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电动执行器    一文搞懂自动化控制的执行器技术



执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用。人们常把它称为实现生产过程控制的手足,因为它在自动化控制系统中接受调节器的控制信号,自动的改变调节变量,达到对被调参数(如温度、压力、流量、液位等)进行调节的目的,使生产过程按预定要求正常进行。


执行器


执行器由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构是执行器的推动部分,按照控制器输送的信号大小产生推力或位移。调节机构是根据执行机构输出信号去改变能量或物料输送量的装置,常见的是调节阀。




执行器根据执行机构使用的能源不同可分为气动、电动和液动三大类。




执行器的结构:


伺服放大器:


前置磁放大器、触发器,可控硅主回路及电源等部分。


作用:综合输入信号和反馈信号,并将该结果信号加以放大,使之有足够大的功率来控制伺服电动机的转动。


原理:根据综合后结果信号的极性,放大器应输出相应极性的信号,以控制电动机的正、反运转。




执行机构


伺服电机:是执行机构的动力部分。


减速器:将高转速、低转矩变成低转速、高转矩。


位置发送器:根据差动变压器的工作原理,利用输出轴的位移来改变铁芯在差动线圈中的位置,以产生反馈信号和位置信号。


操作器:是用来完成手动自动之间的切换、远方操作和自动跟踪无扰动切换等任务。


调节机构


调节阀:是按照控制信号的方向和大小,通过改变阀芯行程来改变阀的阻力系数,达到调节流量的目的。从流体力学的观点看,调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。


原理:


理想流体:不可压缩、没有粘滞性的流体


定常流动:空间中的每一点的流速不随时间而改变


伯努力方程:研究理想流体做定常运动时,流体中压强与流速的关系。


直通单座调节阀:当阀杆提升时,阀开度增大,流量增加;反之则开度减小,流量降低。


特点:关闭严密,性能可靠,结构简单,造价低廉,但阀杆的推力较大,因此对执行器工作力矩要求相对较高。


适合场所:关闭要求较严密及压差较小的场所,如普通的空调机组、风机盘管、热交换器等的控制。




直通双座阀:


阀体内有两个阀座及两个阀芯。阀杆做上下移动来改变阀芯与阀座的位置。


特点:开、关阀时对执行机构的力矩要求较低。关闭严密性不如单座阀。造价相对较高。


适合场所:适用于控制压差较大,但对关闭严密性要求相对较低的场所,比较典型的应用如空调冷冻水供回水管上的压差控制阀。




三通调节阀:


三通阀有三个出入口与管道相连,按作用方式分为三通混流阀和三通分流阀两种形式。


特点:基本上能保持总水量的恒定。因此它适合于定水量系统。一般要求三通阀的温度小于150℃。


适合场所:三通控制阀常用于热交换器的旁通调节,也可用于简单的配比调节。




蝶阀:


启闭件为盘形蝶板并能绕阀体内轴线旋转的一种阀门。


特点:体积小、重量轻、安装方便,并且开、关阀的允许压差较大。其调节性能和关阀密闭性都较差。


适合场所:用于压差较大、对调节性能要求不高的场所。


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