電動執(zhí)行機構(gòu)

• 電動執(zhí)行器概述

1. 執(zhí)行器的作用

在控制儀表中，變送器是信息的源頭，控制器是信息的處理器，執(zhí)行器是信息的終端。
執(zhí)行器也被稱作終端元件（Final Element）。
執(zhí)行器如果選擇不當(dāng)，往往會給生產(chǎn)過程自動化帶來困難。因此必須對執(zhí)行器的設(shè)計、安裝、調(diào)試和維護給與高度重視。

2. 執(zhí)行器的構(gòu)成

執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)組成。
控制機構(gòu)有調(diào)節(jié)機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥和控制閥之稱。
執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的一部分。

3. 按輸出位移分為三類

• 角行程

輸出力矩和90°轉(zhuǎn)角，用于控制蝶閥、球閥、百葉閥、風(fēng)門、旋塞閥、擋板閥等。
力矩不大于600N·m時，減速器高速級為兩級行星齒輪傳動，輸出級為蝸桿傳動( 蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動，兩軸線間的夾角可為任意值，常用的為90°。蝸桿傳動用于在交錯軸間傳遞運動和動力。)。
力矩不小于1000N·m時，減速器由多轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)減速器配蝸桿減速器組成。

• 直行程

輸出推力和直線位移，用于單、雙座調(diào)節(jié)閥、套筒閥、高溫高壓給水閥、減溫水調(diào)節(jié)閥。
減速器由多轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)配接絲杠螺母傳動裝置組成。

• 多回轉(zhuǎn)

輸出力矩和超過360°的轉(zhuǎn)動，用于控制各類閘板閥、截止閥、高溫高壓閥、減溫水閥及需要多圈轉(zhuǎn)動的其他調(diào)節(jié)閥。
減速器高速級為行星齒輪傳動，輸出軸為交錯軸斜齒輪傳動。

4. 按調(diào)節(jié)方式分為三類

開關(guān)型（兩位型），執(zhí)行機構(gòu)接收開關(guān)信號控制輸出，即使開關(guān)復(fù)位，輸出件繼續(xù)移動，直到極限位置停止。執(zhí)行機構(gòu)除非緊急按停，不能停在中間位置。原理與遠控調(diào)節(jié)型相同，區(qū)別是能自動保持開關(guān)信號。
遠控開關(guān)型（調(diào)節(jié)型），執(zhí)行機構(gòu)接收開關(guān)（繼電）信號控制輸出位移，開關(guān)復(fù)位，輸出件停止運動。是一種開環(huán)的可間斷調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)。
比例調(diào)節(jié)型，執(zhí)行機構(gòu)接收系統(tǒng)的控制信號自動實現(xiàn)工業(yè)過程調(diào)節(jié)控制，控制行程與輸入信號成正比。是一種帶負(fù)反饋的偏差控制系統(tǒng)。

• ROTORK電動執(zhí)行器

英國ROTORK公司生產(chǎn)的電動執(zhí)行器在控制領(lǐng)域處于業(yè)界*水平,簡單的外形和使用的可靠性,適用于各種惡劣環(huán)境和復(fù)雜的應(yīng)用場合。
IQ系列產(chǎn)品具有多種特性：如Rotork的雙密封系統(tǒng)、"非侵入式"紅外設(shè)定功能等。IQ執(zhí)行機構(gòu)提供了一系列的優(yōu)良特性,包括：

• 適合各種多轉(zhuǎn)式和角行程閥門
• 三相,直流和單相的執(zhí)行器
• 標(biāo)準(zhǔn)功能的內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄器
• 兼容IrDA標(biāo)準(zhǔn),通過對執(zhí)行器進行就地和遠程分析
• 簡潔,易控制和指示功能
• 簡單的力矩和位置控制,增強可靠性
• 合理的電子工藝 -“系統(tǒng)集成芯片技術(shù)
• 綜合控制和指示靈活性

IQT角形程電動執(zhí)行器具有速度調(diào)控功能同時保留了IQ特性及關(guān)性優(yōu)點, 通過把在AQ系列中使用了20多年的電機控制技術(shù)與IQ"執(zhí)行器集成芯片"相結(jié)合,使得在不影響輸出力矩的情況下調(diào)整IQT的輸出速度。IQT系列提供中小型角行程閥門力矩大小達2000Nm的直接操作。
IQM/IQTM：適用于每小時啟動1200次/小時的閥門操作。
IQTF（全轉(zhuǎn)式）執(zhí)行器適用于需要從90°以上到120°的非推力式操作應(yīng)用。
IQS單相：電容器啟動/運行鼠籠式感應(yīng)電動機。60次/小時
IQDC：磁鐵,低慣性設(shè)計。

執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖 1、電動機 2、行程和力矩傳感器 3、減速裝置 4、閥門附件 5、手動輪 6、執(zhí)行器控制板 7、電氣接線端 8、現(xiàn)場總線板

IQD直流：磁鐵,直流電機包括恒溫器防護裝置。
如要求執(zhí)行器線性輸出,可在標(biāo)準(zhǔn)IQ執(zhí)行器底座安裝推力螺桿裝置。
現(xiàn)在Rotork IQ可以提供一個完整的執(zhí)行器系列,可適應(yīng)大部分需要控制和指示的角行程和多轉(zhuǎn)式閥門的應(yīng)用,給用戶以高標(biāo)準(zhǔn)的性能,質(zhì)量以及的價值
考慮個別用戶的需求,Rotork生產(chǎn)了一系列齒輪箱,包括用于多轉(zhuǎn)式和角行程閥門的齒輪箱,大型及慢速移動的閘閥和球閥可通過電動執(zhí)行器下面安裝的傘形齒輪或直齒輪來驅(qū)動,還可提供調(diào)節(jié)型和潛水型齒輪箱
 

• AUMA電動執(zhí)行器

AUMA多回轉(zhuǎn)執(zhí)行器的整個產(chǎn)品系列都是采用統(tǒng)一的模塊化設(shè)計的。
它的標(biāo)準(zhǔn)配置AUMA NORM由如圖的八大部件組成。
蝸桿蝸輪減速機構(gòu)將電動機的轉(zhuǎn)速降低到所需要的輸出轉(zhuǎn)速， 帶AUMA MATIC的電動執(zhí)行器由如下部分組成：

1. 執(zhí)行器基本出力部分AUMA NORM.
2. 安裝在執(zhí)行器基本部分上的可編程電機一體化控制單元AUMA MATIC

將電機一體化控制單元于電動執(zhí)行器組合到一起有以下幾種優(yōu)點：

1. 與普通的不帶控制單元的執(zhí)行器的布線相比由于大大簡化了現(xiàn)場布線的工作量，因此可以節(jié)約大量的費用
2. 由于繼電器不是安裝在遙遠的電氣控制柜中，因此在扭矩開關(guān)或行程開關(guān)被侵壓以后電機會立刻停止轉(zhuǎn)動不會產(chǎn)生過長的延時
3. 可以被輕易而靈活地組合到各種各樣的過程控制系統(tǒng)中或者組合到一個標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，例如：PROFIBUS -FMS， PROFIBUS -DP，INTERBUS -S或MODBUS -RTU。

電機一體化控制單元AUMA MATIC由以下幾個模塊組成：

1. 用于控制電機電源的換向接觸器
2. 操作和信號電路板 - 帶有初級熔斷器，和用于將現(xiàn)場按鈕發(fā)出的控制命令傳遞到電子電路的繼電器；應(yīng)客戶的要求還可帶上做為任選件的指示燈
3. 接口板 - 帶有用于隔離內(nèi)部信號和外部信號之間電位差的光電隔離器，繼電器和發(fā)光二極管指示燈。
4. 以SMD技術(shù)設(shè)計的邏輯板 - 其上裝有C-MOS場效應(yīng)管。它提供了對內(nèi)部信號和外部信號之間的連接進行編程以及用DIP開關(guān)設(shè)定電機控制的可能性。
5. 連接執(zhí)行器本身AUMA NORM和電機一體化控制單元AUMA MATIC的AUMA插拔式電氣連接器。
6. 為用戶接線而提供的AUMA插拔電氣連接器
7. 帶有現(xiàn)場/遠程旋轉(zhuǎn)器和按鈕的現(xiàn)場控制面板。
8. 為整個一體化電機控制單元供電用的電源供應(yīng)單元。
9. 電機一體化控制單元AUMA MATIC的模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)使得對其配置的修改變得非常容易。

在不帶一體化控制單元的執(zhí)行器（AUMA NORM）上的AUMA插拔式電氣連接器與電機一體化控制單元（AUMA MATIC）上的電氣連接器是相同的。這使得AUMA電動執(zhí)行器的升級改型非常容易。

執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖 1、電動機 2、行程和力矩傳感器 3、減速器 4、閥門附件 5、手動輪 6、執(zhí)行器控制板 7、電氣接線 8、現(xiàn)場總線板

 

• 381/341系列電動執(zhí)行器
  1. 381/341系列型號描述

381		L		S		A	-	50
	類型		行程類型		防爆類型	過載保護		輸出力/矩
381	調(diào)節(jié)型	L	直行程	S	普通型	規(guī)格A,B:可選		50*100N(L型)
341	開關(guān)型	R	角行程	X	隔爆型	規(guī)格C,D:必配		50*10Nm(R型)
					Exd II BT4

2. 381L/341L直行程型

 

• 功能特點和應(yīng)用范圍

381L 系列直行程電動執(zhí)行器，是以AC220單相交流電為電源，接受來自 DCS、PLC系統(tǒng)和其他操作器的DC4～20mA，標(biāo)準(zhǔn)信號來控制執(zhí)行器進行開關(guān)閥門或自動調(diào)節(jié)。電子控制模塊采用*的混合集成電路，包含完整的保護功能，可現(xiàn)場控制或遠程控制，被設(shè)計成匣子形式，并用樹脂澆鑄密封。驅(qū)動反饋量采用高性能導(dǎo)電塑料電位器、精度高、壽命長等特點，可與各種角行程調(diào)節(jié)機構(gòu)組合成高性能、高可靠性的電動調(diào)節(jié)閥。因此被廣泛用于冶金、發(fā)電、石化、造紙、輕工及環(huán)保等工業(yè)部門。
341L 直行程開關(guān)型執(zhí)行器是在381系列電子式執(zhí)行器的基礎(chǔ)上派生出來的ON-OFF控制型電動執(zhí)行機構(gòu)。該電子式執(zhí)行器以220V單相交流電源為驅(qū)動電源，控制信號采用正、反切換接點信號，驅(qū)動電機采用AC可逆電機，驅(qū)動量的反饋檢測采用高性能導(dǎo)電塑料電位器。產(chǎn)品反應(yīng)速度快，安裝及維護方便。
 

• 主要特點：

1. 執(zhí)行器設(shè)計有伺服系統(tǒng)（無需另配伺服放大器），只需接入DC4～20mA（或DC1～5V）信號和AC220V單相電源即可工作。內(nèi)設(shè)接線端子，接線極為簡單方便。
2. 執(zhí)行器的關(guān)鍵部件─控制器，采用*的混合集成電路，用樹脂密封澆鑄，外形為匣狀，體積小，可靠性高。
3. 驅(qū)動量的反饋檢測采用高性能導(dǎo)電塑料電位器，分辨率＜0.4%。
4. 具備自診斷功能，當(dāng)發(fā)生故障時，控制器上的指示燈會立即發(fā)出指示信號。
5. 用狀態(tài)選擇開關(guān)可以設(shè)定斷信號時，（閥芯處于全開，全閉或自鎖狀態(tài)）。
6. 用狀態(tài)選擇開關(guān)可以設(shè)定（正、反動作）。
7. 用狀態(tài)選擇開關(guān)可以設(shè)定輸入信號為（DC4～20mA或DC1～5V）。
8. 調(diào)整工作零點（始點）和行程（終點）簡單易行。
9. 當(dāng)突然斷電時，能確保閥芯自鎖。
10. 采用同步皮帶傳動，有效降低了噪音。
11. 延時保護功能，額定負(fù)載時，能實行狀態(tài)自鎖，故障發(fā)生時，能立即起動保護，并可反向運行取消延時保護。

• 主要技術(shù)參數(shù)

電源：AC220±50%，50HZ。
耗電功率（額定負(fù)載時）
規(guī)格A型執(zhí)行器50VA；
規(guī)格B型執(zhí)行器150VA；
規(guī)格C型執(zhí)行器220VA。
防護等級：IP55
輸入信號：DC4～20mA或DC1～5V。
輸出信號：DC4～20mA（負(fù)載電阻500Ω以下）。
控制精度：基本誤差：±1% 回差≤1% 死區(qū)≤1%
工作行程調(diào)整范圍：“零點”±25%“行程”20%～99%
外部配線：輸入輸出信號應(yīng)采用屏蔽電纜。電源線不得與信號線共用一根電纜。
環(huán)境條件：

環(huán)境條件	普通型（S型）執(zhí)行器	隔爆型（X型）執(zhí)行器
環(huán)境溫度	無空間加熱器-10℃~60℃	-10℃～40℃
	有空間加熱器-35℃~60℃
相對濕度	95%以下	45%～85%
環(huán)境氣體	無腐蝕氣體
機械振動	1.5g以下

參數(shù)表

型號	額定輸出力N	速度mm/s	行程 mm
381LSA-08 381LXA-08	800	4.2	30
381LSA-20 381LXA-20	2000	2.1
381LSB-30 381LXB-30	3000	3.5	60
381LSB-50 381LXB-50	5000	1.7
381LSC-65 381LXC-65	6500	2.8	100
381LSC-99 381LXC-99	10000	2.0
381LSC-160 381LXC-160	16000	1.0
381LSC-260 381LXC-260	26000	1.0

 

3. 381R/341R角行程型

• 概述

381R 角行程普通型電動執(zhí)行器，是以AC220單相交流電為電源，接受來自DCS、PLC系統(tǒng)和其他操作器的DC4~20mA，標(biāo)準(zhǔn)信號來控制執(zhí)行器進行開關(guān)閥 門或自動調(diào)節(jié)。電子控制模塊采用*的混合集成電路，包含完整的保護功能，可現(xiàn)場控制或遠程控制，被設(shè)計成匣子形式，并用樹脂澆鑄密封。驅(qū)動反饋量采用 高性能導(dǎo)電塑料電位器、精度高、壽命長等特點，可與各種角行程調(diào)節(jié)機構(gòu)組合成高性能、高可靠性的電動調(diào)節(jié)閥。因此被廣泛用于冶金、發(fā)電、石化、造紙、輕工 及環(huán)保等工業(yè)部門。
341R 角行程開關(guān)型執(zhí)行器是在381系列電子式執(zhí)行器的基礎(chǔ)上派生出來的ON-OFF控制型電動執(zhí)行機構(gòu)。該電子式執(zhí)行器以220V單相交流電源為驅(qū)動電源，控制信號采用正、反切換接點信號，驅(qū)動電機采用AC可逆電機，驅(qū)動量的反饋檢測采用高性能導(dǎo)電塑料電位器。產(chǎn)品反應(yīng)速度快，安裝及維護方便。

• 技術(shù)參數(shù)

型號規(guī)格	輸出力矩（N.m）	動作時間（s/90℃）	轉(zhuǎn)角
381RSA-02	20	8.5	90°
381RSA-05	50	17
381RSB-10 381RXB-10	100	18
381RSB-20 381RXB-20	200	36
381RSC-30 381RXC-30	300	24
381RSC-50 381RXC-50	500	42
381RSC-60 381RXC-60	600	48
381RSD-100	1000	30
381RSD-150 381RXD-150	1500	42