كمكون تحكم رئيسي في التحكم الصناعي التلقائي، تؤثر الخصائص الديناميكية ودقة التحكم لصمامات التحكم الكهربائية مباشرة على كفاءة التشغيل واستقرار النظام. تقوم هذه المقالة بإجراء بحث عميق حول الخصائص الديناميكية لصمام التحكم الكهربائي، وتحليل أدائه تحت ظروف عمل مختلفة، وتقترح استراتيجية تحكم محسنة وخطة تحسين هيكلية لتحسين سرعة الاستجابة ودقة التحكم واستقرار صمام التحكم. ستوفر نتائج هذا البحث أساسا نظريا قويا ودعما تقنيا لبحث وتطوير وتصنيع منتجات صمامات التحكم لشركة CHNLGVF | الصين الكبرى للتجارة البحرية.

صمام التحكم الكهربائي؛ الخصائص الديناميكية؛ استراتيجية التحكم؛ سرعة الاستجابة؛ الاستقرار

صممت صمامات التحكم الكهربائية لتكون مستخدمة على نطاق واسع في مجالات البترول والصناعات الكيميائية والطاقة الكهربائية وغيرها من المجالات الصناعية. كونها العنصر النشط في أنظمة التحكم التلقائي، فإن أداء صمام التحكم مرتبط مباشرة بالتحكم الدقيق في تدفق العملية والتشغيل الآمن والمستقر للنظام. في السنوات الأخيرة، مع زيادة تعقيد الإنتاج الصناعي، تزداد متطلبات صمامات التحكم الكهربائية من حيث الدقة العالية وسرعة الاستجابة العالية وقدرة مقاومة التداخل. بناءً على الاحتياجات الفعلية للتجارة الخارجية الكبيرة في الصين، يناقش هذا المقال الخصائص الديناميكية وطرق التحكم لصمامات التحكم الكهربائية، بهدف تقديم استراتيجيات تحسين التكنولوجيا للبحث والتطوير عالي الجودة وتصنيع صمامات التحكم.

تتلقى صمام التحكم الكهربائي إشارات من نظام التحكم من خلال المحرك الكهربائي وتقود محرك الصمام لضبط تدفق أو ضغط أو درجة حرارة الوسط. تشمل مكوناته الأساسية المحركات الكهربائية وأجسام صمامات التحكم وأجهزة التغذية الراجعة وأنظمة التحكم. تتمثل الخصائص الديناميكية لصمام التحكم أساسًا في سرعة استجابة النظام للإشارات الداخلية والدقة والاستقرار تحت ظروف عمل مختلفة.

تتضمن الاستجابة الديناميكية لصمام التحكم الكهربائي العملية بأكملها من إشارة التحكم الداخلية إلى تغيير فتح الصمام. في هذه العملية، ستؤثر سرعة الاستجابة للمحرك، وعزم الدوران للمحرك، ومقاومة جسم الصمام، والخصائص غير الخطية للنظام جميعها على السلوك الديناميكي لصمام التنظيم. وتشمل الميزات الديناميكية الشائعة ما يلي:

وقت الاستجابة: الوقت الذي يمر منذ استلام الصمام للأمر حتى يصل إلى الوضع المحدد هو مؤشر رئيسي على أداء صمام التنظيم.

تجاوز وتذبذب: خلال عملية ضبط الصمام، قد يؤدي الاستجابة السريعة جدًا إلى التجاوز أو التذبذب، مما يؤثر على استقرار النظام.

وقت التثبيت: الوقت اللازم للنظام لاستعادة الاستقرار. سيؤثر وقت التثبيت الزائد على كفاءة نظام التحكم.

نوع المحرك: أداء المحرك الكهربائي يؤثر مباشرة على الاستجابة الديناميكية لصمام التنظيم. تشمل المحركات الشائعة محركات الخطوات، ومحركات السيرفو، وما إلى ذلك. نظرًا لقدرتها على التحكم الدقيق وقدرتها على الاستجابة بسرعة عالية، فإن محركات السيرفو تستخدم على نطاق واسع في الحالات التي تتطلب أداء ديناميكي عالي.

تصميم الصمام الهيكلي: يؤثر تصميم جسم الصمام، مثل شكل النواة وهيكل مقعد الصمام وتصميم قناة التدفق، مباشرة على خصائص تدفق الوسط وأداء الاستجابة الديناميكي. تظهر اختلافات واضحة في الخصائص الديناميكية للصمامات ذات الهياكل المختلفة عند التعامل مع وسائط عالية السرعة أو الضغط العالي.

نظام التحكم بالرد: يمكن لنظام التحكم بالرد عالي الدقة ضبط فتحة الصمام في الوقت الحقيقي لضمان استقرار النظام وسرعة الاستجابة. تعتمد دقة التحكم في الصمامات التنظيمية الكهربائية إلى حد كبير على تصميم نظام التحكم بالرد.

تم تصميم نظام تجريبي للمحاكاة يمكن اختبار أداء الصمام تحت ظروف ضغط ودرجة حرارة ومعدل تدفق مختلفة من أجل دراسة الخصائص الديناميكية لصمامات التحكم الكهربائية. تتضمن محتوى الاختبار وقت الاستجابة عند الفتح والإغلاق، ودقة التعديل واستقرار الصمام. تم استخدام صمام التحكم الكهربائي في الاختبار كمنتج موجود من CHNLGVF | الصين داغانجيانجماو، وتم مقارنة أداء المحركات المختلفة (محركات الخطوات ومحركات السيرفو).

وقت الاستجابة المقارن: يكون وقت الاستجابة لصمام التحكم الذي يتم تشغيله بواسطة المحرك الخدمي أقصر بشكل كبير من ذلك الذي يتم تشغيله بواسطة المحرك الخطوي. خاصةً تحت عمليات التبديل عالية التردد، يظهر المحرك الخدمي أداءً متفوقًا.

تجاوز وتذبذب: عندما تكون سرعة استجابة المحرك سريعة جدًا، فإنه من المرجح حدوث التجاوز والتذبذب، خاصة خلال عملية التعديل لوسائط ذات ضغط عالي. يمكن كبح ظاهرة التجاوز بفعالية من خلال ضبط معلمات التحكم في التغذية الراجعة.

تحليل الاستقرار: تحت وسائط السوائل عالية الضغط والسرعة ، يتأثر استقرار صمام التنظيم بشكل كبير. تحسين معلمات التحكم في هيكل الصمام والمحرك هو وسيلة مهمة لتحسين الاستقرار.

من خلال الاختبار والتحليل، يتم اقتراح استراتيجية تحسين التحكم لصمامات التحكم الكهربائية:

استراتيجية التحكم بالحلقة المغلقة: باستخدام نظام تحكم بالردود الحية عالي الدقة لضبط عمل المحرك في الوقت الحقيقي يمكن تقليل وقت استجابة النظام بشكل فعال وتحسين دقة التحكم. في الوقت نفسه، يمكن للتحكم بالحلقة المغلقة كذلك كبح الزيادة الزائدة والتذبذب في النظام وتحسين الاستقرار الديناميكي.

خوارزمية التحكم التكيفية: نظرًا للاختلافات في الخصائص الديناميكية لظروف العمل المختلفة، يتم إدخال خوارزمية تحكم تكيفية، يمكنها ضبط معلمات التحكم وفقًا للظروف الفعلية في الوقت الحقيقي لضمان استجابة وتأثير التحكم للصمام.

تستخدم هذه المقالة طريقة محاكاة عابرة تجمع بين الديناميكية الحاسوبية للسوائل (CFD) وتحليل العناصر المحدودة (FEM) لمحاكاة عملية الاستجابة الديناميكية للصمام تحت شروط تدفق وضغط مختلفة.

تقوم هذه الورقة ببناء نموذج محاكاة ثلاثي الأبعاد لصمام تحكم كهربائي، حيث يتم تحاكي خصائص الديناميكا السائلة والانحناء الهيكلي أثناء عملية الفتح للصمام بشكل رئيسي. تتمثل الشروط الحدودية المستخدمة في المحاكاة في تطابقها مع شروط الاختبار الفعلية، مما يضمن دقة نتائج المحاكاة.

خصائص السائل: عندما يمر السائل من خلال الصمام، تحدث تغييرات معقدة في حقل التدفق. تؤثر عدم استقرارية التدفق للسائل عالي السرعة في المرحلة الأولى من فتح الصمام بشكل كبير على دقة التعديل.

تشوه الهيكل: قد يؤدي تأثير السائل عالي الضغط إلى تشوه طفيف في هيكل الصمام الداخلي، مما سيؤثر بشكل أكبر على الاستجابة الديناميكية للصمام. يمكن تحسين مواد جسم الصمام وتصميمه الهيكلي لتقليل التشوه بشكل فعال وتحسين دقة التعديل.

من خلال تحليل المحاكاة، تقدم هذه المقالة اقتراحات لتحسين هيكل الصمام، بما في ذلك تحسين تصميم نواة الصمام، وتقليل مقاومة مجرى التدفق، وتحسين مقاومة التأثير للمواد، لتحسين أداء الصمام التنظيمي بشكل أفضل.

استنادًا إلى البحث والتحليل أعلاه، تقترح هذه المقالة استراتيجية تحسين التكنولوجيا لمنتجات صمام التنظيم CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao لتحسين استجابتها الديناميكية ودقة التحكم وتلبية احتياجات التطبيقات الصناعية عالية المستوى.

محرك سيرفو عالي الأداء: يعمل إدخال محرك سيرفو عالي الدقة على تحسين سرعة الاستجابة ودقة التحكم للمحرك بينما يقلل من استهلاك الطاقة أثناء التشغيل.

تصميم موديلاري: تصميم محركات موديلارية وفقًا لظروف العمل المختلفة، بحيث يمكن تكوينها بمرونة وفقًا للتطبيقات الفعلية والتكيف مع مجموعة متنوعة من السيناريوهات الصناعية.

تحسين تصميم نواة الصمام ومقعد الصمام: من خلال تحسين شكل نواة الصمام وهيكل مقعد الصمام، يتم تقليل مقاومة السائل وتحسين سرعة الاستجابة الديناميكية لصمام التحكم.

تحسين أداء مواد جسم الصمام: استخدام مواد عالية القوة ومقاومة للتآكل لتعزيز استقرار ومتانة الصمام في البيئات عالية الضغط والحرارة.

التحكم الذكي في التغذية الراجعة: دمج نظام التغذية الراجعة للبيانات في الوقت الحقيقي مع خوارزميات الذكاء الاصطناعي لضبط معلمات التحكم في الصمام بشكل دينامي لتحسين سرعة استجابة الصمام ودقة التعديل.

خوارزمية التحكم التكيفية: لظروف العمل المعقدة، تم تطوير خوارزمية تحكم تكيفية، التي يمكنها ضبط الاستراتيجية تلقائيًا وفقًا للحالة التشغيلية الفعلية وتحقيق ضبط دقيق لظروف العمل المختلفة.

بناءً على نتائج البحث في هذه المقالة، ستقوم CHNLGVF丨中國大乾洋貿 بتنفيذ التحسينات التالية في عملية البحث والتطوير وتصنيع صمامات التحكم:

تحسين أداء صمام التحكم في التطبيقات عالية الدقة من خلال دمج التصميم النمطي للمحرك والنظام الذكي للتحكم.

تحسين المواد وعمليات التصنيع، باستخدام مواد عالية القوة ومقاومة للحرارة العالية والتآكل لتعزيز موثوقية المنتج وعمر خدمته.

التحكم الدقيق أثناء عملية التصنيع يعزز كفاءة الإنتاج مع ضمان توحيد المنتج وجودة عالية.

من خلال البحث العميق حول الخصائص الديناميكية واستراتيجيات التحكم في صمامات التحكم الكهربائية، تقترح هذه المقالة عددًا من استراتيجيات تحسين التكنولوجيا، بهدف تحسين قدرات الاستجابة الديناميكية ودقة التحكم في منتجات صمامات التحكم CHNLGVF丨中國大乾洋貿. من خلال التحكم في الحلقة المغلقة، وتحسين خوارزميات الذكاء، وتحسينات في تصميم الصمام، تم تحسين أداء الصمامات التنظيمية في التطبيقات الصناعية بشكل كبير. ستوفر نتائج هذا البحث الدعم التقني والتنافسية في السوق للتطوير عالي الجودة لمنتجات صمامات التحكم من CHNLGVF丨中國大乾洋貿 في البحث والتطوير والتصنيع.