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执行器的执行结构

时间:2015-03-16 13:20来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
电动执行器的执行结构,把来自控制器的 mA的直流控制信号,转换成相应的位移或转角,去驱动执行器的调节结构(控制阀)。图1是电动执行器执行机构的工作原理方框图。 图1 电动执行机构的工作原理 图中的执行机构是角行程电动执行机构,由伺服放大器、伺服电动
电动执行器的执行结构,把来自控制器的mA的直流控制信号,转换成相应的位移或转角,去驱动执行器的调节结构(控制阀)。图1是电动执行器执行机构的工作原理方框图。

图5.27 电动执行机构的工作原理
图1 电动执行机构的工作原理

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图中的执行机构是角行程电动执行机构,由伺服放大器、伺服电动机、减速器、位置发送器、操作器等组成。伺服放大器接受来自控制器的控制信号,与执行机构的位置反馈信号相比较,其差值经放大后供伺服电动机。当输入信号为零时,放大器无输出,电机不转动。当有不为零的控制信号输入时,输入信号与位置反馈信号产生的偏差使放大器输出相应的功率,驱动伺服电机正转或反转,减速器的输出轴也相应转动,这时,输出轴的转角又经位置发送器转换成电流信号送到伺服放大器的输入端。当位置反馈信号与控制器信号相等时,伺服电机停止转动。这时,输出轴就停止在控制信号要求的位置上。一旦电动执行机构断电,输出轴就停止在断电的位置上,不会使生产中断。这也是电动执行机构的优点之一。电动执行机构还可以通过操作器接受来自控制室的远方信号,实现远方手动控制。当操作器的切换开关切换到手动位置时,可直接控制伺服电机,进行手动遥控操作。执行机构还配有手轮,在必要时由人工操作。角行程执行机构输出的角位移是 。直线行程的电动执行机构输出的是直线位移,其工作原理与角行程电动执行机构完全相同,仅仅是减速器的结构不同。 本文来自www.eadianqi.com

电动执行器机构与其调节机构(控制阀)连接的方式较多,可以分开安装,用机械装置把两者连起来,也可以安装固定在一起。有些产品在出厂时就是执行机构与控制阀连为一体的电动执行器。

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图5.28 气动调解阀
图2 气动调解阀
1-上盖;2-膜片;3-平衡弹簧;4-阀杆5-阀体;6-阀座;7-阀芯。 本文来自www.eadianqi.com

气动执行机构往往和调节机构形成一个整体。图2是气动调节阀的结构示意图。气动调节阀的执行机构由膜片、推杆和弹簧组成。代表控制信号的压力p由气动调节阀的顶部引入,作用在膜片上产生向下的推动力,固定在膜片上的推杆向下移动,压缩弹簧。当推杆的推力与弹簧的作用力相等时,推杆停止移动,阀芯停留在需要的位置上。图5.28所示的气动调节阀在气源中断时,阀门是全开的。控制信号从MPa逐渐变化时,阀门从全开到全关。有控制信号时阀关小,无控制信号时阀关,有控制信号时阀开,称为气开式气动调节阀。控制系统设计时,选择气开式还是气关式主要从工艺要求,设备和操作人员的安全来考虑。在气源中断,控制信号中断,气动膜片破裂等情况下,调节阀所处的位置应是安全的。例如石化工业中的加热炉,当气源中断时,应切断燃料,避免燃烧不受控制,引起事故。这时,应选用气开型气动调节阀。无输入信号时,阀门是关闭的。

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气动信号有它的优点,如防火防爆等,电信号也有它的优点,如可远距离传输等。在控制系统的组成上,控制器等采用电信号,执行器采用气动信号,这样的设计是很多的。特别是计算机控制为核心的先进控制系统,只能对电信号进行处理。所以,与执行器、变送器相配合,还有气——电或电——气转换器。它们的作用是将气动信号转换成相应的电信号或相反。

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比较电动执行机构和气动调节阀的原理就会发现,电动执行机构是一个反馈控制系统。它的位置反馈保证了电动执行器的定位精度。而气动调节阀则没有内部的反馈回路,由于被控介质压力、温度等的变化,由于阀杆的摩擦力的变化等因素,很难保证阀门的开度与控制信号完全一致。所以,气动调节阀还有一种辅助装置,称为阀门定位器。阀门定位器与气动调节阀的连接示意图如图3所示。 本文来自www.eadianqi.com

图5.29 阀门定位于气动调解阀的连接
图3 阀门定位于气动调解阀的连接

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从控制器来的控制信号进入阀门定位器,阀门定位器接收阀杆的反馈信号与控制信号进行比较,再有阀门定位器输出一个与控制信号成比例的气动信号到气动调节阀。由此可见,气动阀门定位器和气动调节阀配合组成了一个反馈系统,它可以克服影响阀门开度的各种扰动,提高气动调节阀的定位精度和灵敏度。对于一些响应较慢的控制过程,阀门定位器还可以提高调节阀的响应速度。阀门定位器还可以用来改变调节阀的特性及组成特殊的控制系统。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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