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執行器
點擊次數：871 發布時間：2014-10-20
執行器
執行器是在工業生產過程自動控制系統中，以調節儀表或其他控制裝置的信號為輸入信號，按一定調節規律調節被控對象輸入量的裝置。它是一種工業自動化儀表，如調節閥、擋板和電磁閥等均屬此類
1 組成
執行器通常由執行機構、調節機構和附件3部分組成。
附件包括放大器、閥門定位器、位置發信器和速度發信器等，可根據不同要求選用。有時不用附件，僅由執行機構和調節機構兩部分組成，如氣動薄膜調節閥就不帶閥門定位器
2分類
（final controlling element）是自動化技術工具中接收控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置。也是控制系統正向通路中直接改變操縱變量的儀表，由執行機構和調節機構組成。按所用驅動能源分為氣動、電動和液壓3類。
按工作能源不同分可分為電動、氣動、液動、電氣復合和電液復合式。
按控制功能不同分 可分為位置控制式（如閥門開度控制）、速度控制式（如泵的轉速控制）和電功率控制式（如電爐加熱功率控制）。
按輸入信號不同分可分為模擬量式和數字量式。
3 執行機構
薄膜執行機構是氣動執行機構的一種結構形式，輸出推力zui大達20萬牛頓，zui大位移為100毫米。
活塞式執行機構輸出推力zui大達14萬牛頓，zui大位移為600毫米。
氣動執行機構結構較簡單，防爆性能好。
電動執行機構由電動機驅動經減速器輸出角位移，用來推動蝶閥、球閥，以調節被控對象中流量或推動調壓器實現加熱功率控制。電動執行機構也可制成直線位移輸出的形式。
電液執行機構（圖5）是能接受電信號控制的液動執行機構。輸入信號通過直線力電機驅動伺服閥，使壓力油經伺服閥進入油缸的某一端，在活塞上產生推力。然后此力經活塞桿推動調節機構。活塞的位移同時通過凸輪和彈簧，在伺服閥的活塞桿上產生反饋力，與力電機產生的信號力相平衡。因此，執行機構輸出位移與輸入信號成正比，輸出力可達22萬牛頓，位移可達200毫米。
液動執行機構需要有就地高壓油源，在分散使用時每臺執行機構都要有油源裝置。
執行機構的動作方向決定于偏差的極性，而且總是朝著減小偏差的方向動作，直至偏差為零，執行機構才停止動作，因此執行機構輸出位移與輸入信號大小成正比。當采用步進電機驅動時，可直接接受調節器輸出數字信號。調節器與電動之間信號傳輸迅速、傳輸距離長。出現停電故障時，執行機構輸出位移保持原位不動
4工作原理
常見的氣動薄膜調節閥，來自調節器的氣壓信號進入膜室后轉換成推力，通過推桿推動閥門，調節被控對象中的流量。
是帶閥門定位器的氣動薄膜調節閥工作原理圖。氣壓信號p1進入波紋管后，經杠桿使擋板與噴嘴靠近，因此噴嘴背壓p2增大，并經氣動功率放大器放大后送入執行機構的膜室推動閥門。同時，執行機構的位移通過凸輪和彈簧在杠桿上產生反饋力，此力與波紋管產生的信號力相平衡，因此執行機構輸出位移與輸入信號成正比。
圖3為電動的原理框圖。來自調節器的輸入信號與執行機構位置反饋信號相比較。當存在偏差時放大器就有電壓輸出到電動執行機構
5 部件結構原理
的主要附件有放大器、發信器和閥門。
① 放大器 電動放大器將小信號（通常是0～10毫安或4～20毫安直流電流）放大后驅動電動機或控制電爐加熱功率。氣動放大器通常是將帕斯卡氣壓信號放大。它的基本結構（圖2）由波紋管、噴嘴和擋板組成。改變噴嘴與擋板之間的距離，輸出信號p2也隨之變化，且p2大于p1，可達到氣壓放大的目的。氣動功率放大器是放大器的一種形式，它有足夠的功率輸出，用以直接推動執行機構。
② 發信器 發信器有位置發信器、速度發信器和轉速發信器等。它將執行機構的輸出轉換成相應的電信號或氣信號，作為各類的反饋信號。
③ 閥門 在執行機構推動下改變閥瓣與閥座之間通流面積，從而調節流體流量。閥門結構形式有直通單座閥（圖1）、直通雙座閥、三通閥、角形閥、偏心旋轉閥、蝶閥、球閥、隔膜閥和閘閥等。閥門的主要特征用閥門開度與流量之間關系來表示，稱流量特性。在使用中可根據控制系統要求、流體性質和存在的主要干擾因素等來選擇閥門結構形式和流量特性。
：汪成芳
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