电动执行机构原理课程课件
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执行器的结构与工作原理PPT演示课件
喷油量精度。
如图2-2所示，它与轴针式电磁喷油 器的主要区别在于阀针的结构。球阀式的阀针是 由钢球、导杆和衔铁直接用激光束焊接成整体而 制成的，其质量减轻到普通针阀式阀针的一半， 而且是采用短的空心导杆实现的。为了保证燃油 密封，轴针式阀针必须有长的导向杆。球阀式阀 针明显优于轴针式阀针。
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图2-2 同等级的球阀式与轴针式阀针的比较
28
三，怠速空气调整器
• 怠速空气调整器的作用：1，稳定发动机的 怠速转速，从而降低汽车怠速行驶时的燃 油消耗量；2，发动机在怠速行驶时，若负 荷增大，如接通空调等，则需要提高怠速 转速，以防止发动机熄火。它是通过控制 节气门旁通道的方式来实现怠速调整的。 根据其结构特点分为：双金属片式、石蜡 式、电磁式、旋转滑阀式和步进电机式。
4，喷油器喷油量范围
喷油器是利用脉冲信号通过控制开阀的持 续时间来控制喷油量。
在计算确定实际喷油量的过程中，一般将 最小喷油量喷油器驱动方式
各车型装用的喷油 器，按其线圈的电 阻值可分为高阻 （电阻为13～16Ω） 和低阻（电阻为2～ 3Ω）两种类型。
高阻喷油器常采用 电压驱动方式。
13
二，电磁喷油器
•
电磁喷油器是发动机电控喷射系统的
一个很关键的执行器。它接受电脑输送的
喷油脉冲信号，精确的计量燃油喷射量。
其要求有：动态流量范围大，抗堵塞污染
能力强以及雾化性能好。
14
15
（1）轴针式电磁喷油器
• 轴针式电磁喷油器主要由喷油器外壳、 喷油嘴、针阀、套在针阀上的衔铁以及根 据喷油脉冲信号产生电磁吸力的电磁线圈 组成。电磁线圈无电流时，喷油器内的针 阀被螺旋弹簧压在喷油器出口处的密封锥 形阀座上。电磁线圈通电时，产生磁场吸 动引铁上移衔铁带动针阀从其座面上上升 约0.1mm，燃油从精密环形间隙中流出。 喷油器用橡胶成型件作为支座。从而
电动执行机构讲义
电动执行机构讲义一、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，将控制信号转换成相应的动作，以控制阀内截流件的位置或其它调节机构的位置。
信号或驱动力可以为气动的、电动的、液动的或此三者的任意组合。
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，在操作中人体直接触工业设备的危险部位和危险介质（固、液、气三态的多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他控制领域，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。
二、DKJ系列角行程电动执行机构结构与工作原理见图比例式电动执行机构是一个以两相伺服电动机为动力源的位置伺服机构，由电动伺服放大器和积分式电动执行机构组成，积分式电动执行机构由两相伺服电动机、减速器和位置发送器组成，系统图1。
图1 执行机构系统原理图对于比例式执行机构（当电动操作器为“自动”工作状态或未接入电动操作器时），当伺服放大器的输入端有控制信号输入时，此信号与来自位置发送器的位置反馈信号进行比较，比较后的信号偏差经过放大，使功率级导通相应回路以驱动两相伺服电动机转动，使减速器的输出轴朝着减小这一偏差方向转动（位置发送器不断将输出轴的实际位置转变为电信号——位置反馈信号回伺服放大器）直到信号偏差小于死区为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。
电动执行机构培训PPT
故障诊断与处理方法
常见故障类型
列举电动执行机构常见的故障类 型，如电源故障、电机故障、传
动故障等。
故障诊断方法
介绍故障诊断的基本方法，如观察、 听诊、测量等，以及使用专用诊断 工具的技巧。
故障处理措施
针对不同故障类型，提供相应的处 理措施，如更换损坏部件、调整参 数、清洗散热器等。同时强调处理 故障时的安全注意事项。
电动执行机构在工业自动化中的作用
1 2 3
实现精确控制
电动执行机构具有高精度、快速响应等特点，能 够实现对工业过程的精确控制，提高产品质量和 生产效率。
节能减排
采用先进的电动执行机构，能够降低能源消耗和 减少废弃物排放，提高企业环保形象和社会责任 感。
提高自动化水平
电动执行机构作为工业自动化系统的重要组成部 分，能够实现自动化生产线的灵活配置和高效运 行，提高企业自动化水平。
济效益和社会效益。
电动执行机构在工业
05
自动化领域应用
工业自动化现状及发展趋势
现状
工业自动化已经渗透到制造业的各个 环节，从生产线自动化、过程控制到 智能制造等，成为提高生产效率、降 低成本的重要手段。
发展趋势
随着工业4.0、智能制造等概念的提出 ，工业自动化将更加注重数字化、网 络化、智能化发展，实现生产过程的 可视化、可控制和可优化。
电动执行机构性能评
04
估与优化
性能评估指标及方法
静态性能指标
包括定位精度、回差、死 区等，用于评估执行机构 在静态工作条件下的性能 表现。
动态性能指标
包括响应时间、超调量、 振荡次数等，用于评估执 行机构在动态工作条件下 的性能表现。
评估方法
采用实验测试、仿真分析 等手段，对执行机构的各 项性能指标进行定量评估。
《电动执行机构原理》课件
《电动执行机构原理》 PPT课件
本课件介绍了电动执行机构的定义、分类、工作原理、应用领域、优势和特 点，以及其发展趋势。让我们一起探索这一激动人心的技术领域吧！
电动执行机构的定义
什么是电动执行机构？
电动执行机构是一种能够将电能转化为机械运动的装置，用于控制和驱动各种机械设备。
电动执行机构的分类
直线型
1
传动系统
电动执行机构的传动系统将电能转化为机械运动，通常使用蜗轮蜗杆传动、齿轮传动或直线 传动。
2
控制系统
控制系统根据输入信号调整电动执行机构的运动速度、力量和位置，实现精确操控和自动化 控制。
3
反馈系统
反馈系统监测电动执行机构的运动状态并提供反馈信号，用于闭环控制和故障检测。
电动执行机构的应用领域
工业自动化
电动执行机构在工业制造、装配和物流领域中扮演 着关键的角色，提高生产效率和质量。
医疗器械
电动执行机构用于医疗器械中的精确定位、治疗设 备和手术机器人，提高诊断和治疗效果。
智能家居
汽车行业
电动执的生活。
电动执行机构用于汽车制动系统、发动机控制和车 身稳定性控制，提高驾驶安全性和舒适性。
电动执行机构的发展趋势
小型化与集成化
电动执行机构将不断追求更小 型和更集成的设计，以适应紧 凑空间和复杂应用需求。
智能化与网络化
电动执行机构将融入智能化网 络系统，实现远程监控、故障 诊断和自动化管理。
创新材料和驱动技术
新材料和驱动技术的发展将提 升电动执行机构的性能、可靠 性和适应性，开拓更多应用领 域。
直线型电动执行机构通过直线 运动来实现动力传输和控制， 常用于自动化制造和机械加工。
旋转型
旋转型电动执行机构将旋转运 动转化为机械能，广泛应用于 机械手臂、工业机械和自动化 设备。
本课件介绍了电动执行机构的定义、分类、工作原理、应用领域、优势和特 点，以及其发展趋势。让我们一起探索这一激动人心的技术领域吧！
电动执行机构的定义
什么是电动执行机构？
电动执行机构是一种能够将电能转化为机械运动的装置，用于控制和驱动各种机械设备。
电动执行机构的分类
直线型
1
传动系统
电动执行机构的传动系统将电能转化为机械运动，通常使用蜗轮蜗杆传动、齿轮传动或直线 传动。
2
控制系统
控制系统根据输入信号调整电动执行机构的运动速度、力量和位置，实现精确操控和自动化 控制。
3
反馈系统
反馈系统监测电动执行机构的运动状态并提供反馈信号，用于闭环控制和故障检测。
电动执行机构的应用领域
工业自动化
电动执行机构在工业制造、装配和物流领域中扮演 着关键的角色，提高生产效率和质量。
医疗器械
电动执行机构用于医疗器械中的精确定位、治疗设 备和手术机器人，提高诊断和治疗效果。
智能家居
汽车行业
电动执的生活。
电动执行机构用于汽车制动系统、发动机控制和车 身稳定性控制，提高驾驶安全性和舒适性。
电动执行机构的发展趋势
小型化与集成化
电动执行机构将不断追求更小 型和更集成的设计，以适应紧 凑空间和复杂应用需求。
智能化与网络化
电动执行机构将融入智能化网 络系统，实现远程监控、故障 诊断和自动化管理。
创新材料和驱动技术
新材料和驱动技术的发展将提 升电动执行机构的性能、可靠 性和适应性，开拓更多应用领 域。
直线型电动执行机构通过直线 运动来实现动力传输和控制， 常用于自动化制造和机械加工。
旋转型
旋转型电动执行机构将旋转运 动转化为机械能，广泛应用于 机械手臂、工业机械和自动化 设备。
电动执行机构PPT课件
23
在电动执行机构中的变频器
启动时，应减小电机的浪涌冲击和阀门的水 锤效应。 调节时，针对不同的偏差，用于改变电机的 转速，使电动执行器定位更准确。 带变频控制的执行器电源板带有滤波电路， 通过滤除变频控制产生的高次谐波和电网干 扰脉冲对内部电气部件的影响。采用电容和 电感滤波。 采用限流电阻旁路设计来限制浪涌冲击。
4
内行星齿轮传动原理示意图
•பைடு நூலகம்
NN行星齿轮传动原理示意图 行星传动的特点：减速比大， 传动效率高，结构复杂，加工 成本高。
5
按调节方式分为三类 开关型（两位型），执行机构接收开关信号控制输出 ，即使开关复位，输出件继续移动，直到极限位置停 止。执行机构除非紧急按停，不能停在中间位置。原 理与远控调节型相同，区别是能自动保持开关信号。 远控开关型（调节型），执行机构接收开关（继电） 信号控制输出位移，开关复位，输出件停止运动。是 一种开环的可间断调节的控制系统。 比例调节型，执行机构接收系统的控制信号自动实现 工业过程调节控制，控制行程与输入信号成正比。是 一种带负反馈的偏差控制系统。
3
二、电动执行机构分类
按输出位移分为三类 角行程，输出力矩和90°转角，用于控制蝶阀、球阀、百叶阀、风门、旋塞阀、挡板阀等。 力矩不大于600N·m时，减速器高速级为两级行星齿轮传动，输出级为蜗杆传动( 蜗杆传动 是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的 为90°。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。)。 力矩不小于1000N·m时，减速器由多转执行机构减速器配蜗杆减速器组成。
8
三相远控型电动执行机构电路原理图
9
张家口 电厂2号 机组的 减温水 门电动 执行机 构接线
在电动执行机构中的变频器
启动时，应减小电机的浪涌冲击和阀门的水 锤效应。 调节时，针对不同的偏差，用于改变电机的 转速，使电动执行器定位更准确。 带变频控制的执行器电源板带有滤波电路， 通过滤除变频控制产生的高次谐波和电网干 扰脉冲对内部电气部件的影响。采用电容和 电感滤波。 采用限流电阻旁路设计来限制浪涌冲击。
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内行星齿轮传动原理示意图
•பைடு நூலகம்
NN行星齿轮传动原理示意图 行星传动的特点：减速比大， 传动效率高，结构复杂，加工 成本高。
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按调节方式分为三类 开关型（两位型），执行机构接收开关信号控制输出 ，即使开关复位，输出件继续移动，直到极限位置停 止。执行机构除非紧急按停，不能停在中间位置。原 理与远控调节型相同，区别是能自动保持开关信号。 远控开关型（调节型），执行机构接收开关（继电） 信号控制输出位移，开关复位，输出件停止运动。是 一种开环的可间断调节的控制系统。 比例调节型，执行机构接收系统的控制信号自动实现 工业过程调节控制，控制行程与输入信号成正比。是 一种带负反馈的偏差控制系统。
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二、电动执行机构分类
按输出位移分为三类 角行程，输出力矩和90°转角，用于控制蝶阀、球阀、百叶阀、风门、旋塞阀、挡板阀等。 力矩不大于600N·m时，减速器高速级为两级行星齿轮传动，输出级为蜗杆传动( 蜗杆传动 是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的 为90°。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。)。 力矩不小于1000N·m时，减速器由多转执行机构减速器配蜗杆减速器组成。
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三相远控型电动执行机构电路原理图
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张家口 电厂2号 机组的 减温水 门电动 执行机 构接线
电动执行机构原理(免费)
•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。
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： 1．发电厂 •火电行业应用 送风机风门挡板、一次进风风门挡板、二次 进风风门挡板、主风箱风门挡板、燃烧器调节杆、燃烧器摇摆驱动器、球阀和蝶阀控制、 滑 动门等。 •其它电力行业的阀门执行器应用 球阀、叶轮机转速控制、冷凝水再循环、脱 氧机、锅炉给水、再加热恒温控制器及其它相关阀门应用。 2．过程控制 用于化工、石化、模具、食品、医药、包装 等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指 令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡 板、 滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、 回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、 尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度 等 实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、 连续和循环的加工过程的控制。 3．工业自动化 用于较为广泛的航空、航天、军工、机械、 冶金、开采、交通、建材等方面，对各类自 动化设备和系统的运动点（运动部件） 进行 各种形式的调节和控制。 四、电动执行机构的安装和接线
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 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。机械限位块则 按行程不同来进行设置。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。
电动执行机构原理课程课件
电动执行机构介绍 8
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
电动执行机构介绍
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。
电动执行机构介绍 10
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。
电动执行机构介绍
图2
电动执行机构系统方块图
11
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 WF 位置发送器 Z 减速器 DFD 电动操作器 C 调节阀
电动执行机构介绍 18
三、用途
2．过程控制 用于化工、石化、模具、食品、医药、包装 等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指 令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、 滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、 回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、 尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等 实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、 连续和循环的加工过程的控制。
电动执行机构介绍 3
一、电动执行机构概述
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
电动执行机构介绍
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。
电动执行机构介绍 10
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。
电动执行机构介绍
图2
电动执行机构系统方块图
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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 WF 位置发送器 Z 减速器 DFD 电动操作器 C 调节阀
电动执行机构介绍 18
三、用途
2．过程控制 用于化工、石化、模具、食品、医药、包装 等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指 令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、 滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、 回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、 尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等 实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、 连续和循环的加工过程的控制。
电动执行机构介绍 3
一、电动执行机构概述
电动执行机构讲义
电动执行机构讲义一，基本原理执行机构是热工控制系统中的一个重要组成部分，它在控制系统中的作用是接受来自调节单元的控制信号（或其他调节、控制信号），改变其输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量（或能量等），使生产过程满足我们预定的要求。
我公司热工控制系统使用了多种电动执行机构，Rotork 、EMG系列、Sipos、RAGA、扬州2SA3型、LK-3型、DZW型、Autank、DY-25Z、Limitorque等。
现在主要介绍Rotork IQ 系列执行器（用于高加出口门、省煤器烟气挡板等）。
二，设备组成Rotork执行器是对阀门进行就地及远程电动控制的非侵入式自控设备。
包括一个电机、减速齿轮、现场控制反转启动器、带电子逻辑控制的力矩、限位和监视装置。
这些装置均封装在标准为IP68(3米- 48小时)、NEMA4和6的双密封防水外壳内。
使用非侵入式、手持红外线IQ设定器可对力矩、限位和可组态的指示触点进行设定。
三，设备性能1，力矩保护如在开阀或关阀时力矩增至设定值，电机将被断开，力矩开关可在额定力矩的40%- 100%范围内设定。
另外，开阀的力矩开关可设定为“加强”，可使电机产生的力矩超过额定力矩, 以操作“粘住”的阀门，并可提供现场和远程的力矩跳断的指示。
2，电机的过热保护在电机定子线圈内部埋入两个温度传感器，当温度超过额定值时，传感器跳断，使电机断电，并可提供现场和远程的温度保护跳断指示。
3，自动自检和诊断在电源刚接通时，执行器自动检测必要的工作电路和存储设备以确保正确操作。
如发生异常设备问题，会自动检测原因，并将信息以图标方式显示于执行器窗口，电动操作将被禁止，以防止执行器和阀门损坏然后由维修人员进行检修，同时可向现场和远程提供故障指示。
4，瞬间反转保护电机启动时，控制逻辑产生一个延时，用以响应控制信号的瞬时反转，防止接触器触点损坏。
5，力矩开关的设定：额定力矩的40%至100%输出力矩可通过直接测量带负载时蜗杆的位移而获得，且不受电压、频率、温度波动的影响。
电动执行机构简介PPT学习教案
重载型: 由多转式执行器配以不同的减速机构 成。其电机、减速机 和控制器封装在不 同的壳体内。
第7页/共39页
PS执行器属于紧凑的一体化结构
第8页/共39页
Schiebel执行器属于重载型结构
第9页/共39页
二. 电动执行器的结构
电动执行器一般由 伺服电机 控制器 减速机 辅助部件 四部分组成。
第22页/共39页
基本概念
齿轮材质：力矩传输齿轮一般材质都是一硬一软，以减少摩擦保 护齿轮。以前一般采用钢和铜材质搭配，现在则采用钢和工程塑 料。
齿轮润滑：采用耐高温的润滑脂
第23页/共39页
四.执行器选型的关键参数
输出力矩（角行程和多转式）、输出推力 （直行程）；
速度：角行程为多少秒；多转式为多少r/min. 直行程为多少mm/s;
第4页/共39页
从应用来分类
角行程（Quarter-turn Actuator）:90度转角阀门（如 蝶 阀 、 球 阀 ） 和 风 门 挡 板 的 控 制 。 输 出 力 矩 ： 50— 20000Nm （ 常 用 力 矩 ： 100Nm ， 250Nm ， 700Nm ， 1600Nm，2500Nm，4000Nm，6500Nm）行程:90º、 120º,行程速度（5－150S）。
变力矩。 具有防爆功能结构。 价格极具竞争力。
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七.市场上主要的竞争产品
英国Rotork 电动执行器世界的领导者，产品品种齐全，性 能好，IP68的防护，但价格最贵。 一些技术的率先应用者：非接触式阀位反馈传 感器、非浸入式结构、红外遥控设定功能。
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市场上主要的竞争产品
品有采用电流传感器技术来实现限位和力矩 保护功能。 力矩保护开关：过力矩时对执行器的减速机 构进行保护。 加热电阻：保持电气盒空间一定的温度，在 低温时不会接露，使电气部件受潮。 附加限位开关和力矩开关：提供一些附加的 信号点。
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PS执行器属于紧凑的一体化结构
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Schiebel执行器属于重载型结构
第9页/共39页
二. 电动执行器的结构
电动执行器一般由 伺服电机 控制器 减速机 辅助部件 四部分组成。
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基本概念
齿轮材质：力矩传输齿轮一般材质都是一硬一软，以减少摩擦保 护齿轮。以前一般采用钢和铜材质搭配，现在则采用钢和工程塑 料。
齿轮润滑：采用耐高温的润滑脂
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四.执行器选型的关键参数
输出力矩（角行程和多转式）、输出推力 （直行程）；
速度：角行程为多少秒；多转式为多少r/min. 直行程为多少mm/s;
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从应用来分类
角行程（Quarter-turn Actuator）:90度转角阀门（如 蝶 阀 、 球 阀 ） 和 风 门 挡 板 的 控 制 。 输 出 力 矩 ： 50— 20000Nm （ 常 用 力 矩 ： 100Nm ， 250Nm ， 700Nm ， 1600Nm，2500Nm，4000Nm，6500Nm）行程:90º、 120º,行程速度（5－150S）。
变力矩。 具有防爆功能结构。 价格极具竞争力。
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七.市场上主要的竞争产品
英国Rotork 电动执行器世界的领导者，产品品种齐全，性 能好，IP68的防护，但价格最贵。 一些技术的率先应用者：非接触式阀位反馈传 感器、非浸入式结构、红外遥控设定功能。
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市场上主要的竞争产品
品有采用电流传感器技术来实现限位和力矩 保护功能。 力矩保护开关：过力矩时对执行器的减速机 构进行保护。 加热电阻：保持电气盒空间一定的温度，在 低温时不会接露，使电气部件受潮。 附加限位开关和力矩开关：提供一些附加的 信号点。
电动执行机构原理
（二）工作原理
其中
FC
伺服放大器
SD
单相伺服电机
WF 位置发送器
Z
减速器
DFD 电动操作器
C
调节阀
中12国核工业第五建设有限公司
执行机构
11/27/2019
中13国核工业第五建设有限公司
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
11/27/2019
中22国核工业第五建设有限公司
四、电动执行机构的安装和接线
11/27/2019
图3外形及安装方式
中23国核工业第五建设有限公司
四、电动执行机构的安装和接线
•执行机构外部接线按图4、5所示连接，仔 细复查。
11/27/2019
图4 伺服放大器、电动操作器、执行机构接线图
中24国核工业第五建设有限公司
六、使用和检维修
1. 电动执行机构使用前应认真仔细阅读使用 说明书按规定的检验方法，进行检查和校 验。
2. 电动执行机构的减速器应根据现场使用环 境加注合适的润滑油。
3. 电动执行机构投入运行前应检查现场电源 电压是否与规定相符。同时按规定的电器 安装接线图检查接线，拆线时，做好标记 并包扎好，接线时，按照拆线的顺序接回 并注意线头编号，各接线端子接线应牢靠。
电动执行器类课件
易于控制
电动执行器通常配备有智 能控制系统，可以实现快 速、精确的位置和速度控 制。
环保
电动执行器在运行过程 中不会产生污染物，符 合环保要求。
紧凑轻便
电动执行器结构紧凑， 占用空间小，便于安装 和维护。
挑战
成本较高
目前，电动执行器的制造成本 相对较高，可能会增加整个系
统的成本。
依赖电源
电动执行器完全依赖电力供应， 一旦电源中断，执行器将无法 工作。
建立电动执行器寿命预测 的数学模型，为预防性维 护提供依据。
06
电动执行器的典型案例分 析
应用案例一：智能制造生产线
要点一
总结词
要点二
详细描述
智能制造生产线是电动执行器的重要应用领域，通过自动 化控制和高效的生产流程，实现高精度和高效率的生产。
在智能制造生产线中，电动执行器主要用于自动化控制和 调节各种工艺参数，如温度、压力、流量和位置等。它们 能够快速、准确地响应控制系统的指令，驱动相应的机构 完成预设动作，从而实现生产过程的自动化和智能化。
诊断工具
使用专业工具和仪器对电动执行器进行故障诊断。
故障排除
根据故障类型采取相应的措施进行排除，如更换部件、调整参数等。
寿命预测与延寿策略
寿命评估
根据电动执行器的使用情 况、维护状况等因素评估 其寿命。
延寿策略
采取有效的措施延长电动 执行器的使用寿命，如定 期更换易损件、优化工作 环境等。
预测模型
电动执行器类课件
xx年xx月xx日
• 电动执行器的应用 • 电动执行器的优势与挑战 • 电动执行器的设计与制造 • 电动执行器的维护与保养 • 电动执行器的典型案例分析
目录
01电动执行器概述Fra bibliotek定义与特点
电动执行机构原理及调试PPT课件
2021/7/1
二、工作原理及结构（两位开关型）
电动执行机构通过控制回路又可以分为一体化电动执 行机构和分体式电动执行机构。
一体化电动执行机构：控制回路集成在执行机构内部 的电动执行机构。一体化电动执行机构有电动机，减速器， 控制机构，行程控制器，力矩控制器，按钮组件，手-电动 切换机构，手轮部套及电气部分组成。
远程阀位模拟量输出－ 23
模拟量控制信号输入＋26 模拟量控制信号输入－
27
100 ％
50 ％
现
RS485通讯接口A
41
场
RS485通讯接口B
总
45
线
46
接
口
47
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电 动 执 行 机 构 内 部 原 理 图
二、工作原理及结构（两位开关型）
电 动 执 行 机 构 接 线 图
第12页/共29页
开关型（两位型）电动执行机构电气专业工作范围： （1）电动执行机构电气部分调试、日常维护、巡检。 （2）配合工艺设置限位和力矩值。 （3）电动执行机构本身的接地、失爆处理。 （4）电气控制部分备件的提报、更换。 （5）电动机的维护、维修、润滑、漏点处理。
第5页/共29页
2021/7/1
一、电动执行机构概述
34
参
35 考
36
基
40 本 控
25
制
37
与
接
38
线
31
图
32
监视触点
指示触点r1全关时闭合 指示触点r2全关时闭合 指示触点r3全关时断开 指示触点r4全关时断开
42
本指示
43 触点的
44
触发条
件为默
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电动执行机构介绍 17
三、用途
1．发电厂 •火电行业应用 送风机风门挡板、一次进风风门挡板、二次 进风风门挡板、主风箱风门挡板 、燃烧器调 节杆、燃烧器摇摆驱动器、球阀和蝶阀控制、 滑动门等。 •其它电力行业的阀门执行器应用 球阀、叶轮机转速控制、冷凝水再循环、脱 氧机、锅炉给水、再加热恒温控制器及途
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：
电动执行机构介绍 10
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。
电动执行机构介绍
图2
电动执行机构系统方块图
11
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 WF 位置发送器 Z 减速器 DFD 电动操作器 C 调节阀
电动执行机构介绍 15
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。
电动执行机构介绍
电动执行机构介绍 14
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。
电动执行机构原理
目录
一 二 三
电动执行机构概述
工作原理及结构 用途 电动执行机构安装和接线 电动执行机构调试 使用和检维修 故障和排除方法
2
四
五 六 七
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
电动执行机构介绍 5
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
电动执行机构介绍
6
一、电动执行机构概述
LIMITORQUE、天津二通
电动执行机构介绍
7
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。
电动执行机构介绍 3
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
电动执行机构介绍
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
电动执行机构介绍 13
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：
电动执行机构介绍 4
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
电动执行机构介绍 8
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
电动执行机构介绍
图1 电动执行机构位置发送器和减速器的联接示意图置
9
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。
三、用途
1．发电厂 •火电行业应用 送风机风门挡板、一次进风风门挡板、二次 进风风门挡板、主风箱风门挡板 、燃烧器调 节杆、燃烧器摇摆驱动器、球阀和蝶阀控制、 滑动门等。 •其它电力行业的阀门执行器应用 球阀、叶轮机转速控制、冷凝水再循环、脱 氧机、锅炉给水、再加热恒温控制器及途
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：
电动执行机构介绍 10
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。
电动执行机构介绍
图2
电动执行机构系统方块图
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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 WF 位置发送器 Z 减速器 DFD 电动操作器 C 调节阀
电动执行机构介绍 15
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。
电动执行机构介绍
电动执行机构介绍 14
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。
电动执行机构原理
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一 二 三
电动执行机构概述
工作原理及结构 用途 电动执行机构安装和接线 电动执行机构调试 使用和检维修 故障和排除方法
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五 六 七
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
电动执行机构介绍 5
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
电动执行机构介绍
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一、电动执行机构概述
LIMITORQUE、天津二通
电动执行机构介绍
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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。
电动执行机构介绍 3
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
电动执行机构介绍
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
电动执行机构介绍 13
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：
电动执行机构介绍 4
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
电动执行机构介绍 8
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
电动执行机构介绍
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。