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电动执行机构(器)的基本知识

发布时间:2013-10-25

执行机构相信大家听到很多,但相信大家对于“电动执行机构(器)”还是很陌生的,那究竟什么是电动执行机构(器)呢?以下从几个方面了解一下,希望对大家有帮助!

电动执行器选型


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。

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。

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。

电动执行器的原理


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。
电动执行机构(器)
电动执行机构(器)
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)。

电动执行机构与电动装置区别


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:

应用场合不同,与蝶阀、直通阀、球阀组成,精度要求不同,执行国家标准不同,产品所属类别不同,价格不同,具体参见参考资料详表[3]

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。

开关量和模拟量信号


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。

由于计划经济时期全国统一设计,DKJ、DKZ系列电动执行器只接收有源开关量信号(即接通220V,可全开或全关)。

当需要连续调节时,需用伺服放大器,安装在计算机与执行器之间。由于这种使用方法接线、调试简单、习惯和历史原因等,现在大部分工矿还在延续这种用法。

(伺服放大器作用:将计算机发出的4—20mA模拟量信号放大成有源开关量信号,来任意位置调节执行器动作。)

选择要素


选择一台合适的阀门执行机构类型和规格时必须考虑下列要素:

驱动能源

最常用的驱动能源是电源或流体源,如果选择电源为驱动能源,对于大尺寸阀门一般选用三相电源,对于小尺寸阀门可选用单相电源。一般电动执行机构可有多种电源类型供选择。有时也可选直流供电,此时可通过安装电池实现电源故障安全操作。流体源种类很多,首先可以是不同的介质如:压缩空气、氮气、天然气、液压流体等,其次它们可以具备各种压力,第三执行机构具有各种尺寸以提供输出力活力矩。

阀门类型


当选择阀门用执行机构时,必须要知道阀门的种类,这样才可以选择正确的执行机构类型。有些阀门需要多回转驱动,有些需要单回转驱动,有些需要往复式驱动,它们影响了执行机构类型的选择。通常多回转的气动执行机构比电动多回转执行机构价格要贵,但是往复式直行程输出的气动执行机构价格比电动多回转执行机构便宜。
力矩大小对于90度回转的阀门如:球阀、碟阀、旋塞阀,最好通过阀门厂商获得相应阀门力矩大小,大部分阀门厂商是通过测试阀门在额定压力下阀门所需的操作力矩,他们将这一力矩提供给客户。对于多回转的阀门情况有所不同,这些阀门可分为:往复式(提升式)运动-阀杆不旋转、往复式运动-阀杆旋转、非往复式-阀杆旋转,必须测量阀杆的直径,阀杆连接螺纹尺寸已决定执行机构规格。
电动执行机构(器)
电动执行机构(器)

执行机构选型

一但执行机构类型和阀门所需驱动力矩确定了,就可以使用执行机构厂商提供的数据表或选型软件进行选型。有时还需考虑阀门操作的速度和频率。

流体驱动的执行机构可调节行程速度,但是三相电源的电动执行机构只有固定的行程时间。

部分小规格的直流电动单回转执行机构可调节行程速度。

常见故障现象分析


以MD系列电动执行机构的整体式比例调节型为例。

位置传感器部分

(1)电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后,电机能正常转动,但没有阀位反馈。其可能原因是:


1)位置传感器的电位器与行程控制机构不能同轴旋转,需检查连接部分是否损坏;

2)电位器损坏或性能变坏,阻值不随转动而发生变化;

3)位置传感器的电位器及放大板间连接导线是否正常;

4)PM放大板是否损坏,有无反馈信号送出。

2)电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后,电机能正常转动,但阀位反馈始终为一固定值,不随阀门的开、关而变化,其可能原因是:

1)导电塑料电位器的阻值为一恒值,不随转动而变,检修更换电位器;

2)放大板中有关部分异常,检查处理。
执行器

(1)执行机构接收控制系统发出的开关信号后,电机不转并有嗡嗡声。其原因可能是:


1)减速器的行星齿轮部分卡涩、损坏或变形;

2)减速器的斜齿轮传动部分变形或过度磨损或损坏;

3)减速器的涡轮涡杆或丝杆螺母传动部分变形损坏、卡涩等;4)整体机械部分配合不好,不灵活,需调整加油。

(2)电气部分故障


1)电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后,电机不转,也无嗡嗡声。可能原因是:没有交流电源或电源不能加到执行机构的电机部分或位置定位器部分;PM放大板工作不正常,不能发出对应的控制信号;固态继电器部分损坏,不能将放大板送来的弱信号转变成电机需要的强电信号;电机热保护开关损坏;力矩限制开关损坏;行程限制开关损坏;手动/自动开关位置选错或开关损坏;电机损坏。

2)电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后,电机不转,有嗡嗡声。其可能原因是:电机的启动电容损坏;电机线圈匝间轻微短路;电源电压不够。

3)电动执行机构接受控制系统发出的开、关信号后,电机抖动,并伴有咯咯声,其原因可能是:PM放大板的输出信号不足不能使固态继电器完全导通,造成电机的加载电压不足;固态继电器性能变坏,造成其输出端未完全导通。

综上所述,本文已为讲解电动执行机构(器)的基本知识,相信大家对电动执行机构(器)的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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