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电动执行器、电动执行机构的工作原理及选型

创建时间：2014-07-06 00:00

电动执行器的原理，电动执行机构的工作原理

通俗习惯说法：电动执行器=电动执行机构

教课书等教材上指：电动执行器=电动执行机构+阀体

因为阀体的种类较多：直通阀、蝶阀、球阀、闸阀等等。

电动执行机构+各种阀体就形成了另一类产品——电动调节阀（还可细分成：电动调节直通阀，电动调节蝶阀，电动调节球阀等等）。

所以习惯上电动执行器就指电动执行机构，不含阀体。

电动执行机构本机由电动机、减速机构、限位机构、过力矩保护机构及位置反馈装置等组成。

电动执行机构是以电动机为驱动源、以直流电流为控制及反馈信号。

当上位仪表或计算机发出控制信号后，电动执行机构按照信号大小比例地动作，通过输出轴使阀门或风门开到相对应的开度，并将系统开度信号反馈回控制室内，从而完成系统的调节功能。

电动执行机构还可配操作器、伺服放大器等仪表一起使用。

操作器作用是：

A. 传递信号，在控制室内为操作者提供可视的输入及反馈信号值，便于观察现场阀位。

B. 在控制信号失灵或检修系统时，可用其直接操作电动执行机构，完成事故检修情况下的人工手动操作。

伺服放大器（即位置定位器）作用是：

信号放大，它接受4-20mA的控制信号，将信号放大为可控制电机正反转的强电信号，控制执行机构实现正转或反转。

伺服放大器有两种模式可供客户选择:

A. 一种为执行机构本身的控制板上带有伺服放大器功能，结构紧凑，不需占有仪表盘后空间，安装及调试较为简单（即电子一体化）。

B. 另一种为单独放置的位置定位器，安装于仪表盘后，这是一种较为传统的应用方法，检修及更换较为容易（即分立式比例调节型）。

电动执行机构联接上各种阀体，就形成了各种调节阀。

有人把电动执行机构与电动装置都叫做“电动头”，但是它们有着本质的区别：

区别		电动执行机构	电动装置
应用场合不同		１.经常动作的工位２.需调节的工位	１.很少动作的工位２.只打开或关闭
与蝶阀、直通阀、球阀组成		电动调节蝶阀电动调节阀电动调节球阀	电动蝶阀电动阀电动球阀
精度要求不同		要求任意角度精确定位，国家规范有精度标准	用于一开一关动作
执行国家标准不同		JB/T 8219——1999	JB/T 8528——1997
产品所属类别不同		属仪表类	属设备类
价格不同		较高	较低，（但配上调节型配件，价格则相近）
最早在国营企业时期	生产厂家名称不同	一般是“某某仪表厂”	一般是“某某通用设备厂”
最早在国营企业时期	主管局不同	隶属于仪表局	隶属于机械局

工程实践证明,两种产品不能混淆，以免影响企业的建设和生产工作。我国的国家标准、国营企业长期总结的产品分类都是非常正确的。

电动执行器选型需要的参数:

1. 角行程电动执行器：

输出90⁰的转角，控制蝶阀、风门、球阀等需0—90⁰转角打开的阀门。

参数主次	作用	参数名称
主要参数	选型用	输出力矩： Nm (牛顿*米)
次要参数	与控制系统的联系方式	①输入信号： mA (毫安) ②输出信号： mA (毫安) ③控制方式
	现场机械安装方式	与阀门的连接方式：直接对接或通过连杆连接
	控制阀门的回转速度	0—90⁰行程时间： S (秒)

2. 直行程电动执行器：

输出推力、直线位移，控制直通阀等需直线位移打开的阀门。

参数主次	作用	参数名称
主要参数	选型用	①行程： mm (毫米) ②推力： N (牛顿)
次要参数	执行器与控制系统的联系方式	①输入信号： mA (毫安) ②输出信号： mA (毫安) ③控制方式
次要参数	控制阀门的开启速度	全行程所需时间： S (秒)

3. 多回转电动执行器：

输出超过360⁰的转角，控制闸板阀等需90⁰以上转角，多圈转动打开的阀门。

参数主次	作用	参数名称
主要参数	选型用	①额定力矩： Nm (牛顿*米) ②额定速度： R/min (转/分钟)
次要参数	执行器与控制系统的联系方式	①输入信号： mA (毫安) ②输出信号： mA (毫安) ③控制方式
次要参数	控制阀门的开启速度	额定行程： r (转)

各类阀门配用执行机构类型

序号	阀门类型	配用电动执行机构类型
1	蝶阀、风门、球阀等	角行程	输出： 0 —— 90 度转角
2	直通阀	直行程	输出：直线位移和推力
3	闸阀等	多回转	输出：大于90 度转角的多圈运动

开关量、模拟量信号说明：

1. 触点：两个点接触在一起。

2. 开关量信号：指触点是“开”或“关”的状态。
（开关量信号分为：

1.有源开关量信号：开或关状态的信号中含有电源的成分，如220V,380V,24V,12V等。

2.无源开关量信号：开或关状态的信号中不含有电源的成分，只是一个触点的开或关变化，也叫干接点）

3. 模拟量信号：一个连续可调的控制信号。如电流信号、电压信号、计算机发出的4—20mA，0—10mA等标准控制信号。

较早以前，工控类仪表的控制信号为0—10mA，即0对应仪表的“全关”或“最小行程”，10mA对应仪表的“全开” 或“最大行程”。

随着计算机的发展，现代仪表越来越多的由计算机、DCS系统控制，同时也带来了问题。这就是有两种状态可能分辨不清（两种信号都为0的状态）：1.工控仪表的控制信号为0。2.当计算机发生故障时，导致断信号，产生0的信号。

为区分两种状态，防止误操作，0—10mA信号逐渐淘汰，现在工控仪表的控制信号改为了4—20mA。即：4mA对应全关或最小行程，20mA对应全开或最大行程。

现在把控制信号为0—10mA的仪表叫II型仪表。把控制信号为4—20mA的仪表叫III型仪表。

举例：输出0⁰——90⁰转角的角行程电动执行机构

序号	产品型号	DKJ-310	DKJ-3100
1	仪表类型	II型仪表	III型仪表
2	控制信号	0——10mA	4——20mA
2	相对应的转角	0⁰——90⁰转角	0⁰——90⁰转角
3	当执行机构转动到一半时	45⁰转角	45⁰转角
3	信号应显示为一半	5 mA	12 mA = 4+(20-4)/2

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