اکچویتور برقی (Electric Actuator) چیست؟

در عصر دیجیتال و اتوماسیون صنعتی اکچویتور برقی یا عملگر الکتریکی (Electric Actuator) به یکی از تجهیزات کلیدی در کنترل سیستم‌های اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است. اکچویتر الکتریکی وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به حرکت مکانیکی را بر عهده دارد و در صنایعی چون نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، نیروگاهی و حتی تهویه مطبوع (HVAC) کاربرد گسترده دارد. با رشد روزافزون نیاز به دقت، سرعت و هوشمندسازی، بسیاری از صنایع سنتی در حال جایگزینی اکچویتورهای پنوماتیکی و هیدرولیکی با اکچویتورهای برقی هستند.

اکچویتور برقی دستگاهی است که با استفاده از موتور الکتریکی، انرژی الکتریسیته را به حرکت مکانیکی خطی یا چرخشی تبدیل می‌کند. این حرکت معمولاً برای باز و بسته کردن شیرها، جابجایی تجهیزات یا تنظیم موقعیت قطعات استفاده می‌شود. این تجهیز می‌تواند حرکت چرخشی یا خطی ایجاد کند.

در این مقاله به‌صورت تخصصی و با زبانی ساده، به بررسی انواع اکچویتور برقی، مزایا، معایب، کاربردها و نکات خرید آن و موارد زیر می‌پردازیم.

• تعریف اکچویتور برقی و اجزای اصلی آن (موتور، مکانیزم انتقال، سنسورها و برد کنترل)

• بررسی انواع حرکت: خطی و چرخشی همراه با نمودار کاربردها

• مقایسه دقیق با اکچویتورهای پنوماتیکی و هیدرولیکی

• بررسی مزایا مثل دقت بالا، هوشمندسازی، معایبی مثل نیاز به برق و قیمت

• معرفی نکات کلیدی در خرید: گشتاور، ولتاژ، کورس، IP، سیگنال‌ها

• بررسی برندهای مطرح (PEPCO، SMC، Drehmo، Bernard و …)

• نکات نصب، نگهداری و زمینه‌سازی برای آینده اتوماسیون و IOT

اجزای اصلی اکچویتور برقی

موتور الکتریکی و کارت های الکترونیکی مهمترین قسمت های یک عملگر برقی شناخته می شود. به طور کلی اجزاء اصلی این عملگرها را می توان به 5 دسته زیر تقسیم کرد:

موتور الکتریکی

قلب اکچویتور برقی که می‌تواند از نوع DC، AC یا موتور پله‌ای باشد موتور الکتریکی آن است و وظیفه آن تأمین نیروی اولیه حرکت است.

مکانیزم انتقال حرکت (تبدیل حرکت)

اغلب شامل پیچ و مهره، گیربکس یا چرخ‌دنده است که چرخش موتور را به حرکت خطی یا زاویه‌ای تبدیل می‌کند. وظیفه آن تبدیل حرکت چرخشی به خطی یا وارونه این وضعیت می باشد.

گیربکس

یکی از اجزا بسیار کلیدی، حساس و کاربردی می باشد که وظیفه آن کاهش سرعت و افزایش گشتاوررا برعهده دارد.

برد کنترل (Controller)

برد کنترل که مجموعه کارت های الکترونیکی هستند برای دریافت سیگنال فرمان (مثلاً از PLC) و کنترل دقیق موقعیت استفاده می شوند. نقش تفسیر سیگنال‌های ورودی و ارسال دستور حرکت را بر عهده برد کنترل می باشد.

در این زمینه شرکت پدیده انرژی پارسیان (پپکو) به دستاورد بزرگی دست یافته است. پپکو به عنوان یک شرکت دانش بنیان مشهدی توانسته است با باز طراحی کارت های الکترونیکی اکچویتر برقی درهمو آلمان پا را فراتر از مهندسی معکوس گذاشته و آنها را به طورکامل بومی سازی و ایرانیزه کند. این کارت های الکترونیکی که با نام تجاری PEPCO تولید می شوند از قابلیت هایی برخوردار است که نمونه های اوریجینال و اصلی آن نیز آن ویژگی ها را ندارند. به همین دلیل و با توجه به عملکرد بی نظیر و بی نقص این کارت ها و رضایت 100% و کامل مشتریان، شرکت ملی گاز ایران MESC کدهای این کالا را به نام این شرکت صادر نمود.

با به دست آوردن این دانش بومی، شرکت پپو قادر است کارت های الکترونیکی تمام برندهای خارجی اکچویترهای برقی موجود در بازار ایران را مهندسی معکوس و حتی باز طراحی نماید.

سنسورها (انکدر یا پتانسیومتر)

تشخیص موقعیت، گشتاور، دما، اندازه گیری دقیق موقعیت و وضعیت عملکردی اکچویتور بر عهده این قسمت ها می باشند.

انواع اکچویتور برقی بر اساس نوع حرکت

اکچویتر برقی بر اساس نوع حرکتی که دارند به دو دسته زیر تقسیم می شوند

اکچویتور برقی خطی (Linear Electric Actuator):

مکانیزم این اکچویتر بر مبنای تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت رفت و برگشتی تنظیم شده است.

• حرکت رفت و برگشتی در مسیر مستقیم
• مناسب برای درب‌های صنعتی، تجهیزات پزشکی، و خط تولید

اکچویتور برقی چرخشی (Rotary Electric Actuator):

این اکچویتر با ایجاد حرکت دورانی برای باز و بسته کردن شیرها عملیات خود را انجام می دهد.

• چرخش در زاویه خاص (مثلاً ۹۰ یا ۱۸۰ درجه)
• عمدتاً برای کنترل ولوها (Ball Valve / Butterfly Valve)

مقایسه کامل اکچویتور برقی با اکچویتور نیوماتیکی و هیدرولیکی

در جدول زیر مقایسه ای جالب و کوتاه بین اکچویتر الکتریکی با انواع اکچویتر (هیدرولیکی و نیوماتیکی) انجام شده و تفاوت های آنها بیان شده است.

ویژگی	اکچویتور برقی (Electric Actuator)	اکچویتر نیوماتیکی	اکچویتور هیدرولیکی
دقت کنترل (حرکت)	بسیار بالا	متوسط	بالا
قتدرت خروجی	متوسط	متوسط	بسیار بالا
واکنش سریع (سرعت عمل)	متوسط	بالا	متوسط
نیازمندی به تجهیزات جانبی	فقط برق	کمپرسور پمپ	مخزن روغن
هزینه نگهداری	پایین (آسان)	پایین (ساده)	بالا (پیچیده)
مصرف انرژی	متوسط	پایین	بالا
قیمت	متوسط تا بالا	پایین	بالا

مزایا و معایب اکچویتور برقی در کاربردهای صنعتی

اکچویترهای الکتریکی نیز مانند سایر انوع عملگرها دارای مزایا و معایبی هستند که در اینجا به بیان آن می پردازیم.

مزایای اکچویتور برقی (Electric Actuator)

• دقت بسیار بالا در موقعیت‌یابی به دلیل کنترل میکرو‌استپ موتور

• قابلیت برنامه‌ریزی و کنترل دیجیتال

• مناسب برای سیستم‌های هوشمند و اتوماسیون صنعتی

• امکان کنترل پیشرفته از راه دور

• بدون نیاز به کمپرسور یا پمپ

• بی‌نیاز از سیستم تأمین فشار هوا یا روغن

• نصب و راه‌اندازی آسان

• قابل اتصال به سیستم‌های هوشمند (IoT, PLC, SCADA)

معایب احتمالی اکچویتور برقی

• نیاز به برق پایدار و دائم (مشکل در قطع برق)

• در توان‌های بالا، گرمایش موتور یا محدودیت گشتاور

• هزینه اولیه بالاتر (قیمت بیشت)ر نسبت به پنوماتیکی در بعضی کاربردها

• حساسیت به نوسانات برق (نیاز به UPS و استابیلایزریا تثبیت‌کننده ولتاژ)

کاربردهای اکچویتور الکتریکی در صنعت

با توجه به مزایای کاربردی اکچویتورهای برقی، استفاده از این نوع عملگر در صنعت روز به روز در حال افزایش است. این عملگرها در نقاط مختلف صنعت کم کم در حال جایگزینی با سایر عملگرها می باشند. از مهمترین کاربردهای آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• خطوط تولید خودکار در کارخانه‌ها

• سیستم تهویه و HVAC

• نیروگاه‌های برق (کنترل ولوهای بخار و گاز)

• صنایع دارویی و غذایی (کنترل دقیق فشار و جریان)

صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

• کنترل شیرهای خودکار صنعتی در خطوط انتقال انواع سیالات (نفت و گاز)…

• در پالایشگاه‌ها برای اتوماسیون شیرهای گاز در اتاق کنترل

• کنترل ولوهای بزرگ با ایمنی بالا و دقت تنظیم بالا

صنایع نیروگاهی.

• در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی برای کنترل ولوهای فشار بخار

صنایع آب و فاضلاب

• خطوط انتقال آب

صنایع غذایی و دارویی

• شیرهای استریل، سیستم‌های CIP/SIP

صنایع خودروسازی

• خطوط رباتیک، دستگاه‌های تنظیم خودکار

ساختمان‌های هوشمند

• سیستم‌های تهویه (HVAC)، درب و پنجره اتوماتیک

صنایع پزشکی و آزمایشگاهی

• تنظیم موقعیت در دستگاه‌های آنالیز و جراحی

نکات مهم در انتخاب اکچویتور برقی

چنانچه نیاز به تامین و خرید اکچویتور برقی داشته باید مهمترین پارامترهایی را که باید به آنها توجه کنید موارد زیر هستند:

۱. گشتاور یا نیرو مورد نیاز

بر اساس نوع ولو یا دریچه، نوع بار و شرایط مکانیکی، تعیین میزان گشتاور یا نیروی لازم مهم‌ترین معیار است.

۲. ولتاژ کاری

باید AC یا DC بودن بسته به محل استفاده معلوم گردد. معمولاً 12V / 24V / 220V بسته به مدل باید با سیستم سازگار باشد.

۳. نوع حرکت

خطی یا چرخشی بودن باید مشخص شود. در مدل خطی طول کورس باید متناسب با نیاز کاربردی باشد.

۴. سرعت حرکت

بسته به نوع پروژه، سرعت می‌تواند مزیت یا محدودیت ایجاد کند.

۵. نوع سیگنال ورودی

آنالوگ (۴-۲۰ میلی‌آمپر)، دیجیتال، Modbus و…

۶. کلاس حفاظتی (IP Rating)

برای محیط‌های مرطوب یا غبارآلود، باید IP65 یا بالاترو برای محیط‌های صنعتی IP67 یا بالاتر باشد.

7. دمای کاری و شرایط محیطی

خصوصاً در فضای باز یا مناطق خطرناک باید استعلام گرفته شود.

برندهای معروف اکچویتور برقی ایرانی و جهانی در بازار داخل

از مهمترین برندهای معروف جهانی اکچویتوربرقی که در ایران به وفور مشاهده می شوند می توان به برندهای زیر اشاره کرد:

• PEPCO (ایران) – تولید داخلی با استاندارد صنعتی و کیفیت صادراتی

• AUMA (آلمان) – متخصص اکچویتورهای ولو

• Belimo (سوئیس) – در حوزه تهویه مطبوع

• valve Italia (ایتالیا) – در حوزه گاز

• Bernard (آلمان) – در حوزه گاز

• Drehmo (آلمان) – در حوزه گاز

• Festo (آلمان) – مصرف متفرقه

• SMC (ژاپن) – مصرف متفرقه

نصب و نگهداری اکچویتور برقی (Electric Actuator)

برای نصب و نگهداری اکچویتر برقی خود پیشنهاد می شود ابتدا از کارشناسان شرکتی که از آن عملگرتان را تهیه کرده اید کمک بگیرید. ولی به طور کلی موارد زیر را نیز در نظر داشته باشید.

• نصب در محل خشک و تهویه شده

• بررسی ولتاژ ورودی

• استفاده از کابل‌کشی استاندارد با ارت مناسب (اتصال دقیق کابل فرمان و تغذیه)

• کالیبراسیون در موقعیت اولیه

• کالیبراسیون مجدد در صورت افت دقت

• بررسی دوره‌ای عملکرد سنسورها و بُرد

• تست دستی حرکت چپ و راست یا بالا و پایین

• بررسی سیکل‌های عملکرد دوره‌ای

آینده اکچویتر برقی در اتوماسیون صنعتی ایران

با گسترش صنعت نیاز به اکچویتورهای هوشمندتر، دقیق‌تر و کم‌مصرف‌تر بیشتر شده است. ترکیب اکچویتور برقی با حسگرهای موقعیت، اینترنت اشیاء (IOT) و الگوریتم‌های کنترل تطبیقی، آینده را به سمت اکچویتورهای خودتنظیم و تحلیل‌گر خطا سوق داده است.

با رشد سریع صنعت اتوماسیون، استفاده از اکچویتورهای برقی در خطوط انتقال سیالات، تولید دارو، صنایع پتروشیمی و خطوط تولید خودرو افزایش یافته و با ورود اینترنت اشیاء (IoT)، امکان کنترل، تحلیل و بهینه‌سازی عملکرد آن‌ها به‌صورت آنلاین فراهم شده است.

شرکت PEPCO یک شرکت دانشبنیان و فناور مستقر در پارک علم و فناوری خراسان، سازنده انواع اکچویتور و سیستم های کنترل و تجهیزات ابزار دقیق مربوط به ولوها، اقدام به ساخت اکچویتور برقی ایرانی، با طراحی داخلی و پشتیبانی کامل، تجهیزاتی با کنترل الکترونیکی هوشمند، استاندارد IP67 و گشتاورهای ۵ تا ۲۵۰۰ نیوتن‌متر نموده است.

سؤالات متداول درباره اکچویتور برقی (FAQ)

در اینجا چند پرسش متداول، مهم و رایج درباره عملگرهای برقی را مطرح کرده و پاسخ می دهیم.

اکچویتور الکتریکی (Electric Actuator) چگونه کار می‌کند؟

با دریافت سیگنال الکتریکی، موتور داخلی به حرکت در‌می‌آید و از طریق گیربکس و مکانیزم حرکتی، به حرکت مکانیکی خطی یا چرخشی ایجاد شده و نیروی لازم برای باز یا بسته کردن شیر را ایجاد می‌کند.

تفاوت محرک برقی با پنوماتیکی در چیست؟

اکچویتر برقی با با موتور و برق کار و بدون نیاز به کمپرسور هوا می‌کند. دقت بالایی دارد ولی گران قیمت‌تر است. ولی محرک پنوماتیکی با هوای فشرده و سریع‌تر است و از نظر سرعت سریع‌تراست. همچنین عملگر ارزان قیمت تر و اقتصادی‌تری می باشد.

آیا اکچویتر برقی نیاز به برق دائم دارد؟

بله، برای عملکرد، حفظ موقعیت و پاسخ سریع باید برق دائم یا UPS متصل باشد.

قیمت اکچویتور برقی چقدر است؟

بسته به نوع، گشتاور، IP، برند و عملکرد، قیمت آن بسیار متغیر است و باید در زمان خرید قیمت آن استعلام گردد.

نتیجه‌گیری و CTA

اکچویتور برقی (Electric Actuator) با دقت بالا، کاربری آسان و امکان کنترل از راه دور، انتخابی هوشمندانه برای هر پروژه‌ای است که در آن دقت، قابلیت اتوماسیون و صرفه‌جویی انرژی اهمیت دارد. انتخاب برند مناسب، توان خروجی و نوع کنترل، سه عامل کلیدی برای بهره‌وری بالا در پروژه‌های صنعتی هستند.

اکچویتر الکتریکی به عنوان یکی از حیاتی‌ترین تجهیزات اتوماسیون، نقش مهمی در بهبود بهره‌وری صنعتی دارد. برای انتخاب و خرید دقیق این محصول، مشاوره تخصصی و انتخاب برند مناسب بسیار مهم است.

برای انتخاب اکچویتور برقی مناسب پروژه‌تان و برای دریافت مشاوره رایگان و دریافت کاتالوگ اکچویتورهای برقی ایرانی با نشان تجاری پپکو (PEPCO) با کیفیت صادراتی و قیمت ایرانی با کارشناسان شرکت پدیده انرژی پارسیان تماس بگیرید.