电动执行机构介绍.ppt

一、电动执行机构 在控制仪表中，变送器是信息的源头，控制器是信息的处理器，执行器是信息的终端。 执行器也被称作终端元件（Final Element）。 执行器如果选择不当，往往会给生产过程自动化带来困难。因此必须对执行器的设计、安装、调试和维护给与高度重视。 执行器的构成 执行器由执行机构和控制机构组成。 控制机构有调节机构、调节阀和控制阀之称。 执行机构是执行器的一部分。 二、电动执行机构分类 按输出位移分为三类 角行程，输出力矩和90°转角，用于控制蝶阀、球阀、百叶阀、风门、旋塞阀、挡板阀等。 力矩不大于600N·m时，减速器高速级为两级行星齿轮传动，输出级为蜗杆传动( 蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。)。 力矩不小于1000N·m时，减速器由多转执行机构减速器配蜗杆减速器组成。 直行程，输出推力和直线位移，用于单、双座调节阀、套筒阀、高温高压给水阀、减温水调节阀。 减速器由多转执行机构配接丝杠螺母传动装置组成。 多转式，输出力矩和超过360°的转动，用于控制各类闸板阀、截止阀、高温高压阀、减温水阀及需要多圈转动的其他调节阀。 减速器高速级为行星齿轮传动，输出轴为交错轴斜齿轮传动。 按调节方式分为三类 开关型（两位型），执行机构接收开关信号控制输出，即使开关复位，输出件继续移动，直到极限位置停止。执行机构除非紧急按停，不能停在中间位置。原理与远控调节型相同，区别是能自动保持开关信号。 远控开关型（调节型），执行机构接收开关（继电）信号控制输出位移，开关复位，输出件停止运动。是一种开环的可间断调节的控制系统。 比例调节型，执行机构接收系统的控制信号自动实现工业过程调节控制，控制行程与输入信号成正比。是一种带负反馈的偏差控制系统。 基本结构和工作原理 伺服放大器 位置发送器 伺服电机 操作器 减速器 阀位 指示 放大器 执行机构 Ii If θ 电动执行机构方框图 0~90O 来自调节器的电流信号Ii（4-20mA）作为伺服放大器的输入，与阀的位置反馈信号If进行比较，当输入信号和反馈信号比较差值不等于零时，其差值经伺服放大器放大后，控制伺服电机按相应的方向转动，再经减速器减速后使输出轴产生位移；同时，输出轴位移又经位置发送器转换成阀的反馈信号If；当反馈信号与输入信号相等时，伺服放大器无输出，电机不转动，执行机构就稳定在与输入信号相应的位置上。电动执行机构的输出轴位移和输入信号成线性关系。 伺服放大器 组成：信号隔离器、综合放大电路、触发电路、固态继电器等。 信号隔离器采用光电隔离电路，实现信号隔离和电流—电压转换。 综合放大和触发电路见图。 电动执行机构的组成分为电机、减速器及位置发送器三大部件 2.1电机 作用是将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩，并且当伺服放大器没有输出时，电机又能可靠地制动。 2.2减速器 减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。减速器是将电机的高转速、小转矩转换为低转速、大转矩的输出功率，以带动阀门机构动作。 2.3位置发送器 将输出轴0~90°的转角转换成4~20mADC直流电流，作为阀位信号和反馈信号。 位置发送器由电源变压器、差动变压器、印刷电路板等部件组成。 当减速器输出轴移动时，凸轮随之旋转，是压在凸轮斜面上的差动变压器的铁芯连杆产生轴向位移，改变铁芯在差动变压器线圈中的位置，使差动变压器输出对应位置的电压转换成标准的直流电流信号（4~20mA）。减速器输出轴的转角位移与位置发送器的输出电流呈线性关系。 老式电动执行器的特征 前面列举的都是老式电动执行器。 开关控制型采用的是继电开关控制，控制装置为远处的继电开关柜，或通过DI和DO连接到DCS上。 比例调节型采用的是模拟的运算放大器加继电式的开关型组成。 这些设备线路复杂，以开关型为例，由于使用的是220V AC电源，在传动检查线路是否完好时，需要对照接线图使用电笔检查。 电机传动普遍采用行星齿轮减速，具有减速比大，效率高，机械损失小的特点。 智能型电动执行器 随着集成电路和数字 技术的发展，继电开关和 模拟运算放大电路已开始被微型芯片电路板取代。出现了智能型电动执行器。 例如，西博思最新型电动执行器的控制板分为经济型和专业型，经济型针对传统的开关控制和两位型，专业型针对传统的比例调节型。 新型的智能型电动执行器电机普遍采用蜗杆蜗轮减速。 英国Rotork电动执行器结构图1、电动机 2、行程和力矩传感器 3、减速装置 4、阀门附件5、手动轮 6、执行器控制板 7、电气接线端 8、现场总线板 德国AUMA电动执行机构结构图1、电动机 2、行程和力矩传感器 3、减速器 4、阀门附件 5、手动轮