控制仪表与计算机控制装置第五章执行器课件.ppt

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1、5.执行器作用：接受来自调节器的控制信号，通过其本身开度的变化，从而达到调节流量的目的。执行器工作，使用条件恶劣，它是调节系统的薄弱环节5.1.概述1执行器由执行机构和调节机构两个部分构成辅助装置：阀门定位器——利用负反馈原理改善执行器的性能手操机构——用于人工直接操作执行器5.1.2.执行器的构成2(1)按使用的能源形式分类：气动执行器、电动执行器和液动执行器气动调节阀电动调节阀↓↓气动调节阀采用气动执行机构：薄膜式活塞式输出直线位移l输出角位移θ直行程式调节机构角行程式调节机构长行程式5.1.3.执行器的分类及特点3电动调节阀采用电动执行机构

2、：直行程式角行程式输出直线位移l直行程式调节机构输出角位移θ角行程式调节机构4(2)按使用的调节机构分类：直通双座调节阀直通单座调节阀蝶阀笼式（套筒）调节阀凸轮挠曲调节阀角型调节阀V型球阀三通调节阀O型球阀高压调节阀隔膜调节阀波纹管密封调节阀超高压调节阀小流量调节阀低噪音调节阀直行程式调节机构角行程式调节机构同一类型的气动调节阀和电动调节阀，分别采用气动执行机构和电动执行机构执行器的分类5(3)气动调节阀优点：结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维修方便、价格便宜和防火防爆缺点：响应时间大，信号不适于远传采用电/气转换器或电/气阀门定位器，使传

3、送信号为电信号，现场操作为气动信号。电动调节阀优点：动作较快、能源获取方便特别适于远距离的信号传送缺点：输出力较小、价格贵，一般只适用于防爆要求不高的场合执行器的特点6反作用:当输入信号增大时，流过执行器的流量减小正作用:当输入信号增大时，执行器的开度增大，即流过执行器的流量增大5.1.4.执行器的作用方式执行器的正反作用由执行机构的正反作用和调节机构的正反作用组合实现。75.2.执行机构的作用:根据输入控制信号的大小，产生相应的输出力F和位移(直线位移l或角位移θ)输出力F用于克服调节机构中流动流体对阀芯产生的作用力或作用力矩，以及摩擦力等其他

4、各种阻力；位移(l或θ)用于带动调节机构阀芯动作执行机构8正作用:输入信号增加，执行机构推杆向下运动反作用:输入信号增加，执行机构推杆向上运动执行机构作用方式9气动执行机构接受气动调节器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的输出力F和直线位移l，以推动调节机构动作。气动执行机构主要分为两大类：薄膜式（常用）活塞式（适于要求有大推力场合）薄膜式与活塞式执行机构又可分为有弹簧和无弹簧两种5.2.1.气动执行机构10结构1-上膜盖；2-波纹膜片3-下膜盖；4-支架5-推杆；6-压缩弹簧7-弹簧座；8-调节件9-连接阀杆螺母10-行程标尺(1)气

5、动薄膜式执行机构11当信号压力通入由上膜盖1和膜片2组成的气室时，在膜片上产生一个向下的推力，使推杆5向下移动压缩弹簧6，当弹簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡时，推杆稳定在一个对应的位置，推杆的位移l即为执行机构的输出，也称行程。工作原理12气动薄膜式执行机构的力平衡方程式为a)静态特性非线性偏差小于±5％，回差小于3～5％气动薄膜式执行机构的特性13（b)动态特性14长行程执行机构特点:行程长输出力矩大（2）气动活塞式执行机构主要由活塞和气缸构成，活塞在气缸内随活塞两侧压差而移动。有两位式和比例式二种。15比例式活塞执行机构信号输

6、入PM1M2P1P21322档板1　喷嘴13　喷嘴2推杆活塞调零弹簧16构成原理接受0~10mADC或4~20mADC的输入信号，并将其转换成相应的输出力F和直线位移l或输出力矩M和角位移θ5.2.2.电动执行机构17作用:将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩伺服电机实际上是一个二相电容异步电机，由一个用冲槽硅钢片叠成的定子和鼠笼转子组成，定子上均匀分布着两个匝数、线径相同而相隔90°电角度的定子绕组W1和W2。(1)伺服电机18作用:将输入信号和反馈信号进行比较，得到差值信号，并根据的极性和大小，控制可控硅交流开关Ⅰ、Ⅱ的导通或截止。可控硅交

7、流开关Ⅰ、Ⅱ用来接通伺服电机的交流电源，分别控制伺服电机的正、反转或停止不转(2)伺服放大器19作用:将电动执行机构输出轴的位移线性地转换成反馈信号，反馈到伺服放大器的输入端。位置发送器包括：位移检测元件和转换电路位移检测元件用于将电动执行机构输出轴的位移转换成mV或电阻等信号，常用的位移检测元件有差动变压器、塑料薄膜电位器和位移传感器等；转换电路用于将位移检测元件输出信号转换成伺服放大器所要求的输入信号，如0-10mA或4-20mA直流电流信号。(3)位置发送器20作用：将伺服电机高转速、小力矩的输出功率转换成执行机构输出轴的低转速、大力矩的输

8、出功率，以推动调节机构。直行程式的电动执行机构中，减速器还起到将伺服电机转子的旋转运动转变为执行机构输出轴的直线运动的作用。减速器一般由