Comprendiendo los actuadores eléctricos para la automatización de válvulas

Aunque el actuador neumático probablemente continuará haciendo trabajos de potencia en la industria de procesos para válvulas de automatización rotatorias (válvulas de bola, tapón y mariposa), hay muchas aplicaciones en las que los actuadores eléctricos pueden considerarse. Una mejor comprensión de las funciones básicas y características de los actuadores eléctricos y sus opciones y versatilidad llevará a una mejor evaluación práctica y técnica de sus utilidades.

¿Por qué usar actuadores eléctricos?

Aunque los actuadores eléctricos pueden usarse como fuente de energía (electricidad) están disponibles, hay muchas aplicaciones para las que es particularmente conveniente. Por ejemplo, en muchas instalaciones remotas puede ser impracticable hace funcionar la instalación con aire comprimido y mantenerlo. Las conducciones pueden congelarse y hacer que el equipo se obstruya y quede inoperativo o dañe instrumentos delicados. Si solo unos pocos actuadores se instalan en un área, los actuadores eléctricos ofrecen un medio simple de automatización de estos sistemas más pequeños.

Computadora compatible

Quizás una de las más importantes razones de la tendencia en usar actuadores eléctricos ha sido la caída de los costes de usar computadoras como controladores de sistemas y la facilidad y economía con que actuadores pueden interactuar con tales sistemas. Esta tendencia se espera se acelere con la llegada de nuevos microprocesadores, o controladores inteligentes, basados en chips de microprocesadores de bajo coste y versátiles. Debido a las crecientes necesidades de velocidad y capacidad de control que el computador añade a un sistema de procesos, hay menos necesidad de controlar elementos finales que tienen una alta capacidad de control tales como las válvulas de tapón y globo. Como resultado, los actuadores eléctricos menos caros y las válvulas de bola y mariposa son más aceptables y se han probado más adecuadas para muchas aplicaciones.

Como evaluar costes

Generalmente, es más económico instalar y mantener actuadores de válvula eléctricos que neumáticos. Un sistema neumático incluye no solamente los actuadores sino también compresores, tuberías, filtros, sistemas de lubricación de aire, y secaderos. Después de las instalaciones, sus componentes cuestan más de mantener. Donde se usan con sistemas controlados neumáticamente, el coste de los convertidores neumáticos-corriente deben añadirse si se requiere posicionamiento del actuador.

Los actuadores eléctricos eliminan la necesidad de aire, una fuente de energía cara, y no requieren energía cuando no están en movimiento. No hay necesidad de preocuparse con el ruido del compresor, apantallar el ruido, ventear el aire, u otras restricciones de operación asociadas con los sistemas neumáticos. Como consecuencia de ello es importante también evaluar las ventajas en eficiencia energética de los actuadores eléctricos.

Cómo trabajan los actuadores eléctricos

Un actuador eléctrico es básicamente un motor de engranajes. El motor es el componente primario de generación del par. Los motores están disponibles en una variedad de voltajes de alimentación incluyendo voltajes dc, trifásico, ac a 110 y el riesgo y tres abrió el inglés John y el V Para prevenir el daño debido a excesivas corrientes cuando está parado, o por sobretrabajo, motor de actuador eléctrico usualmente incluye un sensor de sobrecarga térmica embebido en el devanado del estator. El sensor está instalado en serie con la fuente de energía y abre el circuito cuando el color se sobrecalienta y se cierra el ciercuito una vez se ha enfriado a una temperatura de operación segura.

Opciones adicionales de control

Probablemente la razón más importante de la extensión en el fin y el el uso de actuadores eléctricos es su versatilidad del circuito de control. Como un dispositivo eléctrico, los actuadores naturalmente se prestan al uso de una gran variedad de sistemas de control y retroalimentación.

Engranaje

Los actuadores eléctricos utilizan trenes de engranajes (una serie de engranajes interconectados) para realzar el par del motor y regular la velocidad de salida del actuador. Algunos estilos de engranajes son inherentemente autobloqueantes. Esto es particularmente importante en la automatización de válvulas de mariposa o cuando el actuador eléctrico se usa en aplicaciones de control de modulación. En estas situaciones el contacto entre disco y asiento o la velocidad del fluido actúan sobre el elemento de cierre de la válvula y causa una fuerza inversa que pueden invertir el motor y eje de levas. Esto causa reenergización del motor a través del interruptor de limitación cuando la posición de la leva cambia. Este ciclo no deseable continuará ocurriendo, a menos que se instale un freno de motor, y ello usualmente acaba en un sobrecalentamiento del motor. A veces se usan engranajes de dientes rectos en actuadores eléctricos rotatorios pero no autobloqueo. Ello requiere la adición de un freno de motor electromecánico para estas aplicaciones.

Bibliografía: valveandactuators.com