过控第四章执行机构PPT

4.4 调节机构---结构
（1）直通单座调节阀
只有一个阀芯与一个阀座。 优点：结构简单、泄露量小，不平衡 力大，易于保证关闭。 缺点：在压差比较大时，流体对阀芯 上下作用推力不平衡，影响阀芯的移 动。 用于小口径、低压差场合。
U1<U2，则输出电压U0相位与上述相反。
4.3 气动执行机构---分类
根据控制器或阀门定位器的输出气压信号大小，产生相应的输出 力和推杆直线位移，推动调节机构的阀芯动作。
薄膜式 使用弹性膜片将输入气压转变为推力; 结构简单、价格低廉、运行可靠、维护方便
活塞式
以气缸内的活塞输出推力; 输出推力大、行程长，价格高，只用于特殊需求 场合
4.2 电动执行机构---执行机构
将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩， 并当伺服放大器没有输出时，电机能可靠地 制动。
输入信号Ii 伺服放大器
位置反馈信号 If
操作器
伺服电机 位置发送器
减速器
将执行机构输出轴的位移线性地转换成0-10mA.DC 或4-20mA.DC反馈信号，并作为位置反馈信号反馈 到伺服放大器的输入端。
直行程 多转式
将输入的直流电流信号，通过电动机和减速器，转换为直 线位移输出，适用于操纵单座、双座、三通等直线式调节 阀
开启和关闭闸阀、截止阀等多转式阀门
构机行执
如直动式电磁阀：
线圈通电时，产生电磁 力，吸引阀芯柱上移，阀门 打开。
线圈断电后，电磁力消 失，阀芯落下。在弹簧压力 下阀门紧闭。
电磁阀是位式阀，只有 全开和全关两个位置。
θ 把伺服电机高转速、 小力矩的输出功率转 换成执行机构输出轴 的低转速、大力矩的 输出功率，从而推动 调节机构。
伺服电机
■定义: 在伺服系统中控制机械元件运转的发 动机.是一种补助马达间接变速装置。
■作用：伺服电机,可使控制速度,位置精度非 常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动 控制对象
工业中使用最多的是气动调节阀和电动调节阀。
4.1 执行器的工作原理与分类---分类
按输出位移形式 按动作规律
转角型 90°（或<90°）或多圈（>360°）
直线型 短行程和长行程 开关型 全开和全关两种状态，如电磁阀 积分型 正向等速运动、反向等速运动和停止三种
状态，实现任意阀门开度的调节 比例型 输出位移和输入信号成比例关系
4.2 电动执行机构---概念
接收来自控制器的0-10mA.DC或4-20mA.DC电流信号，并将其转换为相应 的角位移（输出力矩）或直线位移（输出力），去操纵阀门、档板等调 节机构。
角行程 以电动机作为动力元件，将输入的直流电流信号转换为相 应的角位移（0-90℃），适用于操纵蝶阀、档板之类的旋 转式调节阀
第四章 执行器
主要内容
4.1 执行器的工作原理与分类 4.2 电动执行机构 4.3 气动执行机构 4.4 调节机构 4.5 电-气转换器 4.6 阀门定位器 4.7 执行器的选择
4.1 执行器的工作原理与分类
执行器接收来自控制器的控制信号，通过执行机构将其转换成相应 的角位移或直线位移，去改变调节机构的流通面积，从而调节流入 或流出被控过程的物料或能量，实现对温度、压力、流量等过程被 控参数的自动控制。
控制机构是阀门，它将阀杆 的位移转换为流通面积的大小。
执行机构
执行机构按调节器输出的控制信号，驱动调节机构 动作。气动执行机构的输出方式有角行程输出和直行程 输出两种。
直行程输出的气动执行机构有两类。
薄膜式执行机构
气动活塞式执行机构
P
正作用执行机构
反作用执行机构
4.4 调节机构---概念
----局部阻力可变的节流元件。 ----在执行机构输出力（力矩）作用下，阀芯在阀体内移动，改变 阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了调节机构的阻力系数，从而 使被控介质的流量发生相应变化，
■分类：直流伺服电机和交流伺服电机。
4.2 电动执行机构---执行机构
• 当铁芯在中间位置时，因两副边绕组的磁路
对称，故感应电压U1=U2，但因两绕组反向串联， 所以输出电压U0=0；
• 当铁芯自中间位置向上移动时，磁路对两绕
组不对称，故感应电压U1>U2，因而输出电压U0= U1-U2；
• 当铁芯向下移动时，两绕组中的感应电压
气动执行器 液动执行器
输入0.02-0.1MPa气压信号。 结构简单、动作平稳可靠、输出推力大、维护方便、 价格便宜、安全防爆系数高。动作时间长，不适合 远传（传输距离<150m），而且不能与数字设备直 接连接。
推力大，体积较大，适用于被控制压力高的场合
电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小， 可远距离传输；但推力较小。 气动调节阀：结构简单，可靠，维护方便，防火防 爆；但气源配备不方便。 液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、 维护麻烦，使用不多。
电动调节阀由执行机构和阀门 两部分组成。
执行机构是调节阀的推动装置，
它将输入信号转换成相应的动力，
执
带动控制机构动作。
行
机
阀门是调节阀的控制机构，它
构
与气动调节阀的阀门是通用的。
控 制 机 构
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电动执行机构
4.2 电动执行机构---工作原理
可与控制器配合实现自动调节，还可通过操作器实现系统的自动调节和手动调节的 相互切换。当操作器的切换开关置于手动操作位置时，由正、反操作按钮直接控制 电机的电源，以实现执行机构输出轴的正转或反转。
执行器安装在现场，直接与介质接触，常常在高温、高压、易腐蚀、易结晶、 易燃易爆等恶劣条件下使用。
4.1 执行器的工作原理与分类---组成
4.1 执行器的工作原理与分类---分类
按使用能源分
电动执行器
输入0-10mADC或4-20mADC电流信号。 方便、信号传输速度快、传输距离远; 结构复杂、 安全防爆性能差、推力小、价格贵，适用于防爆要 求不高及缺乏气源的场所
4.3 气动执行机构---气动薄膜式
正作用（ZMA）：当输入 气压信号增加时，推杆 向下移动
反作用（ZMB）：当输入 气压信号增加时，推杆向 上移动
调节阀是由气压信号控制的阀门。
阀位指示标牌 阀杆
气动薄膜室 推杆 阀门
气动调节阀的结构与分类
气动调节阀由执行机构和控 制机构（阀）两部分组成。
执行机构是推动装置，它是 将信号压力的大小转换为阀杆位移 的装置。