Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电动执行机构原理,浙江三门核电检维修项目部,中国核工业第五建设有限公司,胡正明,电动执行机构原理 浙江三门核电检维修项目部中国核工业第五建设,1,目录,中国核工业第五建设有限公司,电动执行机构概述,一,工作原理及结构,二,用途,三,电动执行机构安装和接线,四,电动执行机构调试,五,使用和检维修,六,故障和排除方法,七,目录中国核工业第五建设有限公司 电动执行机构概述一 工作,2,一、电动执行机构概述,执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。由于用电做为动力有其它几类介质不可比拟的优势，因此电动型近年来发展最,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,一、电动执行机构概述 执行机构，又称执行器，是一种自动控制领,3,一、电动执行机构概述,快，应用面较广。电动型按不同标准又可分为：组合式结构、机电一体化结构，电器控制型、电子控制型、智能控制型（带,HART,、,FF,协议），数字型、模拟型，手动接触调试型、红外线遥控调试型等。它是伴随着人们对控制性能的要求和自动控制技术的发展而迅猛发展的。,早期的工业领域，有许多的控制是手动和半自动的，在操作中人体直接接触工业设备的危险部位和危险介质（固、液、气三态的多,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,一、电动执行机构概述快，应用面较广。电动型按不同标准又可分为,4,一、电动执行机构概述,种化学物质和辐射物质），极易造成对人的伤害，很不安全；,设备寿命短、易损坏、维修量大；,采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、误差大，生产效率低下。,基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤害和设备损坏，极大的提高了控制精确度和效率，同时也极大提高了生产效率。今年来随着电子元器件技术、计算机技术和控制理,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,一、电动执行机构概述种化学物质和辐射物质），极易造成对人的伤,5,一、电动执行机构概述,论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入智能控制的时代。,中国核工业第五建设有限公司,ROTORK,11/16/2024,一、电动执行机构概述论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入智,6,一、电动执行机构概述,LIMITORQUE,、天津二通,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,一、电动执行机构概述LIMITORQUE、天津二通中国核工业,7,二、工作原理及结构,（一）电动执行机构,目前，电动执行机构主要有：罗托克（,ROTORK,）、西博斯（,SIPOS-SIEMENS Positioner,的缩写）、瑞基,(RAGA),、奥马（,AUMA,）、,ABB,、上仪,ROTORK,、利米托克（,LIMITORQUE,）等各种电动执行机构。,电动执行机构由伺服放大器和执行机构二个结构上相互独立的整体构成。,执行机构为现场就地安装式结构，在减速器箱体上装有交流伺服电机和位置发送器。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（一）电动执行机构中国核工业第五建设有限公,8,二、工作原理及结构,（一）电动执行机构,减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。,直行程位置发送器与减速器的联接结构如图,1,所示,中国核工业第五建设有限公司,图,1,电动执行机构位置发送器和减速器的联接示意图置,11/16/2024,二、工作原理及结构（一）电动执行机构中国核工业第五建设有限公,9,二、工作原理及结构,（一）电动执行机构,它们之间的联接和调整是通过杠杆和弹簧来实现的。当减速器输出轴上下运动是时，杠杆一端依靠弹簧的拉力紧压在输出轴的端面上，因而传感器芯棒产生轴向位移，达到改变位置发送器输出电流大小的目的。传感器芯棒移动距离而对应的位置反馈电流为,420mA DC,（,010mA DC,）。输出轴位移的行程和位置发送器输出电流呈线性关系。利用杠杆支点距离的不同来改变行程的变化。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（一）电动执行机构中国核工业第五建设有限公,10,二、工作原理及结构,（一）电动执行机构,机械限位块则按行程不同来进行设置。,（二）工作原理,直行程电动执行机构是一个用交流伺服电动机为原动机的位置伺服机构，其系统方块图如图,2,所示。,中国核工业第五建设有限公司,图,2,电动执行机构系统方块图,11/16/2024,二、工作原理及结构（一）电动执行机构中国核工业第五建设有限公,11,二、工作原理及结构,（二）工作原理,其中,FC,伺服放大器,SD,单相伺服电机,WF,位置发送器,执行机构,Z,减速器,DFD,电动操作器,C,调节阀,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（二）工作原理中国核工业第五建设有限公司9,12,二、工作原理及结构,（二）工作原理,电动执行机构处于连续调节的控制过程状态：,当输入信号,I,i,=0,（或,4mA DC,）时,位置发送器反馈电流,I,f,=0(,或,4mA DC),此时伺服放大器没有输出电压，交流伺服电动机停转，执行机构输出轴稳定在预选好的零位。,当输入信号,I,i,0,（或,4mA DC,）时（接入极性应与位置反馈电流极性相反）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,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（二）工作原理中国核工业第五建设有限公司9,13,二、工作原理及结构,（二）工作原理,于这两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，驱动交流伺服电动机，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两者相等为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。,电动执行机构三种控制方式：,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（二）工作原理中国核工业第五建设有限公司9,14,二、工作原理及结构,（二）工作原理,当电动操作器切换开关放在“自动”位置时，即处在连续调节控制状态。,当电动操作器切换开关放在“手动”位置时，即处在手动远方控制状态，操作时只要将旋转切换开关分别拔到“开”或“关”的位置，执行机构输出轴就可以上行或下行，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。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（二）工作原理中国核工业第五建设有限公司9,15,二、工作原理及结构,（二）工作原理,当电动操作器切换开关放置“手动”位置时，把交流伺服电动机端部旋钮放在“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。当不用就地手动操作时，千万要注意，把交流伺服电机端部的旋钮放在“自动”位置，并把手轮推进。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,二、工作原理及结构（二）工作原理中国核工业第五建设有限公司9,16,三、用途,电动执行机构可以与变送器，调节器等仪表配套使用，它以电源为动力，接受,420mA DC,或,010mA DC,信号，将此转换成与输入信号相对应的直线位移，自动地操纵阀门等调节机构，完成自动调节任务，或者配用电动操作器实现远方手动控制，可广泛应用于发电厂、钢铁厂、化工、轻工等工业总门的调节系统中。,执行机构主要应用在以下三大领域：,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,三、用途电动执行机构可以与变送器，调节器等仪表配套使用，它以,17,三、用途,1,发电厂,火电行业应用,送风机风门挡板、一次进风风门挡板、二次进风风门挡板、主风箱风门挡板、燃烧器调节杆、燃烧器摇摆驱动器、球阀和蝶阀控制、滑动门等。,其它电力行业的阀门执行器应用,球阀、叶轮机转速控制、冷凝水再循环、脱氧机、锅炉给水、再加热恒温控制器及其它相关阀门应用。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,三、用途1发电厂 中国核工业第五建设有限公司9/17/20,18,三、用途,2,过程控制,用于化工、石化、模具、食品、医药、包装等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、连续和循环的加工过程的控制。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,三、用途2过程控制 中国核工业第五建设有限公司9/17/2,19,三、用途,3,工业自动化,用于较为广泛的航空、航天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材等方面，对各类自动化设备和系统的运动点（运动部件）进行各种形式的调节和控制。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,三、用途3工业自动化 中国核工业第五建设有限公司9/17/,20,四、电动执行机构的安装和接线,伺服放大器应安装在环境温度为,050：相对温度85%,无腐蚀性气体的环境中。,执行机构应安装在环境温度为,-25+70，相对温度95%,无腐蚀性气体环境中，在一般情况下，执行机构均安装在调节阀的阀体上，用螺钉坚固，当然也可以安装在其他调节机构上。安装时应考虑到手动操作及维修拆装的方便，安装时必须避免所有接合外的松动间隙。限位块作限位用更不可松动和随便拆装。执行机构的外形及安装方式见图,3,。,中国核工业第五建设有限公司,11/16/2024,四、电动执行机构的安装和接线伺服放大器应安装在环境温度为0,21,四、电动执行机构的安装和接线,中国核工业第五建设有限公司,图,3,外形及安装方式,11/16/2024,四、电动执行机构的安装和接线中国核工业第五建设有限公司图3外,22,四、电动执行机构的安装和接线,中国核工业第五建设有限公司,执行机构外部接线按图,4,、,5,所示连接，仔细复查。,图,4,伺服放大器、电动操作器、执行机构接线图,11/16/2024,四、电动执行机构的安装和接线中国核工业第五建设有限公司执行机,23,四、电动执行机构的安装和接线,中国核工业第五建设有限公司,图,5,无操作器接线图,11/16/2024,四、电动执行机构的安装和接线中国核工业第五建设有限公司图5,24,五、电动执行机构的调试,中国核工业第五建设有限公司,电动执行机构组成部分在出厂时皆经过调试，但为了保证正常运行和现场实际需要，使用前应对基本性能作如下检查：,按图,6,接线图接线。,图,6,执行机构校验接线图,11/16/2024,五、电动执行机构的调试中国核工业第五建设有限公司电动执行机构,25,五、电动执行机构的调试,中国核工业第五建设有限公司,合上电源开关“,1K,”，将电机“把手”放在手动位置，摇动“手轮”使输出轴的位置置于出厂调试好的零位（即输出轴的下限值），此时,mA,表指示值应为零值或,4mA,如果不到（或超过）此值可调整（调零），电位器使其值为,0mA,或,4mA,。,摇动“手轮”，使输出轴向上移动，,mA,表示值应相应地从,0,变化到,10mA,，或从,4mA,变化到,20mA,如果不到或超过,10mA,或,20mA,，可调节“调满”电位器。,11/16/2024,五、电动执行机构的调试中国核工业第五建设有限公司合上电源开关,26,五、电动执行