第十九章电动执行机构

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1、第十九章电动执行机构第一节DKJ型电动执行机构DKJ电动执行机构是DDZ型电动单元组合仪表中的执行单元。在自动控制系统中。它接收来自调节单元的自动调节信号（4〜20mADC）或来自操作器的远方手动操作信号，并将其转换成相应的角位移（0°〜90°）或直行程位移，以一定的机械转矩（或推力）和旋转（或直线）速度操纵调节机构（阀门、风门或挡板），完成调节任务。DKJ电动执行机构是以两相伺服电动机为动力的位置伺服机构。它的输出轴有两种运动方式：角位移（DKJ型角行程电动执行机构）和直线位移（DKZ型直行程电动执行机构）。两者的电气原

2、理基本相同，其差别主要在减速器的机械部分。本节只介绍DKJ型角行程电动执行机构。DKJ型角行程电动执行机构可以和电动操作器配合实现调节系统的自动调节和手动远方操作的相互切换。当电动操作器的切换开关切向手动位置时，可由操作器的止、反操作开关（或按钮）直接控制两相电动机电源的通、断，以实现执行机构输出轴的正转和反转的远方操作。当执行机构断电时，还可以在现场摇动执行机构上的手柄就地操作。一、基本结构及工作原理DKJ型角行程电动执行机构由结构上互相独立的伺服放大器和执行机构两人部分组成，如图19T所示。19-1DKJ电动执行机构原

3、理方框图当电动执行机构与电动操作器配合使用时，可实现远方操作和自动调节：切换开关切至手动位置时，通过三位（开、停、关）操作开关将220V电源直接加到伺服电动机的绕组上，驱动伺服电动机转动，实现远方操作；切换开关切至自动位置吋，伺服放大器和执3行机构直接接通，由输入信号的代数和信号工厶（以下用厶代替）控制1两相伺服电动机转动，实现自动调节。伺服放大器将输入信号厶和来口执行机构位置发送器的反馈信号//进行比较，并将两者的偏差进行转换放大，然后驱动两相伺服电动机转动，经减速器减速，带动输出轴改变转角。输出轴转角的变化经位置发送器

4、按比例地转换成相应的位置反馈电流If,馈送到伺服放大器的输入端。当厶与❻的偏差小于伺服放大器的不灵敏区时，两相伺服电动机停止转动，输出轴稳定在与输入信号相对应的位置上。由于DKJ型电动执行机构是通过使厶与匚在数值上保持一致来达到输出轴转角跟随输入电流厶变化的，所以电动执行机构是一个由伺服放大器与执行机构两个独立部分组成的闭环随动系统。如果忽略电动执行机构的不灵敏区，在稳态时，输出轴转角0与输入信号厶之间的关系为0=K/,.(19-1)式中：K为电动执行机构的静态传递系数，K二9。/mA(DDZ-II)或K二22L(ddz-

5、iii)。16mA由上式可知，电动执行机构的输出轴转角与输入信号厶成正比，所以整个电动执行机构的动态特性可近似地看成一个比例环节。二、伺服放大器伺服放大器的作用是将多个输入信号与反馈信号进行综合并加以放大，根据综合信号极性的不同，输出相应的信号控制伺服电动机正转或反转。当输入信号与反馈信号相平衡时，伺服电动机停止转动，执行机构输出轴便稳定在一定位置上。伺服放大器主要rti前置磁放大器、触发器、可控硅主回路和电源等部分组成，其组成原理如图19-2所示。为适应复杂的多参数调节的需要，伺服放大器设置有三个输入信号通道和一个位置反

6、馈信号通道。因此，它可以同吋输入三个信号和一个位置反馈信号。在单参数的简单调节系统中，只使用其中一个输入通道和反馈通道。图19-2伺服放大器原理方框图在伺服放大器中，前置磁放大器把三个输入信号和一个反馈（3、信号综合为偏差信号AZ二工厶，并放大为电压信号〃22一2】输出。此I丿输出电压同时经触发器1（或2）转换成触发脉冲去控制可控硅主回路1（或2）的可控硅导通，从而将交流220V电源加到两相伺服电动机绕组上，驱动两相伺服电动机转动。当A/>0时，t/22_21>0,触发器2和主回路2工作，两相电动机正转；当"〈0时，t/

7、22_21<0,触发器1和主回路1工作，两相电动机反转。两组触发器和两组可控硅主冋路的电路组成及参数完全和同，所以当输入信号土厶与位1置反馈电流/「相平衡时。前置磁放人器的输出t/22_21^0,两触发器均无触发脉冲输出，主回路1和2中的可控硅阻断，两相伺服电动机的电源断开，电动机停止转动。由此可见，伺服放大器相当于一个三位式的无触点继电器，并具有很大的功率放大能力。三、执行机构执行机构由两相电动机、减速器及位置发送器等部分组成。它的任务是接受可控硅管交流开关或电动操作器的信号，使两相电动机顺时针或逆时针方向转动，经减速器

8、减速后，变成输出力矩去控制阀门；与此同时，位置发送器根据阀门的位置，发出和应数值的直流电流信号反馈至前置磁放大器的输入端，与来自调节器的输出电流相平衡。1-两相电动机两相电动机的作用，是把可控硅管交流开关输出的电功率，转变成机械的转矩。它是个感应电动机，其定子具有两个绕组m和皿,相位差为90。o跟三相感