智能型电动执行机构工作原理和应用

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1、智能型电动执行机构工作原理和应用　　摘要：智能型电动执行机构广泛应用于工业控制系统中，对阀门进行控制和调节。本文结合其原理对智能型电动执行机构在工业中的应用加以简单阐述。关键字：电动执行机构原理应用中图分类号:P273.5文献标志码:A1、引言随着我国工业生产控制过程自动化程度的提高，电动执行机构得到了越来越广泛的应用。它以电能为动力，接收调节器传来的标准信号，如模拟量和数字量信号,转化成相应的输出动作位移来自动改变操作变量（调节阀、风门、挡板开度等），已达到对被调参数进行自动调节的目的，使生产过程按照预定的要求进行。因此电动执行机构

2、在整个控制系统中起着举足轻重的作用,它的好坏,将直接影响着过程控制工业生产的质量、安全、环境保护，能源消耗等。目前，工业网络化越来越普遍、控制精度要求越来越高，电动执行机构的智能化程度也随之日益完善[[1]曹江,张春喜,张志强.智能变频电动执行机构发展现状及控制技术综述[J].黑龙江水专学报,2007(12):90-100.]。2、电动执行机构的工作原理7电动执行机构是由三相异步电动机驱动，接收控制器或人工给定的控制信号，将其进行功率放大，并转换为输出轴相应的转角或直线位移，通过蜗轮蜗杆减速，带动空心输出轴输出转矩，连续或断续的去推动

3、各种控制机构，以完成生产过程中各种参量的控制。执行机构的减速器具有手/电动切换机构，当切换处于手动位置时，手轮离合器可以带动齿轮组至梯形螺母使传输轴转动，输出轴的极限尺寸由导管长度决定；电动操作时，切换机构将自动回落至电动的位置，离合器和蜗轮啮合，由三相电机驱动空心输出轴来回转动。电动执行机构的整体结构示意图如图1所示。图1执行机构整体结构示意图执行机构的系统从整体上可分为控制器和执行器两部分。控制器是核心，由微控制器、总线接口模块和电磁开关等组成，完成下列功能：⑴接收和反馈信号，用于控制伺服电机的动作同时向上位机反馈实际信息。⑵信号

4、选择，选择不同的控制信号（电流或电压模拟量）。⑶断信号保护，通过读取开关状态，选择断信号是执行机构应处的位置（位于全开、全关或原位）。⑷参数调整，可以调整灵敏度、零点、行程参数。7执行器在控制器的控制下完成设定的机械动作。主要由驱动装置伺服电机、降低电机速度的减速机构、调节和控制阀门启闭位置的行程控制器、调节转矩并使之不超过预定值的力矩控制器等组成[[2]李忠虎,闰丹.电容式电动角行程执行机构位置发送器设计[J].实验室研究与探索,2013(1):33-34.][[3]胡慕伊.电动执行器直接数字控制[J].自动化与仪器与表,1996(

5、7):31-32.]。3、在工业上的应用3.1智能型电动执行机构的自身优势⑴控制系统的核心采用PLC，更适合工业环境，程序更新方便、更稳定且可监控。⑵采用人机界面，实时显示当前位置、力矩以及执行机构的运行状态。⑶智能型电动执行机构采用非侵入式设计，信号以电信号方式传递，可在不打开电气箱盖的情况下可进行调试和参数的保存。⑷可进行故障自诊断，给出相应报警信号。⑸对输入的三相电源自动进行相序纠正。⑹在不改变硬件结构的前提下，升级程序可达到增加新功能的目的。⑺采用总线技术等多种控制方式，适应新技术的发展。3.2应用前选型的处理7智能型电动执行

6、机构在工业中多用于管道阀门工艺中。想要在相应的位置安全稳定的工作，必须选择合适的类型。电动执行机构选型需要注意以下几方面：⑴根据工作环境的防护、防爆等级选择，既能保证工作的安全性又能降低设备寿命的无谓损耗。如：在易燃易爆的危险环境下，要选择防爆等级高的；在水下或扬灰环境下，要选择防水或外壳防护高的。⑵根据生产工艺控制要求选择控制模式是开关型还是调解型。⑶根据阀门的类型选择。阀门种类很多，一般以转动阀板角度或升降阀板等方式来实现开闭的控制。直行程的电动执行器输出的是直线位移，不是转动的，一般用于控制各种需要直线位移的调节阀，如单座/双座

7、、套筒阀等调节阀。角行程的电动执行机构又称部分回转执行机构，是一种输出轴小于360度的执行器，大多用于蝶阀、球阀、百叶阀、风门、旋塞阀等。多回转电动执行机构是输出轴大于360的执行器，可用于控制各类闸阀、截止阀等。⑷根据阀门所需的力矩选择执行机构的输出力矩。阀门的开和关所需的力矩决定着智能型电动执行机构选择多大的输出力矩，当选型时执行机构的力矩如果偏小就会造成无法正常关/闭阀门，如果力矩过大，又容易把阀杆拉坏。因此在与阀门配套应用时，电动执行机构输出的最小控制转矩应不小于调节阀或调节挡板中间位置的运行转矩，额定行程范围值可调整，且额定

8、行程应小于阀门的最大行程。7⑸根据所选电动执行器确定电气参数。不同的执行器厂家的电气参数是有差别的，所以在选型时一般都需要确定其电气参数，主要包括电机功率、额定电流、二次控制回路的电压等。如果控制系统和电动执行器的参数不