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电动执行器、电动执行机构的工作原理及选型

时间:2018-01-02      阅读:258

电动执行器的原理,电动执行机构的工作原理

 

通俗习惯说法:电动执行器=电动执行机构

教课书等教材上指:电动执行器=电动执行机构+阀体

 

因为阀体的种类较多:直通阀、蝶阀、球阀、闸阀等等。

电动执行机构+各种阀体就形成了另一类产品——电动调节阀(还可细分成:电动调节直通阀,电动调节蝶阀,电动调节球阀等等)。

所以习惯上电动执行器就指电动执行机构,不含阀体。

 

 

 

电动执行机构本机由电动机、减速机构、限位机构、过力矩保护机构及位置反馈装置等组成。

 

电动执行机构是以电动机为驱动源、以直流电流为控制及反馈信号。

当上位仪表或计算机发出控制信号后,电动执行机构按照信号大小比例地动作,通过输出轴使阀门或风门开到相对应的开度,并将系统开度信号反馈回控制室内,从而完成系统的调节功能。

 

 

电动执行机构还可配操作器、伺服放大器等仪表一起使用。

 

操作器作用是:

A.    传递信号,在控制室内为操作者提供可视的输入及反馈信号值,便于观察现场阀位。

B.    在控制信号失灵或检修系统时,可用其直接操作电动执行机构,完成事故检修情况下的人工手动操作。

 

伺服放大器(即位置定位器)作用是:

信号放大,它接受4-20mA的控制信号,将信号放大为可控制电机正反转的强电信号,控制执行机构实现正转或反转。

 

伺服放大器有两种模式可供客户选择:

A.    一种为执行机构本身的控制板上带有伺服放大器功能,结构紧凑,不需占有仪表盘后空间,安装及调试较为简单(即电子一体化)。

B.    另一种为单独放置的位置定位器,安装于仪表盘后,这是一种较为传统的应用方法,检修及更换较为容易(即分立式比例调节型)。

 

 

电动执行机构联接上各种阀体,就形成了各种调节阀。

有人把电动执行机构与电动装置都叫做“电动头”,但是它们有着本质的区别:

 

 

区别

电动执行机构

电动装置

应用场合不同

1.经常动作的工位

2.需调节的工位

1.很少动作的工位

2.只打开或关闭

与蝶阀、直通阀、球阀组成

电动调节蝶阀

电动调节阀

电动调节球阀

电动蝶阀

电动阀

电动球阀

精度要求不同

要求任意角度定位,

国家规范有精度标准

用于一开一关动作

执行国家标准不同

 JB/T 8219——1999

 JB/T 8528——1997

产品所属类别不同

属仪表类

属设备类

价格不同

较高

较低,(但配上调节型配件,价格则相近)

zui早在国营企业时期

生产厂家

名称不同

一般是“某某仪表厂”

一般是“某某通用设备厂”

主管局不同

隶属于仪表局

隶属于机械局

 

 

工程实践证明,两种产品不能混淆,以免影响企业的建设和生产工作。我国的国家标准、国营企业长期总结的产品分类都是非常正确的。

电动执行器选型需要的参数:

 

1. 角行程电动执行器:

输出900的转角,控制蝶阀、风门、球阀等需0900转角打开的阀门。

 

参数主次

作用

参数名称

主要参数

选型用

输出力矩:  Nm (牛顿*)

 

 

次要参数

与控制系统的

①输入信号: mA (毫安)

②输出信号: mA (毫安)

③控制方式

现场机械安装方式

与阀门的连接方式:直接对接或通过连杆连接

控制阀门的回转速度

0900行程时间:  S ()

 

 

 

 2. 直行程电动执行器:

输出推力、直线位移,控制直通阀等需直线位移打开的阀门。

 

参数主次

作用

参数名称

主要参数

选型用

①行程:  mm (毫米)

②推力:  N (牛顿)

次要参数

执行器与控制系统的

①输入信号:  mA (毫安)

②输出信号:  mA (毫安)

③控制方式

控制阀门的开启速度

全行程所需时间:  S ()

 

 

 

 3. 多回转电动执行器:

输出超过3600的转角,控制闸板阀等需900以上转角,多圈转动打开的阀门。

 

参数主次

作用

参数名称

主要参数

选型用

①额定力矩:  Nm (牛顿*)

②额定速度:  R/min (/分钟)

次要参数

执行器与控制系统的

①输入信号:  mA (毫安)

②输出信号:  mA (毫安)

③控制方式

控制阀门的开启速度

额定行程:  r ()

 


 各类阀门配用执行机构类型

序号

阀门类型

配用电动执行机构类型

1

蝶阀、风门、球阀等

角行程

输出: 0 —— 90 度转角

2

直通阀

直行程

输出:直线位移和推力

3

闸阀等

多回转

输出:大于90 度转角的多圈运动

 开关量、模拟量信号说明:

1. 触点:两个点接触在一起。

 

2. 开关量信号:指触点是“开”或“关”的状态。
  (开关量信号分为:

   1.有源开关量信号:开或关状态的信号中含有电源的成分,如220V,380V,24V,12V等。

   2.无源开关量信号:开或关状态的信号中不含有电源的成分,只是一个触点的开或关变化,也叫干接点)

 

3. 模拟量信号:一个连续可调的控制信号。如电流信号、电压信号、计算机发出的4—20mA,0—10mA等标准控制信号。

 

较早以前,工控类仪表的控制信号为0—10mA,即0对应仪表的“全关”或“zui小行程”,10mA对应仪表的“全开” 或“zui大行程”。

 

随着计算机的发展,现代仪表越来越多的由计算机、DCS系统控制,同时也带来了问题。这就是有两种状态可能分辨不清(两种信号都为0的状态):1.工控仪表的控制信号为0。2.当计算机发生故障时,导致断信号,产生0的信号。

 

为区分两种状态,防止误操作,0—10mA信号逐渐淘汰,现在工控仪表的控制信号改为了4—20mA。即:4mA对应全关或zui小行程,20mA对应全开或zui大行程。

 

现在把控制信号为0—10mA的仪表叫II型仪表。  把控制信号为4—20mA的仪表叫III型仪表。

 

举例:输出00——900转角的角行程电动执行机构 

 

序号

产品型号

DKJ-310

DKJ-3100

1

仪表类型

II型仪表

III型仪表

2

 

控制信号

0——10mA

4——20mA

相对应的转角

00——900转角

00——900转角

3

 

当执行机构转动到一半时

450转角

450转角

信号应显示为一半

5 mA

12 mA = 4+(20-4)/2

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