, la performance de la vanne de régulation est directement liée au contrôle précis du débit du processus et au fonctionnement sûr et stable du système. Ces dernières années, avec l'augmentation de la complexité de la production industrielle, les exigences en matière de vannes de régulation électrique en termes de haute précision, de grande réactivité et de capacité anti-interférences sont en augmentation. Basé sur les besoins réels du commerce extérieur de grande envergure de la Chine, cet article discute des caractéristiques dynamiques et des méthodes de contrôle des vannes de régulation électrique, dans le but de fournir des stratégies d'amélioration technologique pour la R&D et la fabrication de haute qualité des vannes de régulation.

La vanne de régulation électrique reçoit des signaux du système de contrôle à travers l'actionneur électrique et entraîne l'actionneur de vanne pour ajuster le débit, la pression ou la température du milieu. Ses composants principaux comprennent des actionneurs électriques, des corps de vanne de régulation, des dispositifs de rétroaction et des systèmes de contrôle. Les caractéristiques dynamiques de la vanne de régulation se reflètent principalement dans la vitesse de réponse du système aux signaux d'entrée, la précision et la stabilité dans différentes conditions de travail.

La réponse dynamique de la vanne de régulation électrique comprend l'ensemble du processus, de l'entrée du signal de contrôle au changement d'ouverture de la vanne. Dans ce processus, la vitesse de réponse de l'actionneur, l'inertie du moteur, la résistance du corps de la vanne et les caractéristiques non linéaires du système affecteront tous le comportement dynamique de la vanne de régulation. Les caractéristiques dynamiques courantes comprennent:

Temps de réponse : Le temps écoulé entre la réception de la commande par la vanne et son arrivée à la position définie est un indicateur clé de la performance de la vanne de régulation.

Dépassement et oscillation : Pendant le processus de réglage de la vanne, une réponse trop rapide peut provoquer un dépassement ou une oscillation, affectant la stabilité du système.

Temps de stabilisation : Le temps nécessaire au système pour restaurer la stabilité. Un temps de stabilisation excessif affectera l'efficacité du système de contrôle.

Type d'actionneur : La performance de l'actionneur électrique affecte directement la réponse dynamique de la vanne de régulation. Les actionneurs courants comprennent les moteurs pas à pas, les moteurs servo, etc. En raison de leur contrôle précis et de leurs capacités de réponse rapide, les moteurs servo sont largement utilisés dans les situations nécessitant des performances dynamiques élevées.

La conception structurelle de la vanne : La conception du corps de la vanne, telle que la forme du noyau de la vanne, la structure du siège de la vanne et la conception du canal d'écoulement, affecte directement les caractéristiques d'écoulement du milieu et les performances de réponse dynamique. Les vannes avec des structures différentes présentent des différences évidentes dans leurs caractéristiques dynamiques lors du traitement de milieux à haute vitesse ou haute pression.

Système de contrôle de rétroaction : Le système de contrôle de rétroaction de haute précision peut ajuster l'ouverture de la vanne en temps réel pour garantir la stabilité et la vitesse de réponse du système. L'exactitude de contrôle des vannes de régulation électriques dépend largement de la conception du contrôle de rétroaction.

Afin d'étudier les caractéristiques dynamiques des vannes de régulation électrique, cet article a conçu un système expérimental de simulation qui peut tester les performances de réponse de la vanne dans des conditions de pression, de température et de débit différents. Le contenu du test comprend le temps de réponse à l'ouverture et à la fermeture, la précision de réglage et la stabilité de la vanne. La vanne de régulation électrique utilisée dans le test était un produit existant de CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China Dagangyangmao, et les performances de différents actionneurs (moteurs pas à pas et moteurs servo) ont été comparées.

Comparaison des temps de réponse : Le temps de réponse de la vanne de régulation entraînée par le servomoteur est significativement plus court que celui de la vanne de régulation entraînée par le moteur pas à pas. Surtout lors d'opérations de commutation à haute fréquence, le servomoteur montre des performances supérieures.

Dépassement et oscillation : Lorsque la vitesse de réponse de l'actionneur est trop rapide, le dépassement et l'oscillation ont tendance à se produire, en particulier pendant le processus de réglage des milieux à haute pression. En ajustant les paramètres de contrôle en boucle fermée, le phénomène de dépassement peut être efficacement supprimé.

Analyse de stabilité : Sous des fluides à haute pression et haute vitesse, la stabilité de la vanne de régulation est significativement affectée. Optimiser les paramètres de contrôle de la structure de la vanne et de l'actionneur est un moyen important d'améliorer la stabilité.

À travers des tests et des analyses, une stratégie d'optimisation du contrôle pour les vannes de régulation électriques est proposée.

Stratégie de contrôle en boucle fermée : Utiliser un système de contrôle en boucle fermée à rétroaction de haute précision pour ajuster l'action de l'actionneur en temps réel peut réduire efficacement le temps de réponse du système et améliorer la précision du contrôle. En même temps, le contrôle en boucle fermée peut également supprimer le dépassement et l'oscillation du système et améliorer la stabilité dynamique.

Algorithme de contrôle adaptatif: En vue des différences dans les caractéristiques dynamiques des différentes conditions de travail, un algorithme de contrôle adaptatif est introduit, qui peut ajuster les paramètres de contrôle selon les conditions de travail en temps réel pour garantir la réponse et l'effet de contrôle de la vanne.

Afin d'étudier plus en détail les caractéristiques dynamiques des vannes de régulation électriques, cet article utilise une méthode de simulation transitoire qui combine la CFD (dynamique des fluides numérique) et la FEM (analyse par éléments finis) pour simuler le processus de réponse dynamique de la vanne sous différentes conditions de débit et de pression.

Ce document construit un modèle de simulation tridimensionnel d'une vanne de régulation électrique, simulant principalement les caractéristiques de la dynamique des fluides et la déformation structurelle pendant le processus d'ouverture de la vanne. Les conditions aux limites utilisées dans la simulation sont cohérentes avec les conditions de test réelles, garantissant l'exactitude des résultats de la simulation.

Caractéristiques du fluide : Lorsque le fluide passe à travers la vanne, des changements complexes du champ de flux se produisent. L'instabilité de l'écoulement du fluide à haute vitesse au début de l'ouverture de la vanne a un impact significatif sur la précision de réglage.

Déformation structurelle : L'impact du fluide haute pression peut causer une légère déformation de la structure interne de la vanne, ce qui affectera ensuite la réponse dynamique de la vanne. L'optimisation du matériau du corps de la vanne et de la conception structurelle peut réduire efficacement la déformation et améliorer la précision de réglage.

À travers l'analyse de simulation, cet article propose des suggestions pour optimiser la structure de la vanne, notamment en améliorant la conception du noyau de la vanne, en réduisant la résistance du canal de flux et en améliorant la résistance aux chocs du matériau, afin d'améliorer davantage les performances dynamiques de la vanne de régulation.

Sur la base de la recherche et de l'analyse ci-dessus, cet article propose une stratégie d'amélioration technologique pour les produits de vanne de régulation CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China Dagangyangmao afin d'améliorer sa réponse dynamique et sa précision de contrôle et de répondre aux besoins des applications industrielles haut de gamme.

Moteur servo haute performance: L'introduction d'un moteur servo haute précision améliore encore la vitesse de réponse et la précision de contrôle de l'actionneur tout en réduisant la consommation d'énergie pendant le fonctionnement.

Conception modulaire : Concevoir des actionneurs modulaires en fonction des différentes conditions de travail, afin qu'ils puissent être configurés de manière flexible selon les applications réelles et s'adapter à divers scénarios industriels.

Améliorer la conception du noyau de soupape et du siège de soupape: En optimisant la forme du noyau de soupape et la structure du siège de soupape, la résistance du fluide est réduite et la vitesse de réponse dynamique de la vanne de régulation est améliorée.

Améliorer les performances des matériaux du corps de la vanne : Utiliser des matériaux résistants à haute résistance et à la corrosion pour améliorer la stabilité et la durabilité de la vanne dans des environnements à haute pression et haute température.

Contrôle de rétroaction intelligent : Combinaison du système de rétroaction de données en temps réel avec des algorithmes d'intelligence artificielle pour ajuster dynamiquement les paramètres de contrôle de la vanne afin d'améliorer la vitesse de réponse de la vanne et la précision de l'ajustement.

Algorithme de contrôle adaptatif: Pour des conditions de travail complexes, un algorithme de contrôle adaptatif est développé, qui peut ajuster automatiquement la stratégie de contrôle en fonction de l'état de fonctionnement réel et réaliser un ajustement précis pour différentes conditions de travail.

Sur la base des résultats de recherche de cet article, CHNLGVF丨中國大乾閥門 mettra en œuvre les améliorations suivantes dans le processus de R&D et de fabrication des vannes de régulation:

L'intégration de la conception modulaire de l'actionneur et du système de contrôle intelligent améliore les performances de la vanne de régulation dans les applications haute précision.

Amélioration des matériaux et des processus de fabrication, en utilisant des matériaux à haute résistance, haute température et résistants à la corrosion pour améliorer la fiabilité du produit et sa durée de vie.

Un contrôle précis pendant le processus de fabrication améliore l'efficacité de la production tout en garantissant la cohérence du produit et sa haute qualité.

À travers une recherche approfondie sur les caractéristiques dynamiques et les stratégies de contrôle des vannes de régulation électriques, cet article propose un certain nombre de stratégies d'amélioration technologique, visant à améliorer les capacités de réponse dynamique et la précision de contrôle des produits de vannes de régulation de CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China Dagangyangmao. Grâce au contrôle en boucle fermée, à l'optimisation des algorithmes intelligents et aux améliorations de la conception structurelle des vannes, les performances des vannes de régulation dans les applications industrielles ont été significativement améliorées. Ce résultat de recherche fournira un soutien technique et une compétitivité sur le marché pour le développement de haute qualité de CHNLGVF丨中國大乾閥門 dans la recherche et le développement et la fabrication de produits de vannes de régulation.