电动执行机构的原理论文

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1、电动执行机构的原理与常见故障分析仪表一车间曹宇摘要：本文介绍了电动执行机构以及伺服放大器的工作原理及构成，并对各组成部件的原理进行了剖析。通过对各部件原理的了解，并对日常工作中遇到电动执行机构及伺服放大器出现的常发故障进行了全面分析。同时区别各类故障发生的原因。针对电动执行机构的伺服放大器存在可靠性不高的缺点，提出利用DCS组态来替代伺服放大器的建议。相信可整体提高控制系统的可靠性，保证调节系统安全平稳运行。关键词：电动执行机构伺服放大器电机减速器位置发送器1概述：电动执行机构是电动单元组合式仪表中的执行单元。它是以单相交流电源为动力，接受统一的标准直流信号，输出相应的转角位移，操

2、纵风门、挡板等调节机构，可配用各种电动操作器完成调节系统“手动—自动”的无扰动切换，及对被调对象的远方手动操作，电动执行机构还设有电气限位和机械限位双重保护来完成自动调节的任务。它在电力、冶金、石油化工及锅炉系统的上水及风门挡板的调节等部门得到广泛应用。2电动执行机构的工作原理电动执行机构包括伺服放大器及执行机构两大部分，其中执行机构又分为电机、减速器及位置发送器三大部件伺服放大器电机位置发送器减速器电动操作器输入信号Ii阀体执行机构现场控制室输出轴阀位反馈IfIf图1电动执行机构系统原理框图来自调节器的电流信号Ii（4-20mA）作为伺服放大器的输入，与阀的位置反馈信号If进行比

3、较，当输入信号和反馈信号比较差值不等于零时，其差值经伺服放大器放大后，控制两相伺服电机按相应的方向转动，再经减速器减速后使输出轴产生位移；同时，输出轴位移又经位置发送器转换成阀的反馈信号If；当反馈信号与输入信号相等时，伺服放大器无输出，电机不转动，执行机构就稳定在与输入信号相应的位置上。电动执行机构的输出轴位移和输入信号成线性关系。电动执行机构有连续调节、远程手动控制和就地手动操作三种控制方式。2.1电动执行机构就地调节方式电动执行机构需就地手动操作时，当电动操作器切换开关放置“手动”位置，把电机端部旋钮拨到“手动”位置，拉出执行机构上的手轮，摇动手轮就可以实现手动操作。当不用就

4、地操作时，千万要注意，把电机端部的旋钮拨到“自动”位置，并把手轮推进。2.2电动执行机构远程遥控调节方式当电动操作器切换开关放在“手动”位置时，即处在手动远程控制状态，操作时只要将旋转切换开关分别拔到“开”或“关”的位置，带动电机正转或反转，执行机构输出轴就可以实现上行或下行动作，在运动过程中观察电动操作器上的阀位开度表，到所需控制阀位开度时，立即松开切换开关即可。2.3电动执行机构自动调节方式当电动操作器切换开关放在“自动”位置时，即处在自动调节状态，其控制过程如下：当输入信号Iλ1=0（或4mADC）时,位置发送器反馈电流I反=0(或4mADC) ,此时伺服放大器没有输出电压，

5、电机停转，执行机构输出轴稳定在预选好的零位；当输入信号Iλ1>0（或4mADC）时，此输入信号与系统本身的位置反馈电流在伺服放大器的前置级磁放大器中进行磁势的综合比较，由于这二个信号大小不相等且极性相反就有误差磁势出现，从而使伺服放大器有足够的输出功率驱动电机，执行机构输出轴就朝着减少这个误差磁势的方向运动，直到输入信号和位置反馈信号二者相等为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。3电动执行机构的组成分为电机、减速器及位置发送器三大部件3.1电机电机是接受伺服放大器或电动操作器输出的开关电源，把电能转化为机械能，从而驱动执行机构动作。3.2减速器减速器上有手动部件、输出轴

6、、机械限位块。减速器是将电机的高转速、小转矩转换为低转速、大转矩的输出功率，以带动阀门机构动作。机座上有两块刹车片，可使输出轴的转角限制在90°范围内以保证不损坏调节机构及有关连杆。3.3位置发送器位置发送器由电源变压器、差动变压器、印刷电路板等部件组成。当减速器输出轴移动时，凸轮随之旋转，是压在凸轮斜面上的差动变压器的铁芯连杆产生轴向位移，改变铁芯在差动变压器线圈中的位置，使差动变压器输出对应位置的电压转换成标准的直流电流信号（4~20mA）。减速器输出轴的转角位移与位置发送器的输出电流呈线性关系。在自动控制系统中，这些执行机构需要外挂式的伺服放大器进行开关控制。电动执行机构的指

7、令信号与阀位反馈信号在伺服放大器中进行比较放大后，经过可控硅送出220V的开关信号。伺服放大器是由电器元件组成的电子线路板构成，分前置级磁放大器线路板、触发器线路板、可控硅交流开关线路板三部分。电动执行机构的指令信号与阀位反馈信号的比较放大靠这些电子线路板的运行来实现。4 伺服放大器的原理-15V+15V触电输出电机反转电机正转相220V.AC220V220V~vVVVV±24V阀位信号调节信号图2伺服放大器原理框图隔离比较放大极性判别故障诊断过零触发过零触发交流开关