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0—900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*米) |
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 | 0—900行程时间: S (秒) |
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 (秒) |
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*米) ②额定速度: R/min (转/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 (转) |
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 |