第六章 执行器
执行器得作用：将控制器的输出转化为对被操作对象的实际操作（动作）。
根据动作能源的不同，执行器可以分为以下三类：
–气动执行器：以气压为动力，推动机构动作。
–电动执行器：以电动机作为动力源，推动机构动作。
–液动执行器：以液压站提供的流体（液压油）高压为动力源，推动机构动作。
§ 6.1 气动执行器
执行机构
– 执行器的推动装置。
薄膜执行机构：气压推动薄膜并带动连杆运动。
活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动。
控制机构
– 直接作用于对象，并使对象的运动发生改变的装置。
气气一、气动执行机构
输入信号
– 空气压力,0.02~0.1MPa
输出：
– 按连杆最大位移 ——行程确定规格：
10,16,25,40,60,100mm
气动弹簧执行机构
– 在薄膜或活塞上增加弹簧，使其行程与气压成正比 ——常用于连续变化量的调节。
– 无薄膜气动执行机构，常用于开关方式调节。
二、控制机构
1,作用与分类
作用：直接作用于对象，并使对象的运动（如流量）发生变化。
由于被控对象千差万别，控制机构的形式也各不相同，如调节阀、调压变压器、
变速器、振动给料机等等。
化工系统中最常用的控制机构为各种形式的控制阀。
2,各种形式的控制阀
插板阀、浆液阀
单座、双座控制阀
隔膜控制阀
蝶阀
球阀
旋转阀
套筒阀
3,控制阀的理论流量特性
被控介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度（相对位移）间的关系。
Q/Qmax=f（ l/L）
– 直线特性,Q/Qmax=K （ l/L） +C
– 对数特性,Q/Qmax=R （ l/L-1）
– 抛物线特性：
– 快开特性：
2
m a x
111 LlRRQ Q
4,控制阀的实际流量特性
控制阀在调节过程中，同时将引起管道工况点的变化，进而使阀门两端压差发生变化。
阀门两端压差的变化又反过来影响通过阀门流体的流量。
因此，除非是简单的两端恒压（如水池放水阀），阀门的实际流量特性通常是十分复杂的。
例 水泵出口阀门的调节特性
Q0
H
s=1
s=0.9s=0.5s=0.2
5,控制阀的选择
结构与特性选择
– 结构选择：依据工艺条件（温度、压力等）和介质的物理、化学性质（腐蚀性、黏度等）进行选择。
– 流量特性选择：依据工艺需要并结合整个管路系统的工况点（管路流量特性）选择。
气开式与气关式的选择
– 依据气源断开的安全性结合执行机构形式选择。
阀门口径的选择
– 依据实际流量调节范围选择。
三、气动执行机构的安装与维修保养
位置选择应注意方便安装维修；
环境温度,+60oC~-40oC
尽量直立安装在水平管道上，其它安装方式应加设支撑架；
控制阀前后一般应安装手动截止阀，以便维修；
安装前应进行清洗；
定期维护检修。注意观察密封与磨损情况。
四、电 —气转换
在电控系统中，使用气动执行机构必须进行电 —气转换。
– 将控制器输出的直流电信号转换为气压信号；
– 将执行器的位置信号（气压）转换为电信号，反馈给控制器，以便控制器能准确的进行控制。
§ 6.2 电动执行器
以电动机为核心动力源，将控制器输出的直流电信号直接转换成相应的角位移或直线行程的机构。
电动执行机构的分类：
– 角行程电动执行机构：使输出轴产生 0~90o
角位移；
– 直线行程电动执行机构：
– 多转式电动执行机构电动执行器的结构原理伺服放大器伺服电动机 减速机位置发送器输入信号操作器输出轴离合器手轮电动执行器的选择
电动执行器与气动执行器的差异主要执行机构，其控制机构基本相同。
电动执行器的选择：
– 根据控制机构选择执行机构；
– 根据扭矩选择角行程执行器；
– 根据轴位移选择直线行程执行器；
– 根据阀门型号选择多转式执行器。
§ 6.3 电 —液执行器
以直流电信号为控制信号，以液压为动力的执行器。
主要用途：与大功率、大位移控制机构配套，用于大型设备的控制。
如：大型高压阀门的控制。
通常，防爆性能较差，不能用于易燃、
易爆及高温场所。
电 —液执行器的结构原理液压系统电控系统输入信号反馈信号位置发送器输出轴本章作业
P165~166
1,4,17,18
执行器得作用：将控制器的输出转化为对被操作对象的实际操作（动作）。
根据动作能源的不同，执行器可以分为以下三类：
–气动执行器：以气压为动力，推动机构动作。
–电动执行器：以电动机作为动力源，推动机构动作。
–液动执行器：以液压站提供的流体（液压油）高压为动力源，推动机构动作。
§ 6.1 气动执行器
执行机构
– 执行器的推动装置。
薄膜执行机构：气压推动薄膜并带动连杆运动。
活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动。
控制机构
– 直接作用于对象，并使对象的运动发生改变的装置。
气气一、气动执行机构
输入信号
– 空气压力,0.02~0.1MPa
输出：
– 按连杆最大位移 ——行程确定规格：
10,16,25,40,60,100mm
气动弹簧执行机构
– 在薄膜或活塞上增加弹簧，使其行程与气压成正比 ——常用于连续变化量的调节。
– 无薄膜气动执行机构，常用于开关方式调节。
二、控制机构
1,作用与分类
作用：直接作用于对象，并使对象的运动（如流量）发生变化。
由于被控对象千差万别，控制机构的形式也各不相同，如调节阀、调压变压器、
变速器、振动给料机等等。
化工系统中最常用的控制机构为各种形式的控制阀。
2,各种形式的控制阀
插板阀、浆液阀
单座、双座控制阀
隔膜控制阀
蝶阀
球阀
旋转阀
套筒阀
3,控制阀的理论流量特性
被控介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度（相对位移）间的关系。
Q/Qmax=f（ l/L）
– 直线特性,Q/Qmax=K （ l/L） +C
– 对数特性,Q/Qmax=R （ l/L-1）
– 抛物线特性：
– 快开特性：
2
m a x
111 LlRRQ Q
4,控制阀的实际流量特性
控制阀在调节过程中，同时将引起管道工况点的变化，进而使阀门两端压差发生变化。
阀门两端压差的变化又反过来影响通过阀门流体的流量。
因此，除非是简单的两端恒压（如水池放水阀），阀门的实际流量特性通常是十分复杂的。
例 水泵出口阀门的调节特性
Q0
H
s=1
s=0.9s=0.5s=0.2
5,控制阀的选择
结构与特性选择
– 结构选择：依据工艺条件（温度、压力等）和介质的物理、化学性质（腐蚀性、黏度等）进行选择。
– 流量特性选择：依据工艺需要并结合整个管路系统的工况点（管路流量特性）选择。
气开式与气关式的选择
– 依据气源断开的安全性结合执行机构形式选择。
阀门口径的选择
– 依据实际流量调节范围选择。
三、气动执行机构的安装与维修保养
位置选择应注意方便安装维修；
环境温度,+60oC~-40oC
尽量直立安装在水平管道上，其它安装方式应加设支撑架；
控制阀前后一般应安装手动截止阀，以便维修；
安装前应进行清洗；
定期维护检修。注意观察密封与磨损情况。
四、电 —气转换
在电控系统中，使用气动执行机构必须进行电 —气转换。
– 将控制器输出的直流电信号转换为气压信号；
– 将执行器的位置信号（气压）转换为电信号，反馈给控制器，以便控制器能准确的进行控制。
§ 6.2 电动执行器
以电动机为核心动力源，将控制器输出的直流电信号直接转换成相应的角位移或直线行程的机构。
电动执行机构的分类：
– 角行程电动执行机构：使输出轴产生 0~90o
角位移；
– 直线行程电动执行机构：
– 多转式电动执行机构电动执行器的结构原理伺服放大器伺服电动机 减速机位置发送器输入信号操作器输出轴离合器手轮电动执行器的选择
电动执行器与气动执行器的差异主要执行机构，其控制机构基本相同。
电动执行器的选择：
– 根据控制机构选择执行机构；
– 根据扭矩选择角行程执行器；
– 根据轴位移选择直线行程执行器；
– 根据阀门型号选择多转式执行器。
§ 6.3 电 —液执行器
以直流电信号为控制信号，以液压为动力的执行器。
主要用途：与大功率、大位移控制机构配套，用于大型设备的控制。
如：大型高压阀门的控制。
通常，防爆性能较差，不能用于易燃、
易爆及高温场所。
电 —液执行器的结构原理液压系统电控系统输入信号反馈信号位置发送器输出轴本章作业
P165~166
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