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電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理(1)
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)單元組合式儀表中的執(zhí)行單元。它是以單相交流電源為動(dòng)力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移，操縱風(fēng)門、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可配用各種電動(dòng)操作器完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)“手動(dòng)—自動(dòng)”的無擾動(dòng)切換，及對被調(diào)對象的遠(yuǎn)方手動(dòng)操作，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還設(shè)有電氣限位和機(jī)械限位雙重保護(hù)來完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)。它在電力、冶金、石油化工及鍋爐系統(tǒng)的上水及風(fēng)門擋板的調(diào)節(jié)等部門得到廣泛應(yīng)用。
1. 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服放大器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)又分為電機(jī)、減速器及位置發(fā)送器三大部件
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)單元組合式儀表中的執(zhí)行單元。它是以單相交流電源為動(dòng)力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移，操縱風(fēng)門、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可配用各種電動(dòng)操作器完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)“手動(dòng)—自動(dòng)”的無擾動(dòng)切換，及對被調(diào)對象的遠(yuǎn)方手動(dòng)操作，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還設(shè)有電氣限位和機(jī)械限位雙重保護(hù)來完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)。它在電力、冶金、石油化工及鍋爐系統(tǒng)的上水及風(fēng)門擋板的調(diào)節(jié)等部門得到廣泛應(yīng)用。
1. 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服放大器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)又分為電機(jī)、減速器及位置發(fā)送器三大部件
2. 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成分為電機(jī)、減速器及位置發(fā)送器三大部件
2.1 電機(jī)
電機(jī)是接受伺服放大器或電動(dòng)操作器輸出的開關(guān)電源，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
2.2 減速器
減速器上有手動(dòng)部件、輸出軸、機(jī)械限位塊。減速器是將電機(jī)的高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的輸出功率，以帶動(dòng)閥門機(jī)構(gòu)動(dòng)作。機(jī)座上有兩塊剎車片，可使輸出軸的轉(zhuǎn)角限制在90°范圍內(nèi)以保證不損壞調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及有關(guān)連桿。
2.3 位置發(fā)送器
位置發(fā)送器由電源變壓器、差動(dòng)變壓器、印刷電路板等部件組成。
當(dāng)減速器輸出軸移動(dòng)時(shí)，凸輪隨之旋轉(zhuǎn)，是壓在凸輪斜面上的差動(dòng)變壓器的鐵芯連桿產(chǎn)生軸向位移，改變鐵芯在差動(dòng)變壓器線圈中的位置，使差動(dòng)變壓器輸出對應(yīng)位置的電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)（4~20mA）。減速器輸出軸的轉(zhuǎn)角位移與位置發(fā)送器的輸出電流呈線性關(guān)系。
3. 伺服放大器的原理
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要外掛式的伺服放大器進(jìn)行開關(guān)控制。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)與閥位反饋信號(hào)在伺服放大器中進(jìn)行比較放大后，經(jīng)過可控硅送出220V的開關(guān)信號(hào)。伺服放大器是由電器元件組成的電子線路板構(gòu)成，分前置級(jí)磁放大器線路板、觸發(fā)器線路板、可控硅交流開關(guān)線路板三部分。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)與閥位反饋信號(hào)的比較放大靠這些電子線路板的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)。
伺服放大器有兩種模式可供選擇:
一種為執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身的控制板上帶有伺服放大器功能，結(jié)構(gòu)緊湊，不需占有儀表盤后空間，安裝及調(diào)試較為簡單（即電子一體化）。
另一種為單獨(dú)放置的位置定位器，安裝于儀表盤后，這是一種較為傳統(tǒng)的應(yīng)用方法，檢修及更換較為容易（即分立式比例調(diào)節(jié)型）。
伺服放大器是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制單元儀表，可分為墻掛式和架裝式兩種。放大器的前置板包括信號(hào)的隔離、比較、極性的判別、故障診斷等功能。主回路板上有兩路交流開關(guān)，電源變壓器及直流穩(wěn)壓電源。前置板安裝在主回路板上。它接受調(diào)節(jié)儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4-20mA）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)，輸出220V交流電驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開度。實(shí)現(xiàn)各種工藝過程參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
4. 結(jié)束語
在日常維護(hù)中我們發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障多發(fā)于伺服放大器故障。而伺服放大器是由電器元件組成的電子線路板構(gòu)成，電子元件的質(zhì)量和電路板的可靠性決定了伺服放大器的可靠性。常規(guī)伺服放大器抗干擾的能力普遍不高，電壓的波動(dòng)、高溫、高粉塵、振動(dòng)等外部環(huán)境的影響都容易導(dǎo)致伺服放大器故障。針對伺服放大器存在可靠性差的缺點(diǎn)，建議利用DCS來實(shí)現(xiàn)伺服放大器的控制功能。因?yàn)?/font>DCS具有靈活的組態(tài)方法、豐富的軟件功能和很高的可靠性，可自動(dòng)判斷執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，當(dāng)固態(tài)繼電器擊穿或者閥位反饋信號(hào)有誤時(shí)能夠使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持在原位置，以防止事故的擴(kuò)大化。而且在可靠性方面有了很大程度的提高。
