最新第四章-执行器及安全栅(4-1)课件PPT.ppt

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1、第四章-执行器及安全栅(4-1)通过这章的学习，我们可以得到以下收获：执行器基本概念和分类1气动执行器的工作原理和特性2电动执行器的特点3执行器代替手动操作，是构成自动控制系统不可缺少的重要部分。执行器在系统中作用是接受控制器的输出信号，直接控制被控介质的的输送量，达到控制温度、压力、流量、液位等工艺参数的目的，从而将被控变量维持在工艺指标要求的数值上。4.1执行器基本概念6.执行器传递函数描述执行器由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构可分解为两部分：控制器输出信号转换为控制阀的推力或力矩的部件称为力或力矩转换部件；推力或力矩转换为直线或角位移

2、的部件称为位移转换部件。调节机构将位移信号转换为流通面积的变化，改变操纵变量的数值。自动调节阀分类:气动调节阀；电动调节阀；液动调节阀。执行器按其操作介质的不同分类:自动调节阀；电磁阀；电压调整装置；电流控制器件；控制电机等。7.执行器的类型自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：气动调节阀：以压缩空气为工作能源，结构简单，可靠，维护方便，防火防爆。电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离传输；但难以在易燃易爆环境工作。液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、维护麻烦，使用不多。4.2气动执行器气动执行器（气动调节阀）是由气压信号

3、控制的阀门。4.2.1执行机构1.执行机构分类：主要有薄膜式和活塞式两种。（1）薄膜式执行机构气动薄膜执行机构有“正作用”和“反作用”两种型式。当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，推阀杆向下移动则称为“正作用”执行机构；当信号压力增大时，推阀杆向上移动则称为“反作用”执行机构。“正作用”执行机构的压力信号是通过波纹膜片上方的薄膜气室；“反作用”执行机构的压力信号是通过波纹膜片下方的薄膜气室。通过更换个别零件，两者可以互相改装。执行机构调节机构图4-1气动薄膜调节阀示意图气动薄膜室阀门推杆阀杆阀位指示标牌薄膜式执行器（2）活塞式执行机构活塞式执

4、行机构在结构上是无弹簧气缸活塞式，允许操作压力为0.5MPa，由于没有弹簧来抵消推力，所以具有很大的输出力。适用于大口径、高压差控制阀或蝶阀的推动装置。（3）长行程执行机构除了薄膜式和活塞式两种执行机构之外，还有长行程执行机构。它采用了力矩平衡原理和杠杆放大机构，因此提高力精度和灵敏度。它的行程长、转矩大，适用于大转矩的蝶阀、风门、挡板等场合。（4）滚筒膜片执行机构2.执行机构的分析作用方式：正作用和反作用。（1）正作用当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下移动的叫正作用执行机构；（2）反作用当信号压力增大时，阀杆向上移动的叫反作用执行

5、机构。执行机构调节机构图4-1气动薄膜调节阀示意图气动薄膜执行机构的作用原理：当有信号压力（范围为0.02～0.1MPa）通入气室时，在薄膜上产生一个推力，使阀杆移动并压缩弹簧，直至弹簧的反作用力与推力相平衡，推杆稳定在一个新的位置。有l0mm、16mm、25mm、40mm、60mm、l00mm等行程规格：执行机构调节机构图4-1气动薄膜调节阀示意图2.执行机构的分析2.执行机构的分析气动薄膜执行机构的分析F：执行机构输出力（N）。向下为正，向上为负。Ac：膜片有效面积（cm2）。P：操作压力（kPa）。Pi：弹簧初始压力（kPa）。Pr：弹簧范围

6、（kPa）。（1）增益的考虑增大增益方法：加大操作压力，增大有效面积，减小弹簧初始力等。（2）时间常数的考虑减小时间常数的方法：增大管径，缩短管线长度等。（3）死区执行器输入变化不能使流过执行器的流量发生变化时，超出执行器输入的变化范围。当控制器输出反向时，摩擦力与原合力方向相反，造成回差；由于回差，阀杆不能及时响应控制器的输出，使控制不及时；增益变化时，造成偏离度增大，使控制系统不稳定。4.2.2调节（控制）机构（即：调节（控制）阀）控制机构是一个局部阻力可以改变的节流元件。其结构上是：通过阀杆上部与执行机构相连，阀杆下部与阀芯相连。由于阀芯在阀

7、体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了阀的阻力系数。根据不同的使用要求，调节阀的结构型式有多种：（1）直通单座控制阀；（2）直通双座控制阀；（3）角型控制阀；（4）三通控制阀；（5）隔膜控制阀；（6）蝶阀；（7）球阀；（8）凸轮挠曲阀；（9）笼式阀。1.调节阀的结构类型（1）直通单座阀（2）直通双座阀特点：结构简单、泄漏量小。应用场合：一般应用在小口径、低压差的场合。特点：不平衡力小，对执行机构的驱动力要求低。应用场合：适宜于大压差和大管径的场合。（1）直通单座阀（2）直通双座阀正作用：当阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积减小，称为正作

8、用。反作用：当阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积增大，称为反作用。2.气动薄膜调节阀气动薄膜调节阀是一种典型常用的气动执行