电动执行机构原理免费.pdfVIP

电动执行机构原理 一、电动执行机构概述 执行机构，又称执行器，是一种自动控制领 域的常用机电一体化设备（器件），是自动 化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设 备和执 行设备）中的执行设备。主要是对一 些设备和装置进行自动操作，控制其开关和 调节，代替人工作业。按动力类型可分为气 动、液动、电 动、电液动等几类；按运动形 式可分为直行程、角行程、回转型（多转式） 等几类。由于用电做为动力有其它几类介质 不可比拟的优势， 因此电动型近年来发展最 快，应用面较广。电动型按不同标准又可分 为：组合式结构、机电一体化结构，电器控 制型、电子控制型、智能控制型（带HART、 FF协议）， 数字型、模拟型，手动接触调试 型、红外线遥控调试型等。它是伴随着人们 对控制性能的要求和自动控制技术的发展而 迅猛发展的。 •早期的工业领域，有许多的控制是手动和半 自动的，在操作中人体直接接触工业设备的 危险部位和危险介质（固、液、气三态的 多种化学物质和辐射物质），极易造成对人的 伤害，很不安全； •设备寿命短、易损坏、维修量大； •采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、 误差大，生产效率低下。 基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于 工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤 害和设备损坏，极大的提高了控制精确度和 效率，同时也极大提高了生产效率。今年来 随着电子元器件技术、计算机技术和控制理论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入 智能控制的时代。 ROTORK LIMITORQUE、天津二通 二、工作原理及结构 （一）电动执行机构 目前，电动执行机构主要有：罗托克（ROTORK）、西博斯（SIPOS‐SIEMENSPositioner的缩写）、瑞基(RAGA)、奥马（AUMA）、ABB、上仪ROTORK、 利米托克 （ LIMITORQUE ）等各种电动执行机构。电动执行机构由伺服放大器和执行机构二个结构上相互独立的整体构成。执行机构为现场就地 安装式结构，在减速器箱体上装有交流伺服电机和位置发送器。减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。 直行程位置发送器与减速器的联 接结构如图 1所示 图1 电动执行机构位置发送器和减速器的联接示意图置 它们之间的联接和调整是通过杠杆和弹簧来 实现的。当减速器输出轴上下运动是时，杠 杆一端依靠弹簧的拉力紧压在输出轴的端面 上，因而传感器芯棒产生轴向位移，达到改 变位置发送器输出电流大小的目的。传感器 芯棒移动距离而对应的位置反馈电流为4~20mA DC（0~10mA DC）。输出轴位移 的行程和位置发送器输出电流呈线性关系。利用杠杆支点距离的不同来改变行程的变化。机械限位块则 按行程不同来进行设置。直行程电动执行机构是一个用交流伺服电动机为原动机的位置伺服机构，其系统方块图如图2所示。 图2 电动执行机构系统方块图 FC 伺服放大器 SD 单相伺服电机 WF 位置发送器 Z 减速器 DFD 电动操作器 C 调节阀 电动执行机构处于连续调节的控制过程状态： •当输入信号Ii=0（或4mA DC）时,位置发送器反馈电流If=0(或4mA DC) ,此时伺服放大器没有输出电压，交流伺服电动机停转，执行机构输出轴 稳定在预选好的零位。 •当输入信号Ii0（或4mA DC）时（接入极 性应与位置反馈电流极性相反）此输入信号与系统本身的位置反馈电流在伺服放大器的 前置级磁 放大器中进行磁势的综合比较，由于这两个信号大小不相等且极性相反就有误 差磁势出现，从而使伺服放大器有足够的输 出功率，驱动交流 伺服电动机，执行机构输 出轴就朝着