电动执行机构讲义.doc

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1、电动执行机构讲义一、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，将控制信号转换成相应的动作，以控制阀内截流件的位置或其它调节机构的位置。信号或驱动力可以为气动的、电动的、液动的或此三者的任意组合。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

2、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他控制

3、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。二、DKJ系列角行程电动执行机构结构与工作原理见图比例式电动执行机构是一个以两相伺服电动机为动力源的位置伺服机构，由电动伺服放大器和积分式电动执行机构组成，积分式电动执行机构由两相伺服电动机、减速器和位置发送器组成，系统图1。图1执行机构系统原理图对于比例式执行机构（当电动操作器为“自动”工作状态或未接入电动操作器时），当伺服放大器的输入端有控制信号输入

4、时，此信号与来自位置发送器的位置反馈信号进行比较，比较后的信号偏差经过放大，使功率级导通相应回路以驱动两相伺服电动机转动，使减速器的输出轴朝着减小这一偏差方向转动（位置发送器不断将输出轴的实际位置转变为电信号——位置反馈信号回伺服放大器）直到信号偏差小于死区为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。输出轴的行程与输入信号成比例关系。对于积分式执行机构，置电动操作器为“手动”状态，按下电动操作器的“关”或“开”按钮，伺服电动机通电旋转，减速器的输出轴朝着“关”或“开”的方向转动，位置发送器将输出轴的实际位置不断转变为电信号——位置反馈信号

5、送回电动操作器的阀位开度表，当阀位开度表的反馈信号显示输出轴已经转动到需要的位置时，放开电动操作器的按钮，伺服电动机断电停转，输出轴停止转动，输出轴的转动量与通电时间成积分关系。电动机为鼠笼式两相交流伺服电动机。该电动机转子内阻较大，具有较大的起动转矩和较软的机械特性。在伺服电动机的尾部装有制动装置，能在电动机失电后迅速制动，有效地限制输出轴的惯性惰走及负载反作用力矩的影响，使输出轴准确地停止在确定的位置上，改善系统的稳定性，电动执行机构采用交流电容器做为两相伺服电动机的分相电容，提高了产品的可靠性。减速器采用一级圆柱齿轮和一级渐开线小齿差行星

6、齿轮传动，具有传动比大、体积小、效率高、噪音小、寿命长等特点。在减速器上设置了手轮装置供就地调整和操作，手轮转动方向与输出轴相同。伺服电动机安装在减速器上，它的后罩上有手柄，可以左右转动进行“电动”与“手动”状态切换，在安装调试及系统或线路出现故障时可断开电源，拉出手轮至“手动”位置（电动机的手也扳至“手动”位置）进行就地操作。在减速器的端盖上配置有两块由T型槽螺钉和螺母紧固的制动块，这就是角行程执行机构的机械限位装置。位置发送器由传动装置、传感元件、电源装置、放大电路及凸轮——微动开关等组成。输出轴的转角变化通过齿轮带动凸轮和导电塑料电位器转

7、轴转动，电位器的电阻变化通过放大电路转化成位置反馈电流信号做为位置发送器的输出，在放大电路印制线路板上装有两个电位器：“0%”电位器和“100%”电位器分别用来调整位置反馈电流的下限和上限。在带动导电塑料电位器转动的轴上装有2个可调的凸轮可以分别使2个微动开关动作。靠近导电塑料电位器的凸轮——微动开关可以切断使输出轴顺时针转动（面对输出轴观察（注：以下均如此））的电动机回路，另一个凸轮——微动开关可以切断使输出轴逆时针转动的回路。这两组凸轮——微动开关组成了执行机构的电气限位装置。位置发送器上有2个插头座，其中的14线矩形插头座—X1连接电源、

8、接地、电动机控制电路和传输位置反馈信号，3线圆形插头—X2连接伺服电动机（已接线）。位置反馈信号可调整为两种状态：正作用或反作用。当执行机构的输出轴顺