Als ein Schlüsselsteuerungskomponente in der industriellen Automatisierung beeinflussen die dynamischen Eigenschaften und die Steuergenauigkeit von elektrischen Regelventilen direkt die Betriebseffizienz und -stabilität des Systems. Dieser Artikel führt eine eingehende Untersuchung der dynamischen Eigenschaften des elektrischen Regelventils durch, analysiert seine Leistung unter verschiedenen Arbeitsbedingungen und schlägt eine optimierte Steuerstrategie und einen strukturellen Verbesserungsplan vor, um die Reaktionsgeschwindigkeit, Steuergenauigkeit und Stabilität des Regelventils zu verbessern. Diese Forschungsergebnisse werden eine starke theoretische Grundlage und technische Unterstützung für die Forschung und Entwicklung sowie die Herstellung von Regelventilprodukten von CHNLGVF丨中國大乾閥門 bieten.

Elektrische Regelventil; dynamische Eigenschaften; Regelstrategie; Reaktionsgeschwindigkeit; Stabilität

Elektrische Regelventile werden weit verbreitet in den Bereichen Erdöl, Chemieindustrie, Elektrizität und anderen Industriezweigen eingesetzt. Als Aktuator in automatischen Steuersystemen hängt die Leistung des Regelventils direkt mit der präzisen Steuerung des Prozessflusses und dem sicheren und stabilen Betrieb des Systems zusammen. In den letzten Jahren, mit der Zunahme der Komplexität der industriellen Produktion, steigen die Anforderungen an elektrische Regelventile hinsichtlich hoher Präzision, hoher Reaktionsgeschwindigkeit und Störfestigkeit. Basierend auf den tatsächlichen Bedürfnissen des chinesischen Außenhandelsriesen CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China, diskutiert dieser Artikel die dynamischen Eigenschaften und Steuermethoden von elektrischen Regelventilen, mit dem Ziel, Technologieverbesserungsstrategien für die hochwertige Forschung und Entwicklung sowie Herstellung von Regelventilen bereitzustellen.

Das elektrische Regelventil empfängt Signale vom Steuersystem über den elektrischen Stellantrieb und treibt den Ventilantrieb an, um den Durchfluss, den Druck oder die Temperatur des Mediums anzupassen. Zu den Kernkomponenten gehören elektrische Stellantriebe, Regelventilkörper, Rückkopplungseinrichtungen und Steuersysteme. Die dynamischen Eigenschaften des Regelventils spiegeln sich hauptsächlich in der Reaktionsgeschwindigkeit des Systems auf Eingangssignale, der Genauigkeit und Stabilität unter verschiedenen Arbeitsbedingungen wider.

Die dynamische Reaktion des elektrischen Regelventils umfasst den gesamten Prozess vom Eingang des Steuersignals bis zur Änderung der Ventilöffnung. In diesem Prozess beeinflussen die Reaktionsgeschwindigkeit des Stellglieds, die Trägheit des Motors, der Widerstand des Ventilkörpers und die nichtlinearen Eigenschaften des Systems alle das dynamische Verhalten des Regelventils. Zu den häufigen dynamischen Merkmalen gehören:

Reaktionszeit: Die Zeit vom Empfang des Befehls durch das Ventil bis zum Erreichen der eingestellten Position ist ein wichtiger Indikator für die Leistung des Regelventils.

Überschwingen und Oszillation: Während des Ventileinstellungsprozesses kann eine zu schnelle Reaktion zu Überschwingen oder Oszillation führen, was die Systemstabilität beeinträchtigen kann.

Stabilisierungszeit: Die Zeit, die das System benötigt, um die Stabilität wiederherzustellen. Eine übermäßig lange Stabilisierungszeit beeinträchtigt die Effizienz des Steuersystems.

Art des Aktuators: Die Leistung des elektrischen Aktuators beeinflusst direkt die dynamische Reaktion des Regelventils. Zu den gängigen Aktuatoren gehören Schrittmotoren, Servomotoren usw. Aufgrund ihrer präzisen Steuerung und ihrer Fähigkeit zur schnellen Reaktion werden Servomotoren weit verbreitet in Situationen eingesetzt, die eine hohe dynamische Leistung erfordern.

Ventilstrukturdesign: Das Design des Ventilkörpers, wie z.B. die Ventilkernform, die Ventilsitzstruktur und das Strömungskanaldesign, beeinflusst direkt die Mediumflusseigenschaften und die dynamische Reaktionsleistung. Ventile mit unterschiedlichen Strukturen weisen deutliche Unterschiede in ihren dynamischen Eigenschaften auf, wenn sie Hochgeschwindigkeits- oder Hochdruckmedien handhaben.

Rückkopplungsregelsystem: Das hochpräzise Rückkopplungsregelsystem kann die Ventilöffnung in Echtzeit anpassen, um die Stabilität und Reaktionsgeschwindigkeit des Systems zu gewährleisten. Die Regelgenauigkeit von elektrischen Regelventilen hängt weitgehend vom Design der Rückkopplungsregelung ab.

Um die dynamischen Eigenschaften von elektrischen Regelventilen zu studieren, wurde in dieser Arbeit ein Simulationsexperimentalsystem entworfen, das die Reaktionsleistung des Ventils unter verschiedenen Druck-, Temperatur- und Durchflussbedingungen testen kann. Der Testinhalt umfasst die Öffnungs- und Schließreaktionszeit, die Einstellgenauigkeit und Stabilität des Ventils. Das elektrische Regelventil, das im Test verwendet wurde, war ein vorhandenes Produkt von CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China Dagangyangmao, und die Leistung verschiedener Aktuatoren (Schrittmotoren und Servomotoren) wurde verglichen.

Vergleich der Reaktionszeit: Die Reaktionszeit des durch den Servomotor angetriebenen Regelventils ist signifikant kürzer als die des durch den Schrittmotor angetriebenen Regelventils. Insbesondere bei hochfrequenten Schaltvorgängen zeigt der Servomotor eine überlegene Leistung.

Überschwingen und Oszillation: Wenn die Reaktionsgeschwindigkeit des Stellglieds zu hoch ist, treten häufig Überschwingen und Oszillation auf, insbesondere während des Einstellvorgangs von Hochdruckmedien. Durch Anpassung der Rückkopplungsregelungsparameter kann das Überschwingen effektiv unterdrückt werden.

Stabilitätsanalyse: Unter hohem Druck und hoher Geschwindigkeit des Fluidmediums wird die Stabilität des Regelventils erheblich beeinflusst. Die Optimierung der Steuerparameter der Ventilstruktur und des Aktuators ist ein wichtiger Weg, um die Stabilität zu verbessern.

Durch Tests und Analysen wird eine Steuerungsoptimierungsstrategie für elektrische Regelventile vorgeschlagen:

Geschlossene Regelungsstrategie: Die Verwendung eines hochpräzisen geschlossenen Regelkreises zur Echtzeitanpassung der Aktionsweise des Aktors kann die Reaktionszeit des Systems effektiv reduzieren und die Steuergenauigkeit verbessern. Gleichzeitig kann die geschlossene Regelung auch Überschwingen und Oszillation des Systems unterdrücken und die dynamische Stabilität verbessern.

Adaptiver Regelungsalgorithmus: Angesichts der Unterschiede in den dynamischen Eigenschaften verschiedener Arbeitsbedingungen wird ein adaptiver Regelungsalgorithmus eingeführt, der die Regelungsparameter entsprechend den Echtzeit-Arbeitsbedingungen anpassen kann, um die Reaktions- und Regelungseffekte des Ventils zu gewährleisten.

Um die dynamischen Eigenschaften von elektrischen Regelventilen weiter zu untersuchen, verwendet dieser Artikel eine transiente Simulationsmethode, die CFD (Computational Fluid Dynamics) und FEM (Finite-Elemente-Analyse) kombiniert, um den dynamischen Reaktionsprozess des Ventils unter verschiedenen Durchflussraten und Druckbedingungen zu simulieren.

Dieses Papier konstruiert ein dreidimensionales Simulationmodell eines elektrischen Regelventils, das hauptsächlich die Fluiddynamik-Eigenschaften und die strukturelle Verformung während des Öffnungsprozesses des Ventils simuliert. Die in der Simulation verwendeten Randbedingungen entsprechen den tatsächlichen Testbedingungen und gewährleisten die Genauigkeit der Simulationsergebnisse.

Fluideigenschaften: Wenn die Flüssigkeit durch das Ventil strömt, treten komplexe Änderungen im Strömungsfeld auf. Die Strömungsinstabilität der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeit in der frühen Phase des Ventilöffnens hat einen signifikanten Einfluss auf die Einstellgenauigkeit.

Strukturelle Verformung: Der Einfluss von Hochdruckflüssigkeit kann zu einer leichten Verformung der internen Struktur des Ventils führen, was sich wiederum auf die dynamische Reaktion des Ventils auswirkt. Durch Optimierung des Ventilgehäusematerials und der Strukturkonstruktion kann die Verformung effektiv reduziert und die Einstellgenauigkeit verbessert werden.

Durch Simulationanalyse werden in diesem Artikel Vorschläge zur Optimierung der Ventilstruktur vorgestellt, darunter die Verbesserung des Ventilkern-Designs, die Reduzierung des Strömungskanalwiderstands und die Verbesserung der Schlagfestigkeit des Materials, um die dynamische Leistung des Regelventils weiter zu verbessern.

Basierend auf der obigen Forschung und Analyse schlägt dieser Artikel eine Technologieverbesserungsstrategie für CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China Dagangyangmao-Regelventilprodukte vor, um ihre dynamische Reaktion und Regelgenauigkeit zu verbessern und den Anforderungen von High-End-Industrieanwendungen gerecht zu werden.

Hochleistungs-Servomotor: Die Einführung eines hochpräzisen Servomotors verbessert die Reaktionsgeschwindigkeit und Steuergenauigkeit des Aktuators weiter und reduziert den Energieverbrauch während des Betriebs.

Modulares Design: Entwerfen Sie modulare Aktuatoren entsprechend verschiedenen Arbeitsbedingungen, damit sie flexibel gemäß den tatsächlichen Anwendungen konfiguriert werden können und sich an verschiedene industrielle Szenarien anpassen können.

Verbessern Sie das Ventilkern- und Ventilsitzdesign: Durch die Optimierung der Ventilkernform und der Ventilsitzstruktur wird der Fluidwiderstand verringert und die dynamische Reaktionsgeschwindigkeit des Regelventils verbessert.

Verbessern Sie die Leistung des Ventilgehäusematerials: Verwenden Sie hochfeste, korrosionsbeständige Materialien, um die Stabilität und Haltbarkeit des Ventils in Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen zu verbessern.

Intelligente Rückkopplungssteuerung: Kombination des Echtzeit-Datenrückmeldesystems mit künstlichen Intelligenzalgorithmen zur dynamischen Anpassung der Ventilsteuerungsparameter, um die Reaktionsgeschwindigkeit des Ventils und die Einstellgenauigkeit zu verbessern.

Adaptiver Regelungsalgorithmus: Für komplexe Arbeitsbedingungen wird ein adaptiver Regelungsalgorithmus entwickelt, der die Regelstrategie automatisch entsprechend dem tatsächlichen Betriebszustand anpassen kann und eine präzise Anpassung für verschiedene Arbeitsbedingungen erreichen kann.

Basierend auf den Forschungsergebnissen dieses Artikels wird CHNLGVF丨中國大乾閥門 die folgenden Verbesserungen im Bereich der Forschung und Entwicklung sowie der Herstellung von Regelventilen umsetzen:

Die Integration des modularen Designs des Aktuators und des intelligenten Steuersystems verbessert die Leistung des Regelventils in Anwendungen mit hoher Präzision.

Verbesserung von Materialien und Fertigungsprozessen, Verwendung von hochfesten, hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Materialien zur Verbesserung der Produktzuverlässigkeit und Lebensdauer.

Präzisionskontrolle während des Fertigungsprozesses verbessert die Produktionseffizienz und gewährleistet Produktkonsistenz und hohe Qualität.

Durch eingehende Forschung zu den dynamischen Eigenschaften und Steuerungsstrategien von elektrischen Regelventilen schlägt dieser Artikel eine Reihe von Technologieverbesserungsstrategien vor, die darauf abzielen, die dynamischen Reaktionsfähigkeiten und die Regelgenauigkeit der CHNLGVF丨中國大乾閥門丨China Dagangyangmao-Regelventilprodukte zu verbessern. Durch Closed-Loop-Feedback-Steuerung, intelligente Algorithmusoptimierung und Verbesserungen im Ventilstrukturdesign wurde die Leistung von Regelventilen in industriellen Anwendungen signifikant verbessert. Dieses Forschungsergebnis wird technische Unterstützung und Marktwettbewerbsfähigkeit für die hochwertige Entwicklung von CHNLGVF丨中國大乾閥門 im Bereich Forschung und Entwicklung und Herstellung von Regelventilprodukten bieten.