电动执行机构原理讲义

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一、电动执行机构概述
论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入 智能控制的时代。 ROTORK
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一、电动执行机构概述
LIMITORQUE、天津二通
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二、工作原理及结构
（一）电动执行机构 目前，电动执行机构主要有：罗托克 （ROTORK）、西博斯（SIPOS-SIEMENS Positioner的缩写）、瑞基(RAGA)、奥马 （AUMA）、ABB、上仪ROTORK、利米托克 （ LIMITORQUE ）等各种电动执行机构。 电动执行机构由伺服放大器和执行机构二个 结构上相互独立的整体构成。 执行机构为现场就地安装式结构，在减速器 箱体上装有交流伺服电机和位置发送器。
电动执行机构原理
浙江三门核电检维修项目部
目录
一 电动执行机构概述
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二 工作原理及结构
三 用途
四 电动执行机构安装和接线
五 电动执行机构调试
六 使用和检维修
七 故障和排除方法
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一、电动执行机构概述
执行机构，又称执行器，是一种自动控制领 域的常用机电一体化设备（器件），是自动 化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设 备和执行设备）中的执行设备。主要是对一 些设备和装置进行自动操作，控制其开关和 调节，代替人工作业。按动力类型可分为气 动、液动、电动、电液动等几类；按运动形 式可分为直行程、角行程、回转型（多转式） 等几类。由于用电做为动力有其它几类介质 不可比拟的优势，因此电动型近年来发展最
WF 位置发送器
Z
减速器
DFD 电动操作器
C
调节阀
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执行机构
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二、工作原理及结构
（二）工作原理 电动执行机构处于连续调节的控制过程状态： •当输入信号Ii=0（或4mA DC）时,位置发送 器反馈电流If=0(或4mA DC) ,此时伺服放大器 没有输出电压，交流伺服电动机停转，执行 机构输出轴稳定在预选好的零位。 •当输入信号Ii>0（或4mA DC）时（接入极 性应与位置反馈电流极性相反）此输入信号 与系统本身的位置反馈电流在伺服放大器的 前置级磁放大器中进行磁势的综合比较，由
பைடு நூலகம்
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一、电动执行机构概述
种化学物质和辐射物质），极易造成对人的 伤害，很不安全； •设备寿命短、易损坏、维修量大； •采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、 误差大，生产效率低下。 基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于 工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤 害和设备损坏，极大的提高了控制精确度和 效率，同时也极大提高了生产效率。今年来 随着电子元器件技术、计算机技术和控制理
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二、工作原理及结构
（一）电动执行机构 减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。 直行程位置发送器与减速器的联接结构如图 1所示
图1 电动执行机构位置发送器和减速器的联接示意图置
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二、工作原理及结构
（一）电动执行机构 它们之间的联接和调整是通过杠杆和弹簧来 实现的。当减速器输出轴上下运动是时，杠 杆一端依靠弹簧的拉力紧压在输出轴的端面 上，因而传感器芯棒产生轴向位移，达到改 变位置发送器输出电流大小的目的。传感器 芯棒移动距离而对应的位置反馈电流为 4~20mA DC（0~10mA DC）。输出轴位移 的行程和位置发送器输出电流呈线性关系。 利用杠杆支点距离的不同来改变行程的变化。
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二、工作原理及结构
（一）电动执行机构 机械限位块则按行程不同来进行设置。 （二）工作原理 直行程电动执行机构是一个用交流伺服电动 机为原动机的位置伺服机构，其系统方块图 如图2所示。
图2 电动执行机构系统方块图
二、工作原理及结构
（二）工作原理
其中
FC
伺服放大器
SD
单相伺服电机
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二、工作原理及结构
（二）工作原理 •当电动操作器切换开关放在“自动”位置时， 即处在连续调节控制状态。 •当电动操作器切换开关放在“手动”位置时， 即处在手动远方控制状态，操作时只要将旋 转切换开关分别拔到“开”或“关”的位置， 执行机构输出轴就可以上行或下行，在运动 过程中观察电动操作器上的阀位开度表，到 所需控制阀位开度时，立即松开切换开关即 可。
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二、工作原理及结构
（二）工作原理 于这两个信号大小不相等且极性相反就有误 差磁势出现，从而使伺服放大器有足够的输 出功率，驱动交流伺服电动机，执行机构输 出轴就朝着减少这个误差磁势的方向运动， 直到输入信号和位置反馈信号两者相等为止， 此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位 置上。 电动执行机构三种控制方式：
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二、工作原理及结构
（二）工作原理 •当电动操作器切换开关放置“手动”位置时， 把交流伺服电动机端部旋钮放在“手动”位 置，拉出执行机构上的手轮，摇动手轮就可 以实现手动操作。当不用就地手动操作时， 千万要注意，把交流伺服电机端部的旋钮放 在“自动”位置，并把手轮推进。
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一、电动执行机构概述
快，应用面较广。电动型按不同标准又可分 为：组合式结构、机电一体化结构，电器控 制型、电子控制型、智能控制型（带HART、 FF协议），数字型、模拟型，手动接触调试 型、红外线遥控调试型等。它是伴随着人们 对控制性能的要求和自动控制技术的发展而 迅猛发展的。 •早期的工业领域，有许多的控制是手动和半 自动的，在操作中人体直接接触工业设备的 危险部位和危险介质（固、液、气三态的多
三、用途
电动执行机构可以与变送器，调节器等仪表 配套使用，它以电源为动力，接受4~20mA DC或0~10mA DC信号，将此转换成与输入 信号相对应的直线位移，自动地操纵阀门等 调节机构，完成自动调节任务，或者配用电 动操作器实现远方手动控制，可广泛应用于 发电厂、钢铁厂、化工、轻工等工业总门的 调节系统中。 执行机构主要应用在以下三大领域：