執(zhí)行器.ppt [修復(fù)]

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1、第四章執(zhí)行器?執(zhí)行器接受來(lái)自調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，去改變控制量的大小，以將被控參數(shù)控制在預(yù)期的范圍之內(nèi)。給定值調(diào)節(jié)器?執(zhí)行器由兩部分組成:執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。?執(zhí)行機(jī)構(gòu)將調(diào)節(jié)器送出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移，去操縱變送器執(zhí)行器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。?調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是直接改變能量或物料輸送量的裝置?？刂茖?duì)象被控參數(shù)被控介質(zhì)?執(zhí)行器按其使用的能源可分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類(lèi)。4-1氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩種：薄膜式和活塞式。?前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，與后者相比，雖然輸出行程較小，但在一般情況下能夠滿足要求。因此通常使用的是薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。只有在特殊情況下才使用價(jià)格昂貴的活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。?在此，僅討

2、論薄膜式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一.氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)常用?壓力?推桿向下活塞式正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)有彈簧反作用薄膜式液動(dòng)正作用壓力??推桿上移無(wú)彈簧反作用兩種型式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基本相同?主要部件：上、下膜蓋；波紋薄膜；推桿；壓縮彈簧；調(diào)節(jié)件和標(biāo)尺。?反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓力信號(hào)入口在下膜蓋上，且需要增加密封圈。?當(dāng)信號(hào)壓力進(jìn)入由上膜蓋和波紋薄膜組成的氣室后，在薄膜上產(chǎn)生一個(gè)推力，使推桿移動(dòng)并壓縮彈簧。當(dāng)彈簧的反作用力與信號(hào)壓力在薄膜上產(chǎn)生的推力相平衡時(shí)，推桿穩(wěn)定在一個(gè)對(duì)應(yīng)的位置上。有彈簧正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖po在不計(jì)膜片的彈性剛度和推桿與填料之間摩擦力的情況下，力平衡的關(guān)

3、系可表示為：推桿氣室的氣位移體壓力l?C?A?pse1Ae膜片有l(wèi)??p彈簧1效面積C剛度s在平衡狀態(tài)下，氣室的氣體壓力與信號(hào)壓力相等?？梢?jiàn)，信號(hào)壓力po越大，推桿的位移量l就越大，而且兩者之間呈比例關(guān)系。有彈簧正作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖　推桿的位移就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線輸出位移，也稱(chēng)為行程，其規(guī)格有：25mm、　60mm、　100mm等；22　膜片的有效面積也有多種：200cm、　280cm、　2222400cm、　630cm、　1000cm、　1600cm等，有效面積越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的位移也越大，可按實(shí)際需要加以選擇。由于膜片的彈性剛度和推桿與填料之間摩擦力的影響，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生?的非?

4、4%線性偏差和??的2.5正反行%程變差。如果在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上附加閥門(mén)定位器，將可以減小非線性偏差和變差。二.氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性?動(dòng)態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)管線存在一定的阻力，而信號(hào)管線和薄膜氣室可近似為一個(gè)氣容，故薄膜氣室內(nèi)的壓力p1和壓力信號(hào)p0之間的關(guān)系為：p111??pRCs?1Ts?1oR——導(dǎo)管的氣阻；C——薄膜氣室及引壓導(dǎo)管的氣容；T——時(shí)間常數(shù)Ap11e1??l??p1CpoRCs?1Ts?1s壓力信號(hào)p0和推桿位移l之間的關(guān)系為：lAKe??p(Ts?1)CTs?1os可見(jiàn)，氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性為一階滯后環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)一般為幾秒~幾十秒。三.閥門(mén)定位器?閥門(mén)定位器是

5、氣動(dòng)執(zhí)行器的主要附件，與氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用。其作用是增大執(zhí)行器的輸出功率，克服閥桿的摩擦力和消除不平衡力的影響，以加快閥桿的移動(dòng)速度，減少調(diào)節(jié)信號(hào)的傳遞滯后，提高閥門(mén)位置的線性度。?閥門(mén)定位器有兩種：氣動(dòng)閥門(mén)定位器20~100kPa電-氣閥門(mén)定位器。?前者只接受氣信號(hào)，需要先用電-氣轉(zhuǎn)換器將調(diào)節(jié)器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣信號(hào)；?后者具有電-氣轉(zhuǎn)換和閥門(mén)定位的雙重作用，其輸入信號(hào)為電信號(hào)。4~20mA?閥門(mén)定位器接受調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，然后成比例地輸出信號(hào)去控制氣動(dòng)執(zhí)行器。?當(dāng)氣動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作之后，閥桿的位移又通過(guò)機(jī)械裝置反饋到閥門(mén)定位器上，組成閉環(huán)，以構(gòu)成一個(gè)使閥桿位移與輸入壓力成比例的負(fù)反饋系統(tǒng)

6、。電／氣閥門(mén)定位器的動(dòng)作過(guò)程：直流電流信號(hào)輸入到線圈中。當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)?杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?噴嘴背壓增大?放大器輸出氣壓增大?閥桿下移，通過(guò)反饋拉桿轉(zhuǎn)換成反饋軸和反饋壓板的角位移?反饋彈簧拉伸?主杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)信號(hào)壓力在主杠桿上產(chǎn)生的力與反饋彈I簧在主杠桿上產(chǎn)生的i拉力達(dá)到力矩平衡時(shí)，一定的信號(hào)壓力就對(duì)應(yīng)一定的閥門(mén)位置。?由于組成了深度負(fù)反饋系統(tǒng)，使得在前向通道上的影響閥桿正確定位的各種因素（如膜頭的時(shí)間常數(shù)、摩擦力、不平衡力等）可以忽略，從而實(shí)現(xiàn)正確定位。?除此之外，配上閥門(mén)定位器的氣動(dòng)執(zhí)行器還可以實(shí)現(xiàn)分程控制（即由一臺(tái)調(diào)節(jié)器操縱兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥）、改變調(diào)節(jié)閥的流量特性，以及改變執(zhí)行器的正反作

7、用。4-2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?通常在防爆要求不高且無(wú)合適的氣源的情況下，使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)裝置。?電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩種：角行程與直行程。?兩者的電氣原理完全相同，都是將調(diào)節(jié)器輸出的4~20mA直流電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)（角位移或直線位移），去操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。?以下討論角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。?角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。?主要性能指標(biāo)：輸入信號(hào):4~20mA輸入電阻:250?輸出轉(zhuǎn)矩:16N.m