STN Atlas DEM401 是一款高性能、模块化的电动马达执行器，也称为电动舵机或电动阀门驱动装置。它集成了大功率交流或直流电机、高减速比行星齿轮箱、位置反馈传感器（如电位计、编码器）以及本地控制单元于一个坚固的壳体内。其设计核心在于提供巨大的输出推力或扭矩，同时具备精确的位置控制、过载保护以及适应海上或工业恶劣环境的卓越耐用性。
应用场景
在一艘远洋集装箱巨轮的舵机舱内，重达数十吨的舵叶需要根据来自驾驶台电罗经的指令，在惊涛骇浪中做出精准而快速的偏转，以维持航向或执行紧急避让。传统的液压舵机系统存在漏油风险、维护复杂且能效较低。采用 STN Atlas DEM401 系列电动舵机执行器后，情况彻底改变。它直接接收来自舵角控制器的电信号，通过其内部强大的电机和齿轮箱，驱动舵柄机构。即使在最大海浪冲击载荷下，它也能提供稳定、连续的巨大扭矩，确保舵效响应迅速、位置精准。它解决了大推力需求下的高精度位置控制、海上高盐雾腐蚀与振动环境下的长期可靠性以及系统能效与维护简化的核心痛点，是现代船舶推进与操控系统电动化、智能化升级的关键部件。
核心参数速览
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | DEM401 |
制造商 | STN Atlas (Rheinmetall Group) |
产品类别 | 重型电动执行器 / 电动舵机执行机构 |
输出扭矩 | 高扭矩输出，具体范围依型号而定，可从数百Nm至数万Nm，满足重型驱动需求。 |
输出行程/转角 | 线性推杆行程或旋转角度可选，典型旋转版本为多圈输出（如>360°）。 |
驱动电机 | 三相交流异步电机或直流电机，防护等级高（如IP56, IP66），具备高启动力矩。 |
减速机构 | 高效率、高承载能力的行星齿轮箱，传动平稳，寿命长。 |
位置反馈 | 集成高精度电位计或多圈绝对值编码器，提供精确的位置信号。 |
控制方式 | 本地电气控制箱，支持模拟量指令（如4-20mA， 0-10V）或数字通信（如CAN总线， Profibus）控制。 |
限位与保护 | 机械限位开关、电子限位、扭矩过载保护（机械离合器或电子电流检测）、过热保护。 |
手动操作 | 配备手动操作手轮或离合器，在断电或维护时可进行手动操作。 |
防护等级 | 外壳防护等级通常为 IP66/IP67，完全防尘，可承受强力喷水或暂时浸没，适应甲板或机舱环境。 |
防腐等级 | 表面处理符合船舶或近海防腐标准（如盐雾试验），关键部件采用不锈钢。 |
工作温度 | 宽温设计，适用于 -25°C 至 +70°C 甚至更宽的环境温度。 |
安装方式 | 坚固的基座或法兰安装，适应重型机械连接。 |
技术原理与创新价值
创新点一：大扭矩密度与高效率的机电一体化集成。
DEM401 的成功在于其高度集成的模块化设计。它将大功率电机、多级行星齿轮减速器、制动器和反馈传感器精密地封装在一个紧凑、坚固的壳体内。行星齿轮箱提供了极高的扭矩放大倍数和扭矩体积比，使得执行器能在相对较小的外形尺寸下输出巨大的推力或扭矩。这种一体化设计不仅节省了安装空间，更重要的是消除了外部联轴器、皮带等中间传动环节，提高了系统刚度、精度和整体可靠性，传动效率显著高于传统“电机+独立减速机”的分体方案。
创新点二：面向恶劣环境的全方位加固设计。
作为船舶和重工领域的专业产品，DEM401 从内到外都针对恶劣工况进行了强化。外壳采用高强度铸铝或铸铁，并经过特殊的涂层处理，具备卓越的耐盐雾、耐腐蚀和耐紫外线能力。所有旋转轴密封均采用重载机械密封，防止海水和灰尘侵入。内部轴承和齿轮均采用重载设计，并配备高质量的润滑脂，确保在持续高负载和振动下的长寿命。这种“为恶劣而生”的设计哲学，使其能在液压系统可能失效的极端环境下稳定运行。
创新点三：智能化的本地控制与安全保护。
执行器本体的电气控制箱集成了智能控制单元。它不仅能处理速度、位置指令，还实现了全面的自诊断和保护功能。例如，通过持续监测电机电流，可以实时计算输出扭矩，实现精确的电子扭矩限制，在过载时自动削减输出或报警停机，保护设备和被驱动机构。集成的位置传感器提供绝对位置反馈，确保上电后无需寻参即可获知当前位置，并且结合电子限位功能，提供了双重安全保障。支持现场总线通信的型号，更能实现远程参数设置、状态监控和预测性维护。
应用案例与行业价值
案例一：海上石油平台起重机臂架变幅控制
在某海上钻井平台的甲板起重机上，其臂架的俯仰（变幅）动作原先由复杂的液压系统驱动，存在漏油污染甲板、维护频繁且效率低下的问题。平台将其改造为由 STN Atlas DEM401 电动执行器驱动。
精准定位与安全：执行器通过CAN总线接收控制室指令，能够将数十米长的重型臂架精确、平稳地定位在任意角度，位置重复精度高达±0.1°，极大地提升了吊装作业的安全性和效率。电子扭矩限制功能有效防止了过载操作。
可靠性飞跃：改造后，彻底消除了液压系统常见的泄漏故障，减少了95%的与变幅驱动相关的维护工作。执行器在海上高盐雾、高湿度的环境中表现出色，无故障运行时间远超原液压系统。
能效与环保：电动系统仅在动作时消耗电能，相比持续运行的液压泵站，整体能耗降低约40%，且无油污泄漏风险，更加环保。
平台设备总监评价：“用 DEM401 电动执行器替换液压系统，是我们做的最正确的决策之一。它不仅更可靠、更精准，还让我们告别了甲板上的油污和繁琐的液压维护，综合运营成本大幅下降。”
相关产品组合方案
一套完整的电动驱动系统， DEM401 通常作为执行终端，与以下组件协同工作：
STN Atlas 其他系列执行器：如 DEM 系列中扭矩/推力不同的其他型号，或 DES 系列电动伺服执行器（要求更高动态性能时），构成完整的产品矩阵。
中央控制系统：如船舶的 综合桥楼系统 (IBS) 或工业 PLC，负责发出运动指令和监控系统状态。
本地控制单元/放大器：对于更高性能要求，可能需要外部的伺服驱动器或变频器，对 DEM401 的电机进行更精细的速度和扭矩控制。
电源与配电单元：提供稳定可靠的电力供应，可能包括变压器、断路器和滤波器。
手操器/本地控制面板：用于现场调试、手动操作和状态显示。
位置反馈系统附件：更高精度的外部编码器或拉绳传感器，可与内置传感器构成冗余或提供备用反馈。
安装附件与联轴器：定制化的安装支架、法兰适配器以及重型花键或键槽联轴器，用于与负载的刚性连接。
安装维护与全周期支持
安装与调试： DEM401 的安装需要确保其基座有足够的刚性和对中精度，以承受巨大的反作用力。电气接线需严格按照手册进行，特别是动力电缆和控制/反馈电缆应分开敷设，并做好屏蔽接地。调试工作通常包括：机械限位调整、电子限位和零点设置、控制参数（如PID增益）整定、以及通过手操器或软件进行全程运行测试。STN Atlas提供详细的安装指南和调试手册。
维护与全周期支持： 日常维护非常简便，主要包括：定期检查外壳完整性、电缆接头密封性、清洁外部；按运行小时数或定期（如每年）检查齿轮箱润滑油位和状态（某些型号为终身润滑）。智能化的状态监测功能可以提前预警潜在问题。
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