执行器的种类ppt课件.ppt
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1、EXIT第第1页页了解执行器的种类、特点及正反作用方式了解执行器的种类、特点及正反作用方式掌握气动执行机构的结构及工作原理掌握气动执行机构的结构及工作原理理解电动执行机构的组成及各部分作用理解电动执行机构的组成及各部分作用了解控制阀的结构及特点了解控制阀的结构及特点理解控制阀的流量系数、可调比和流量特性的概念理解控制阀的流量系数、可调比和流量特性的概念了解阀门定位器的作用及使用场合了解阀门定位器的作用及使用场合掌握控制阀的选用原则掌握控制阀的选用原则能够应用控制阀的选用原则正确选用控制阀能够应用控制阀的选用原则正确选用控制阀能够对执行器进行正确的调校能够对执行器进行正确的调校能够正确的安装执行
2、器能够正确的安装执行器能够处理执行器在使用、维护中的问题能够处理执行器在使用、维护中的问题第第4章章 执行器执行器知识目标知识目标技能目标技能目标EXIT第第2页页4.1 概述概述4.4 阀门定位器阀门定位器4.2 执行机构执行机构 4.3 调节机构调节机构第第4章章 执行器执行器4.7 执行器的安装与维护执行器的安装与维护4.5 执行器的选择执行器的选择4.6 气动薄膜控制阀性能测试气动薄膜控制阀性能测试EXIT第第3页页4.1 概述:概述:一、执行器的结构组成一、执行器的结构组成组成: 执行机构 调节机构二、执行器的分类二、执行器的分类执行机构调节机构IiP入入LQ位移位移开度开度输入输入
3、信号信号 气动执行器 PLQ 按能源分: 电动执行器 IiLQ 液动执行器直行程角行程EXIT第第4页页比较项目比较项目气动执行器气动执行器电动执行器电动执行器液动执行器液动执行器结构结构体积体积推力推力配管配线配管配线动作滞后动作滞后频率响应频率响应维护检修维护检修使用场合使用场合温度影响温度影响成本成本简单简单中中中中较复杂较复杂大大狭狭简单简单防火防爆防火防爆较小较小低低复杂复杂小小小小简单简单小小宽宽复杂复杂隔爆型才防火防爆隔爆型才防火防爆较大较大高高简单简单大大大大复杂复杂小小狭狭简单简单要注意火花要注意火花较大较大高高三种执行器的三种执行器的特点特点比较比较EXIT第第5页页电动执
4、行器电动执行器气动执行器气动执行器4.2 执行机构执行机构EXIT第第6页页1. 特点特点 它是以它是以140kP的压缩空气为能源,以的压缩空气为能源,以20 100kP气压气压信号为输入控制信号;信号为输入控制信号; 具有结构简单、动作可靠、性能稳定、输出推力大、具有结构简单、动作可靠、性能稳定、输出推力大、维修方便、本质安全防暴和价格低廉等特点。维修方便、本质安全防暴和价格低廉等特点。2.构成原理构成原理 执行机构调节机构P入入LQ位移位移开度开度输入输入信号信号(一)结构组成:(一)结构组成: 执行机构 P L Q 调节机构一、气动执行器一、气动执行器EXIT第第7页页EXIT第第8页页
5、气动薄膜控制阀气动薄膜控制阀外形外形反装阀反装阀气开式气开式执行器执行器正作用正作用执行机执行机构构P入入正作用式正作用式气动薄膜气动薄膜控制阀控制阀EXIT第第9页页阀芯的正装与反装形成气开、气关正装反装EXIT第第10页页反作用式气动薄膜控制阀反作用式气动薄膜控制阀l 结构 原理气关式控制阀O型环气开式执行器执行器反作用执行机构P入入EXIT第第11页页四种组合 反作用反作用正作用正作用气关式气关式气开式气开式反装阀反装阀正装阀正装阀P入入P入入P入入P入入QQQQQEXIT第第12页页 气动活塞式执行机构按其气动活塞式执行机构按其作用方式可分成作用方式可分成比例式比例式和和两两位式位式两
6、种。两种。 比例式是指输入信号压力比例式是指输入信号压力与推杆的行程成比例关系,与推杆的行程成比例关系,这时它必须与阀门定位器配这时它必须与阀门定位器配用。用。 两位式是根据输入执行两位式是根据输入执行机构活塞两侧的操作压力差机构活塞两侧的操作压力差来完成的。活塞由高压侧推来完成的。活塞由高压侧推向低压侧,就使推杆由一个向低压侧,就使推杆由一个极端位置推移至另一个极端极端位置推移至另一个极端位置。位置。 气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构EXIT第第13页页二、电动执行器二、电动执行器电动执行机构由电动执行机构由伺服放大器伺服放大器和和执行机构执行机构两部分组成。两部分组成。执行机构又包括两
7、相伺服电动机、减速器和位置发执行机构又包括两相伺服电动机、减速器和位置发送器送器EXIT第第14页页 伺服放大器:伺服放大器:前置磁放大器、触发器,可控硅主回路及前置磁放大器、触发器,可控硅主回路及电源等部分。电源等部分。 作用作用:综合输入信号和反馈信号:综合输入信号和反馈信号,并将该,并将该结果信号加以结果信号加以放大,使之有足够大的功率来控制伺服电动机的转动。放大,使之有足够大的功率来控制伺服电动机的转动。 根据综合后根据综合后结果信号的极性结果信号的极性,放大器应输出相应极性的,放大器应输出相应极性的信号,信号,以控制电动机的正、反运转。以控制电动机的正、反运转。1.1.伺服放大器伺服
8、放大器EXIT第第15页页 操作器:操作器:是用来完成手动自动之间的切换、远方操是用来完成手动自动之间的切换、远方操作和自动跟踪无扰动切换等任务作和自动跟踪无扰动切换等任务2.执行机构执行机构伺服电机:伺服电机:是执行机构的动力部分是执行机构的动力部分减速器减速器 :将高转速、低转矩变成低转速、高转矩将高转速、低转矩变成低转速、高转矩 位置发送器位置发送器:根据差动变压器的工作原理,利用根据差动变压器的工作原理,利用输出轴的位移来改变铁芯在差动线圈中的位置,以产输出轴的位移来改变铁芯在差动线圈中的位置,以产生反馈信号和位置信号。生反馈信号和位置信号。EXIT第第16页页一、控制阀的结构特点一、
9、控制阀的结构特点直通直通4.3 调节机构调节机构角形角形EXIT第第17页页三通控制阀:合流;分流分流分流 合流合流EXIT第第18页页碟阀碟阀EXIT第第19页页角行程式阀芯角行程式阀芯凸轮挠曲阀凸轮挠曲阀蝶阀蝶阀球阀球阀EXIT第第20页页1、控制阀的节流原理、控制阀的节流原理二、控制阀的流量系数二、控制阀的流量系数2、阀门的流量系数、阀门的流量系数C的定义的定义P入入QQP1P2流量方程:流量方程:实用流量方程:实用流量方程:)(212PPAQPAQ09. 5AC09. 5PQCEXIT第第21页页vC C称为称为流量系数流量系数,在控制阀中又称为为阀的,在控制阀中又称为为阀的流通能力流
10、通能力。v流通能力流通能力C C被定义为:当控制阀全开时,阀前后压差被定义为:当控制阀全开时,阀前后压差PP为为0.1Mpa0.1Mpa、流体重度为流体重度为1g/cm1g/cm3 3时,每小时通过控制时,每小时通过控制阀流体的流量数。阀流体的流量数。v控制阀的尺寸通常用公称直径控制阀的尺寸通常用公称直径DgDg和阀座直径和阀座直径dgdg来表示。来表示。主要依据是计算出流通能力主要依据是计算出流通能力C C来进行选择来进行选择 。二、控制阀的流量系数二、控制阀的流量系数EXIT第第22页页三、控制阀的可调比三、控制阀的可调比 minmaxQQR 控制阀的可调比就是控制阀所能控制的最大控制阀的
11、可调比就是控制阀所能控制的最大流量与最小流量之比。可调比也称为可调范围,流量与最小流量之比。可调比也称为可调范围,用用R R表示。表示。1.1.理想可调比理想可调比 当控制阀上压差一定时,这时的可调比称为理想可调当控制阀上压差一定时,这时的可调比称为理想可调比。比。2.2.实际可调比实际可调比 控制阀在实际工作时,与管路系统相串联或与旁路阀控制阀在实际工作时,与管路系统相串联或与旁路阀相并联,此时的可调比就称为实际可调比。相并联,此时的可调比就称为实际可调比。EXIT第第23页页(1)串联管道时的可调比SRR实际PPSminPmaxPmax为控制阀全关时阀前后的压差(近似等于为控制阀全关时阀前
12、后的压差(近似等于系统的总压差);系统的总压差);PminPmin为控制阀全开时阀前后的压差;为控制阀全开时阀前后的压差;S S为控制阀全开时阀前后压差与系统总压差之比为控制阀全开时阀前后压差与系统总压差之比(2)并联管道时的可调比 2maxmaxmax11111QQQQxR实际maxmax1QQx总管最大流量调节阀全开时的流量EXIT第第24页页四、控制阀的流量特性四、控制阀的流量特性)(maxLlfQQ式中: 相对流量,即某一开度的流量与全开流量之比相对流量,即某一开度的流量与全开流量之比 相对开度,即某一开度下的行程与全行程之比相对开度,即某一开度下的行程与全行程之比maxQQLl1.理
13、想流量特性理想流量特性快开快开直线抛物线EXIT第第25页页2.工作流量特性工作流量特性 在实际使用时,控制阀安装在管道上,与其它设备串在实际使用时,控制阀安装在管道上,与其它设备串联,或者与旁路管道并联,因而控制阀前后的压差是变联,或者与旁路管道并联,因而控制阀前后的压差是变化的。此时,控制阀的相对流量与阀芯相对开度之间的化的。此时,控制阀的相对流量与阀芯相对开度之间的关系称为工作流量特性。关系称为工作流量特性。串联管道的工作流量特性串联管道的工作流量特性EXIT第第26页页并联管道的工作流量特性并联管道的工作流量特性 图中图中SS为阀全开时的工作流量与总管最大流量之比。为阀全开时的工作流量
14、与总管最大流量之比。根据实际经验,根据实际经验,SS的值不能低于的值不能低于0.80.8EXIT第第27页页4.4 阀门定位器阀门定位器 提高阀杆位置的线性度,克服阀杆的摩擦力,消除被控介提高阀杆位置的线性度,克服阀杆的摩擦力,消除被控介质压力变化与高压差对阀位的影响质压力变化与高压差对阀位的影响; 增加执行机构的动作速度,改善控制系统的动态特性增加执行机构的动作速度,改善控制系统的动态特性; 可用可用2020100kPa100kPa的标准信号压力去操作的标准信号压力去操作4040200kPa200kPa的非标准的非标准号压力的气动执行机构;号压力的气动执行机构; 可实现分程控制,用一台控制仪
15、表去操作两台控制阀可实现分程控制,用一台控制仪表去操作两台控制阀 ; 可实现反作用动作;可实现反作用动作; 可修正控制阀的流量特性;可修正控制阀的流量特性; 可使活塞执行机构和长行程执行机构的两位式动作变为比例可使活塞执行机构和长行程执行机构的两位式动作变为比例式动作;式动作; 采用电采用电/ /气阀门定位器后,可用气阀门定位器后,可用4 420mADC20mADC电流信号去操作气电流信号去操作气动执行机构,一台电动执行机构,一台电/ /气阀门定位器具有电气阀门定位器具有电/ /气转换器和气动阀气转换器和气动阀门定位器的双重作用。门定位器的双重作用。用途:用途:EXIT第第28页页一、气动阀门
16、定位器一、气动阀门定位器气动阀门定位器接受由气动控制器或气动阀门定位器接受由气动控制器或电电/ /气转换器转换的控制器的输出信气转换器转换的控制器的输出信号,然后产生和控制器输出信号成比号,然后产生和控制器输出信号成比例的气压信号,用以控制气动执行器。例的气压信号,用以控制气动执行器。1-波纹管波纹管 2-主杠杆主杠杆 3-迁移弹簧迁移弹簧 4-凸轮支点凸轮支点 5-凸轮凸轮 6-副杠杆副杠杆7-支点支点 8-执行机构执行机构 9-反反馈杆馈杆 10-滚轮滚轮 11-反馈弹簧反馈弹簧12-调零弹簧调零弹簧 13-挡板挡板 14-喷嘴喷嘴 15主杠杆支点主杠杆支点 16-放大器放大器阀门定位器与
17、气动执行器连接阀门定位器与气动执行器连接 力矩平衡式气动阀门定位器力矩平衡式气动阀门定位器 EXIT第第29页页二、电二、电/气阀门定位器气阀门定位器 电电/ /气阀门定位器实际上是电气转换器和阀门气阀门定位器实际上是电气转换器和阀门定位器的组合。定位器的组合。先看电气转换器的动作原理先看电气转换器的动作原理EXIT第第30页页二、电二、电/ /气阀门定位器气阀门定位器 电电/ /气阀门定位器将来自控制器或其它单元的气阀门定位器将来自控制器或其它单元的4 420mADC20mADC电流信号电流信号转换成气压信号去驱动执行机构。转换成气压信号去驱动执行机构。同时,同时,从阀杆的位移取得反馈信从阀
18、杆的位移取得反馈信号,构成具有阀位负反馈的闭环系统,号,构成具有阀位负反馈的闭环系统,因而不仅因而不仅改善了执行器的静改善了执行器的静态特性,使输入电流与阀杆位移之间保持良好的线性关系;态特性,使输入电流与阀杆位移之间保持良好的线性关系;而且改而且改善了气动执行器的动态特性,使阀杆的移动速度加快善了气动执行器的动态特性,使阀杆的移动速度加快,减少了信号减少了信号的传递滞后。的传递滞后。 1喷嘴喷嘴 2 挡板挡板 3 杠杆杠杆 4 调调零弹簧零弹簧 5 永久磁钢永久磁钢 6、7 线圈线圈 8 反馈弹簧反馈弹簧 9 夹子夹子 10 拉杆拉杆 11 固定螺钉固定螺钉 12 放大器放大器 13 反馈轴
19、反馈轴 14反馈反馈压板压板 15 调量程支点调量程支点 16 反馈机体反馈机体EXIT第第31页页4.5 执行器的选择执行器的选择执行器的选择应从四方面来考虑:执行器的选择应从四方面来考虑:控制阀控制阀结构型式及材料结构型式及材料的选择的选择控制阀控制阀口径口径的选择的选择控制阀气开、气关形式的选择控制阀气开、气关形式的选择控制阀控制阀流量特性流量特性的选择的选择一、执行器结构形式选择一、执行器结构形式选择 首先应根据生产工艺要求选择控制阀的结构型式,首先应根据生产工艺要求选择控制阀的结构型式,然后再选择执行机构的结构型式。然后再选择执行机构的结构型式。控制阀结构形式的选择要控制阀结构形式的
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