一、執行器的工作原理

1、電動執行器，是一種自動控制領域的常用機電一體化設備器件，是自動化儀表終端的執行設備。主要是對一些閥門、擋板等設備進行開關和調節控制，代替人工作業。它由伺服放大器和執行機構兩部分組成。其原理如圖1所示。381電動執行器浦源自控verygood

圖1 電動執行機構的工作原理圖

注：Ii為輸入電流即指令；If為變送器的反饋電流；

輸出量θ為執行器旋轉的角度或位移。

角行程電動執行器是一個具有深度負反饋的閉合隨動系統。伺服放大器將輸入信號Ii和來自執行機構的位置反饋信號If進行比較，將兩者的偏差進 行放大以驅動兩相電機轉動，再經減速機減速，帶動輸出軸改變轉角。輸出軸轉角的變化又經過位置發送器按比例轉換成相應的位置反饋電流If，反饋到伺服放大 器的輸入端。當Ii與If偏差為0時，兩相電動機停止轉動，輸出軸穩定在與輸入Ii相對應的位置上。電動執行機構輸出軸轉角θ與輸入信號電流之間的關系 為：

θ=KIi    （1）

式中：K=9 /mA，可以近似看成一個比例環節。前置磁放大器是伺服放大器的主要部件，它是一個具有內部反饋的直流雙推挽式磁放大器，它利用磁鐵材料的非線性原理，將電流轉換成電壓輸出。

2、電動執行器工作模式（381電動執行器浦源自控verygood）

就地方式、遠程方式和自動調節方式。當執行機構出現故障或緊急事故時，旋鈕切到“手動”位置，搖動手輪就可以實現手動操作。遙控方式是把中控室內的操作器切換開關放在“手動”位置時，通過旋轉“開”或“關”旋鈕發出控制信號控制執行機構正轉或反轉。

在自動調節方式時，其控制過程：輸入信號I_λ1=0時，位置發送器反饋電流I_反=0，此時伺服放大器沒有輸出電壓，電機停轉，執行機構輸出軸穩定在預選好的零位。

輸入信號I_λ1>0時，此輸入信號與系統本身的位置反饋電流在伺服放大器中進行磁勢綜合比較，由于這2個信號大小不相 等且極性相反就有誤差磁勢出現，從而使伺服放大器有足夠的輸出功率驅動電機，執行機構輸出軸就朝著減少這個誤差磁勢的方向運動，直到輸入信號和位置反饋信 號兩者相等為止，此時輸出軸就穩定在與輸入信號相對應的位置上。

二、電動執行機構的組成及功能

電動執行機構由電機、減速器及位置發送器3部分組成。

1 電機

電機是接受伺服放大器或電動操作器輸出的開關電源，把電能轉化為機械能，從而驅動執行機構動作。

2 減速器

減速器是將電機的高轉速、小轉矩轉換為低轉速、大轉矩的輸出功率，驅動輸出臂轉角限制在90°范圍內，產生的扭矩通過聯桿驅動閥板開啟。

3 位置發送器

是通過連桿產生軸向位移，改變鐵芯在差動變壓器線圈中的位置，使差動變壓器輸出對應位置的電壓轉換成標準的直流電流信號（4~20mA）。減速器輸出軸的轉角位移與位置發送器的輸出電流呈線性關系。

三、根據現場控制要求確定電動執行器（）

    電動執行器的控制模式一般分為開關型（開環控制）和調節型（閉環控制）兩大類。

    （1）開關型（開環控制）。開關型電動執行器一般實現對閥門的開或關控制，即閥門要么處于全開位置，要么處于全關位置，此類閥門不需對介質流量進行精確控制。特別值得一提的是開關型電動執行器因 結構形式的不同還可分為分體結構和一體化結構。分體結構和一體化結構是屬于互補型，一體化結構適合控制系統工藝要求簡單的情況，容易診斷故障，價格比較 低；分體結構難度高，容易出現故障且不容易診斷維修，同時價格貴。由于礦山自動控制系統中的水系統控制通常集中一個地方，現場的電裝設備與其他控制設備通 過信號發送相互連接，控制整個系統。這種情況采用采用一體化結構電動執行器比較合理，不容易出現電動執行器功能與系統控制設計不匹配等現象方面的故障。因 此，在確定電動執行器選型時必需對此做出說明，不然經常會發生在現場安裝時與控制系統沖突等不匹配現象。

    （2）調節型（閉環控制）。調節型電動執行器不僅具有開關型一體化結構的功能，它還能對閥門進行精確控制，從而精確調節介質流量。其中控制 信號包括電壓、電流，常見的控制信號有電壓信號（0～5V、1～5V）和電流信號（4～20mA、0～10mA）。在礦山企業的工藝現場中，對于工藝都是 精度比較高，自動控制系統的壓力或者水流量都會對生產條件造成很大影響，采用調節型電動執行器。在遇到線路故障造成控制信號丟失時，可以啟閉到設定的保護 值。因此在選擇電動執行器時，必須明確控制信號的參數和類型。也就是調節型電動執行器的工作形式，但是現實中很多產品在出廠后并不能進行修改。奧美閥控生 產的智能電動執行器可以通過現場設定進行靈活修改，并可設定任意位置（0~*）為保護值。圖2為奧美閥控生產的智能型電動執行器的結構示意圖。

    （3）根據閥門輸入的扭力確定電動執行器的輸出扭力閥門啟閉所需的扭力決定著電動執行器選擇多大的輸出扭力，一般由使用者提出或閥門廠家自 行選配，作為執行器廠家只對執行器的輸出扭力負責，閥門正常啟閉所需的扭力由閥門口徑大小、工作壓力等因素決定。閥門實際運行中，啟閉的瞬間需要大的扭 力，閥門開啟后，在較長的運行中需要的扭力要小于起閉時的扭力，雖然閥門運行扭力小于起動扭力，在選擇電動執行器時要保證運行扭力大于閥門的扭力，只有這 樣才能保證閥門的正常工作。因此電動執行器必需選擇一個合理的扭力范圍。

（4）根據所選電動執行器確定電氣參數不同型號及不同廠家的執行器其電氣參數也有所不同，電氣參數主要是額定電流、二次控制回路電壓及電機 功率等，設計師在選型時只需要確定這幾項。如果忽略電氣參數，會造成電機閥門工作時出現跳閘、保險絲斷裂及其他故障。比如由于一般模擬量控制是 0~10mA、1~5V，還有4~20mA等，一般調節型（一體化）電動執行器都可以用模擬量控制；開關量控制一般開關量控制信號是“開”“關”指令信 號，也有可能還有“停”指令信號，并分為幾種：無源、24VDC、220VAC，如果開關量為220VAC，則需要配伺服放大器。如果執行器控制沒有用伺 服放大器，則選用220VAC開關型的電動執行器時，需要注意執行器電機功率一定要小于提供的這個220V開關量功率。

四、主要技術參數：

電源：AC220V、AC380V（定制）

耗電功率：A型執行器50W；B型執行器150W；C型執行器220W；D型執行器350W；

驅動電機：交流可逆單相齒輪減速電機

輸入信號：4～20mAd.c或1~5Vd.c

輸出信號：4～20mAd.c（負載電阻500Ω以下）

輸出力距：10Nm-16000Nm

死區：0.8～1

零點調整：±25％

通徑：直行程DN20-DN350角行程DN150-DN1600、DN1700-DN3000(定制)

型號：開關型、調節型、防爆型都可以做。

五、執行器的功能特點:

1、控制模塊采用*的混合集成電路，樹脂澆鑄固化，可靠性高、防潮、防震（341無控制模塊）。

2、執行器本身具有伺服功能，無需外加伺服放大器（341直接用220V電源控制）。

3、電機內部裝有溫度保護開關。

4、電機內部裝有機械阻尼制動。

5、用電位器調整零點、行程、靈敏度方便易行（341無此項）。

6、用功能開關任意選擇正、反的動作，選擇斷信號的三種保護狀態（自銷、全開、全關）（341無此項）。

7、執行器關閉時有保證額定輸出負荷的裝置（角行程時為選擇項）。

8、斷電源后執行器自鎖。