1、電動執(zhí)行機構(gòu)簡介,05.10.9(01),一.電動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)用和分類,應(yīng)用于閥門和風門擋板的開關(guān)和調(diào)節(jié)控制，屬于現(xiàn)場控制類儀表。,執(zhí)行機構(gòu)的分類,電動:電機驅(qū)動，方便控制，體積小，效率高，品種多，經(jīng)濟，使用壽命一般510年。 氣動：氣源驅(qū)動，使用簡單，防爆性能好，成熟可靠，運行速度快，需要氣源及管路，效率低，維護量大。 電液式：電動泵控制液壓缸，可靠性最高，定位精度好，使用壽命長達4050年，運行速度快，體積龐大，價格昂貴。,氣動及電液式執(zhí)行器,從應(yīng)用來分類,直行程（Linear Actuator）:直行程調(diào)節(jié)閥（口徑一般為15150mm）的控制。輸出推力：0.525KN，行程（10100mm

2、）,行程速度（0.22.5mm/s）。,從應(yīng)用來分類,角行程（Quarter-turn Actuator）:90度轉(zhuǎn)角閥門（如蝶閥、球閥）和風門擋板的控制。輸出力矩：5020000Nm（常用力矩：100Nm，250Nm，700Nm，1600Nm，2500Nm，4000Nm，6500Nm）行程:90、120,行程速度（5150S）。,從應(yīng)用來分類,多轉(zhuǎn)式（Multi-turn Actuator）:多回轉(zhuǎn)閥門（如閘閥）的控制，也是直行程、角行程執(zhí)行器的基礎(chǔ)。輸出力矩：302000Nm，行程（0.2550S.）,行程速度（1120r/min）。,從結(jié)構(gòu)來分類,緊湊型: 將電機、減速機和控制器集成在一

3、起，也稱一體化結(jié)構(gòu)，一般的輕載型執(zhí)行器都是這種結(jié)構(gòu)。 重載型: 由多轉(zhuǎn)式執(zhí)行器配以不同的減速機構(gòu)成。其電機、減速機 和控制器封裝在不 同的殼體內(nèi)。,PS執(zhí)行器屬于緊湊的一體化結(jié)構(gòu),Schiebel執(zhí)行器屬于重載型結(jié)構(gòu),二. 電動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu),電動執(zhí)行器一般由 伺服電機 控制器 減速機 輔助部件 四部分組成。,PS執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖,伺服電機部件,鼠籠式交流異步電機：可靠性高，成本低，成熟可控，發(fā)熱較多，無自鎖功能。 永磁交流同步電機：可靠性高，成本高，大功率體積較大，有自鎖功能，發(fā)熱較少。 新型直流電機：體積小、成本高、可控性最好、有自鎖功能。,控制器部件,接受和輸出420mA模擬信號和數(shù)字信號

4、實現(xiàn)對于執(zhí)行器的自動控制，新近發(fā)展的智能化技術(shù)還可以實現(xiàn)對執(zhí)行器的功能設(shè)定、故障自診斷、狀態(tài)報警和紀錄、顯示和通訊功能。,控制器部件,定位器：又稱伺服放大器，控制執(zhí)行器按照輸入控制信號到適應(yīng)的位置。 位置發(fā)生器：將閥位變換成420mA信號用于傳送。常見的傳感器有電位器、非接觸式霍爾傳感器、非接觸式編碼器。 電機開關(guān)控制組件：接受定位器信號，控制電機開關(guān)。一般有故態(tài)繼電器和機械式繼電器兩種模式。,控制器部件,人機界面:顯示執(zhí)行器狀態(tài)，有液晶顯示器和機械顯示兩種；通過通訊傳送有關(guān)信息，常用的通訊協(xié)議 為Profibus。 Schiebel執(zhí)行器的人機界面 就地控制箱：實現(xiàn)執(zhí)行器就地操作功能，由一組

5、帶鎖的選擇開關(guān)組成。,減速機部件,正齒輪傳動 渦輪蝸桿齒輪傳動 行星齒輪傳動 滾軸絲桿傳動,PSQ執(zhí)行器行星齒輪減速機構(gòu),正齒輪傳動結(jié)構(gòu),渦輪蝸桿減速箱,輔助部件,手輪部件：斷電和調(diào)試時操作執(zhí)行器。 閥位顯示部件：現(xiàn)場顯示執(zhí)行器閥位情況。 電氣及機械限位裝置：雙重保護，智能型產(chǎn)品有采用電流傳感器技術(shù)來實現(xiàn)限位和力矩保護功能。 力矩保護開關(guān)：過力矩時對執(zhí)行器的減速機構(gòu)進行保護。 加熱電阻：保持電氣盒空間一定的溫度，在低溫時不會接露，使電氣部件受潮。 附加限位開關(guān)和力矩開關(guān)：提供一些附加的信號點。,三.基本概念,運行模式：開關(guān)型S215min， 調(diào)節(jié)型S41200c/h,S4600c/h,40%E

6、D 電機絕緣等級：E級耐溫130； F級耐溫150；H級耐溫180 外殼防護等級：IP65,IP67,IP68 非侵入式結(jié)構(gòu)：接線端子和控制部件完全分開，調(diào)試時不用打開外殼。,基本概念,開關(guān)力矩與調(diào)節(jié)力矩 智能執(zhí)行器：采用智能控制器，具有智能設(shè)定（行程、速度、力矩、輸出狀態(tài)等參數(shù)）、自診斷、通訊功能的執(zhí)行器。,基本概念,齒輪材質(zhì)：力矩傳輸齒輪一般材質(zhì)都是一硬一軟，以減少摩擦保護齒輪。以前一般采用鋼和銅材質(zhì)搭配，現(xiàn)在則采用鋼和工程塑料。 齒輪潤滑：采用耐高溫的潤滑脂,四.執(zhí)行器選型的關(guān)鍵參數(shù),輸出力矩（角行程和多轉(zhuǎn)式）、輸出推力（直行程）； 速度：角行程為多少秒；多轉(zhuǎn)式為多少r/min.直行程為

7、多少mm/s; 行程：角行程為90、120，多轉(zhuǎn)式為多少轉(zhuǎn)，直行程為多少mm； 執(zhí)行器的運行模式：開關(guān)型還是調(diào)節(jié)型；,執(zhí)行器選型的關(guān)鍵參數(shù),其他輔助功能：控制輸入模式，附件開關(guān)輸出，閥位反饋輸出，通訊功能，就地手操功能，信號隔離功能； 電源：單相220/230VAC,三相380/400VAC, 直流24/48VDC；是否需要防爆？ 連接方式及尺寸：直聯(lián)式與連桿連接方式，傳動軸的結(jié)構(gòu)與尺寸。,直聯(lián)式結(jié)構(gòu)示意圖,連桿連接示意圖,五.PSAMS智能執(zhí)行器,采用直流電機驅(qū)動。 智能化控制器，在一定的范圍內(nèi)對于力矩、速度、行程等功能進行設(shè)定。 非侵入式結(jié)構(gòu)，接線盒獨立，不用開蓋即可進行接線和調(diào)試。 PS

8、L將采用鋁合金外殼。 全面覆蓋現(xiàn)有的PS執(zhí)行器系列。 帶有就地手操和顯示功能。,PSAMS智能執(zhí)行器,六.PS即將推出的智能多轉(zhuǎn)式執(zhí)行器,采用中空的無刷直流電機。 采用行星齒輪傳動機構(gòu)。 體積為同類產(chǎn)品中最小。 全智能化控制器，在一定范圍內(nèi)可以變速、變力矩。 具有防爆功能結(jié)構(gòu)。 價格極具競爭力。,七.市場上主要的競爭產(chǎn)品,英國Rotork 電動執(zhí)行器世界的領(lǐng)導者，產(chǎn)品品種齊全，性能好，IP68的防護，但價格最貴。 一些技術(shù)的率先應(yīng)用者：非接觸式閥位反饋傳感器、非浸入式結(jié)構(gòu)、紅外遙控設(shè)定功能。,市場上主要的競爭產(chǎn)品,德國AUMA 世界上最大的電動執(zhí)行器生產(chǎn)廠商，40年歷史，產(chǎn)品系列全。,市場上主要的競爭產(chǎn)品,德國SIPOS5 AUMA于99年10月從Siemens收購而來，在中國是獨立體系和品牌銷售。率先推出變頻電機技術(shù)的智能執(zhí)行器，在一定范圍內(nèi)可實現(xiàn)變力矩和速度。,市場上主要競爭的國產(chǎn)產(chǎn)品,傳統(tǒng)國產(chǎn)產(chǎn)品：70年代設(shè)計，體積龐大，性能不好，但價格便宜。,市場上主要的競爭產(chǎn)品,奧托克（Autork)：完全仿制Rotork的IQ系列產(chǎn)品，價格便宜，市場能力強。,市場主要的競爭產(chǎn)品,天津伯納德系