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角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理

[ 2013-11-19 ]

電動(dòng)執(zhí)行器與氣功執(zhí)行器一樣.是控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分。它接收來(lái)自控制器的0~10mA或4~20 mA的直流電流信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移,去操縱閥門(mén)、擋板等控制機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

電動(dòng)執(zhí)行器有角行程、直行程和多轉(zhuǎn)式等類(lèi)型。角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力元件、將輸入的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移(0°~90°);這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)適用于操縱蝶閥、擋板之類(lèi)的旋轉(zhuǎn)式控制閥。直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收輸入的直流電流信號(hào)后,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),然后經(jīng)減速器減速井轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)位移輸出,去操縱單座、雙座、三通等各種控制閥和其他直線(xiàn)式控制機(jī)構(gòu)。多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉閘閥、截止閥等多轉(zhuǎn)式閥門(mén),由于它的電機(jī)功率比較大,最大的有幾十千瓦,一般多用作就地操作和遙控。

幾種類(lèi)型的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電氣原理上基本上是相同的,只是減速器不一樣。以下簡(jiǎn)單介紹一下角行程的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服放人器、伺服電功機(jī)、減速器、位置發(fā)送器和操縱器組成,如圖5-2-1所示。其工作過(guò)程大致如下:伺服放大器將由校制器來(lái)的輸入信號(hào)與位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較,當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí).出十位置反饋信號(hào)也為零,放大器無(wú)輸出,電機(jī)不轉(zhuǎn),如有信號(hào)插入,且與反饋信號(hào)比較產(chǎn)生偏差.使放大據(jù)有足夠的輸出功率,驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)、經(jīng)減速后使減速器的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),直到與輸出軸相連的位置發(fā)送器的輸出電流與楊入信號(hào)相等為止。此時(shí)輸出軸就穩(wěn)定在與該輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角位置上,實(shí)現(xiàn)了輸入電流信號(hào)與輸出轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)換。

位置發(fā)送器是能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?~10 mA DC(或4~20 mA DC)反饋信號(hào)的裝置、它的主要部分是差動(dòng)變壓器,其原理如圖5-2-2所示。

在差動(dòng)變壓器的原邊加一交流穩(wěn)壓電源后,其副邊分別會(huì)感應(yīng)出交流電壓U1,U2,由于兩副邊繞組匝數(shù)相等,且反向串聯(lián).故感應(yīng)電壓Usc的大小將取決于鐵心的位置。

鐵心的位置是與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出袖的位置相對(duì)應(yīng)的。當(dāng)鐵心在中間位置時(shí),因兩副邊繞組的磁路對(duì)稱(chēng),故在任一瞬問(wèn)穿過(guò)兩副邊繞組的磁通都相等,因而感應(yīng)電壓U1=U2。但圍兩繞組反向串聯(lián),它們所產(chǎn)生的電壓互相抵消,因而輸時(shí)電壓Usc等于零。

當(dāng)鐵心自中間位置有一向上的位移時(shí),使磁路對(duì)兩繞組不對(duì)稱(chēng),這時(shí)12邊繞組中交變磁通的幅值將大干下面繞組中交變磁通的幅值,兩繞組中的感應(yīng)電壓將是U1>U2,因而有輸出電壓Usc=U1-U2產(chǎn)生。

反之.當(dāng)鐵心下移時(shí),兩電壓的關(guān)系將是U2>U1,此時(shí)輸出電壓的相位與上述相反,其大小為Usc=U2-U1。

信號(hào)Usc經(jīng)過(guò)整流、濾波電路可以得到0~10 mA(或4~20 mA)的直流電流信號(hào),它的大小與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出位移相對(duì)應(yīng)。這個(gè)信號(hào)被反饋到伺服放大據(jù)的輸入端,以與輸入信號(hào)相比較。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅可與控制器配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,還可通過(guò)操縱器實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的相互切換。當(dāng)操縱器的切換開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)操作位置時(shí),由正、反操作按鈕直接控制電機(jī)的電源,以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),進(jìn)行通控手動(dòng)操作。
角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成示意圖差動(dòng)變壓原理圖

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