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电动执行器技术在自动控制系统中的应用
发布时间:2016-07-20   点击次数:2085次
   电动执行器在自动控制系统中又被称为终端执行元件,它是正向通路中直接改变操作变量的仪表,由执行机构响应调节器来的信号或人工控制信号,并将信号转换成位移,以驱动调节机构如阀门。常见的执行机构有电动和气动两大类,调节机构一般为阀门(调节阀,截止阀,闸阀,蝶阀等)和风门挡板等。
  电动执行机构与调节机构的连接主要有两种方式:
  1)直接连接:即常说的直连式,执行器输出轴与调节机构如阀门的阀杆直接连接。
  2)间接连接:执行器输出轴与调节机构如阀门的阀杆没有直接连接,而是通过其它连接机构(如球铰、连杆)相连, 通常所说的底座曲柄式就是种间接连接形式。
  1、气动执行机构
  气动调节阀由气动执行机构和调节阀两部分组成,气动执行机构以无油压缩空气为动力,接受气信号(20kPa~100kPa)并转换成位移,驱动调节阀以调节流体流量,在气动执行机构中,气动阀门定位器尤其显得重要,它能够准确地按调节信号实现正确的定位,准确地实现工艺流程的需求,同时对气源质量提出了很高的要求,气源质量应无明显的油蒸汽、油和其他的液体,无明显的腐蚀性气体,蒸汽和熔剂,气源中所含固体微粒数量应小于0.1g/m且微粒直径应小于60μm,含油量应小于10mg/m。
  2、电动执行机构(电动执行器)
  电动执行机构(电动执行器)以电源作为动力源。目前我国工业自控系统多采用以下单元组合仪表来实现执行器定位控制,如图所示。
  图中包括伺服放大器(SD)和执行机构(WF+J)两个独立部件(目前大部分执行机构都将伺服放大器移入执行器内部,称之为伺服一体化),带伺服放大器的称比例式电动执行机构(电动执行器)(也可称为调节型电动执行器),不带伺服放大器的称积分式电动执行机构(电动执行器),执行器由伺服电机、减速器及位置发送器(伺服一体化执行器含伺服放大器)等部件组成。在实践运用中,特别要理解的一点是,比例式电动执行机构(电动执行器),伺服放大器比较输入信号和阀位反馈信号的差值,根据差值大小来驱动执行器电机来减小差值,进而控制执行器输出位移。因此,伺服放大器的性能好坏是一个关键。
  电动执行器的位置发送器负责采样阀位,并转换为标准电信号(常见为4~20mA),这一信号可以用指示当前阀位开度,同时交由伺服放大与输入信号作比较来控制执行器开度。新式电动执行器大多将位置发送器和伺服放大器融为一体并转入执行器本体。位置采样通过位移传感器实现,电动执行器(电动执行机构)上常用的位移传感器有导电塑料电位、差动线圈、旋转编码器、磁环或光栅。导电塑料电位器较碳膜电位器线性好、寿命长;差动线圈成本低,但线性度与内部线圈绕法有很大关系;旋转编码器在安装好后一般不用再由用户重新调节零位了,设定执行器行程时比较自由方便;磁环无需调节零位,设定行程更为自由,但缺点是需要备用电池,以保证断电后能记忆脉冲记数(即记阀位)。

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