電動(dòng)執(zhí)行器的概述和分類

電動(dòng)執(zhí)行器是指在控制系統(tǒng)中以電為能源的一種執(zhí)行器，接受調(diào)節(jié)儀表等的電信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的大小改變操縱量，使輸入或輸出控制對(duì)象的物料量或能量改變，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)目的。

在工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用廣泛。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥）兩部分構(gòu)成。閥部分在前面已有介紹，因此，在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中只介紹電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

電動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)執(zhí)行器的能源取用方便，動(dòng)作靈敏，信號(hào)傳輸速度快，適合于遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳送，便于與電子計(jì)算機(jī)配合使用。

缺點(diǎn)：電動(dòng)執(zhí)行器一般不適用與防火防爆的場合，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴。

二電動(dòng)執(zhí)行器工作原理

下面簡要介紹一下直行程電動(dòng)執(zhí)行器和角行程電動(dòng)執(zhí)行器。

直行程與角行程電動(dòng)執(zhí)行器的工作原理是接收調(diào)節(jié)器或其它儀表送來的4~20毫安的標(biāo)準(zhǔn)值流電信號(hào)，經(jīng)執(zhí)行器后變成位移推力或轉(zhuǎn)角力矩，以操作開關(guān)、閥門等，完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)。這兩種執(zhí)行器以前都是由伺服放大器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分組成的?，F(xiàn)在有Ji電一體智能化的結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法都是相似的，區(qū)別僅在于，一個(gè)輸出位移（推力），一個(gè)輸出轉(zhuǎn)角（力矩）。

電動(dòng)執(zhí)行器的要求

（1）對(duì)于輸出為轉(zhuǎn)交的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要有足夠的轉(zhuǎn)矩，對(duì)于輸出為直線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要有足夠的力，以便克服負(fù)載的阻力。特別是高溫高壓閥門，其密封填料壓的比較緊，長時(shí)間關(guān)閉之后在開啟時(shí)往往比正常情況要費(fèi)更大的力，Zhi于動(dòng)作速度并不一定很高，因?yàn)榱髁空{(diào)節(jié)和控制不需要太快。為了加大輸出轉(zhuǎn)矩或力，電動(dòng)機(jī)的輸出軸都有減速器，如果電機(jī)本身就是低速的，減速器可以簡單些。

（2）減速器或電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)該有自鎖特性，當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)載的不平衡力（例如閘板閥的自重）不可引起轉(zhuǎn)角或位移的變化。因此往往要用渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)或電磁制動(dòng)器。有了這樣的措施，在意外停電時(shí)，閥位就能保持在停電前的位置上。

（3）停電或調(diào)節(jié)器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該能夠在執(zhí)行器上進(jìn)行手動(dòng)操作，以便采取應(yīng)急措施。為此，必須有離合器及手輪。

（4）在執(zhí)行器進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，為了給調(diào)節(jié)器提供自動(dòng)跟蹤依據(jù)（跟蹤是無擾動(dòng)切換的需要），執(zhí)行器上應(yīng)該有閥位跟蹤信號(hào)。這既是執(zhí)行器本身位置反饋的需要，也是閥位指示的需要。

（5）為了保護(hù)閥門及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不致因過大的操作力而損壞，執(zhí)行器上應(yīng)有限位裝置和限制力或轉(zhuǎn)矩的裝置。

除了以上基本要求之外，為了便于和各種閥門特性配合，Z好能在執(zhí)行器上具有可選擇的非線性特性。為了能和計(jì)算機(jī)配合，ZZ好能直接輸入數(shù)字信號(hào)。近些年來還有帶PID運(yùn)算功能的執(zhí)行器，這就是所謂“數(shù)字執(zhí)行器”和“智能執(zhí)行器”。

目前應(yīng)用廣泛的還是模擬式電動(dòng)執(zhí)行器，其中以我國電動(dòng)單元組合儀表里的AOX-R/Q系列（輸出為轉(zhuǎn)角）和AOX-Q-L/AOX-L系列（輸出為直線位移）。

2.積分式電動(dòng)執(zhí)行器

簡單的電動(dòng)執(zhí)行器，僅僅由電容分相電路構(gòu)成，沒有前置放大器，直接靠開關(guān)的動(dòng)作來控制電機(jī)。

3.滾切電機(jī)式電動(dòng)執(zhí)行器

以普通異步電機(jī)為基本原理構(gòu)成的伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)速高而轉(zhuǎn)矩小，所以執(zhí)行器里不得不用較復(fù)雜的減速器。

4.多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行器

多轉(zhuǎn)式電動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸運(yùn)動(dòng)方式為旋轉(zhuǎn)式，且全行程超過360度，適合于閘閥、截止閥等被控對(duì)象，多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較特殊，它可以再配一級(jí)減速器轉(zhuǎn)換成角行程電動(dòng)執(zhí)行器或直行程電動(dòng)執(zhí)行器，甚Zhi仍舊是多轉(zhuǎn)式，加一級(jí)減速后輸出力（矩）增大，運(yùn)動(dòng)速度減慢。

5.永磁低速同步電機(jī)式執(zhí)行器

用永磁低速同步電機(jī)構(gòu)成的執(zhí)行器，以國產(chǎn)ZDAS型行程執(zhí)行器為例，其輸出推力400~2500N，行程10~40mm，速度0.75~1.25mm/s。國產(chǎn)SKZ型執(zhí)行器也用永磁低速同步電機(jī)構(gòu)成。

6.數(shù)字式電動(dòng)執(zhí)行器

為了直接和計(jì)算機(jī)配合，近來出現(xiàn)了數(shù)字式電動(dòng)執(zhí)行器，它的輸入信號(hào)是脈沖形式，伺服電機(jī)式由脈沖驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。雖然步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)有嚴(yán)格的比例關(guān)系，但是脈沖數(shù)可能由于干擾而出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以執(zhí)行器仍然要有位置反饋信號(hào)，通常也是以直流4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)形式送回計(jì)算機(jī)，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后與設(shè)定的閥位比較構(gòu)成閉環(huán)，以保證閥位有正確的開度。