[理学]过控第四章执行机构.ppt

第四章 执行器 4.4 调节机构---调节阀特性 （2）流量特性----串联管道的工作流量特性 系统总压差 管道压差 调节阀压差 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。 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 按使用能源分 电动执行器 气动执行器 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 4.1 执行器的工作原理与分类---分类 液动执行器 推力大，体积较大，适用于被控制压力高的场合 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。 按输出位移形式 转角型 90°（或90°）或多圈（360°） 4.1 执行器的工作原理与分类---分类 直线型 短行程和长行程 按动作规律 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 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。 4.2 电动执行机构---概念 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 直行程 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 多转式 开启和关闭闸阀、截止阀等多转式阀门 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。 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。 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。 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。 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U1U2，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U1U2，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 活塞式 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 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 4.3 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 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， 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。 4.4 调节机构---结构 （2）直通双座调节阀 有两个阀芯和阀座。 特点：不平衡力小、允许压差大，但泄漏量也大。 适用于阀两端压差较大、泄漏量要求不高的场合，不适用于高黏度场合。 4.4 调节机构---结构 （3）角形调节阀 特点：流路简