> 儀器知識(shí) > 工作原理 > 如何選擇開(kāi)關(guān)型或者調(diào)節(jié)型的電動(dòng)執(zhí)行器 電動(dòng)執(zhí)行器工作原理進(jìn)口閥門(mén)電動(dòng)裝置（electric actuator）是指用電力驅(qū)動(dòng)啟閉或調(diào)節(jié)閥門(mén)的裝置。
閥門(mén)在工業(yè)管路控制中是經(jīng)常使用的重要設(shè)備，電動(dòng)閥門(mén)（電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，因其動(dòng)力源容易取得，且一般情況下無(wú)需維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，用電方便，比起氣動(dòng)、液動(dòng)等不同驅(qū)動(dòng)方式的設(shè)備使用更為普遍。
在自動(dòng)化控制的閥門(mén)中，常見(jiàn)的有進(jìn)口電動(dòng)球閥，進(jìn)口電動(dòng)蝶閥，進(jìn)口電動(dòng)刀閘閥，進(jìn)口電動(dòng)隔膜閥；這些閥門(mén)一般有分為開(kāi)關(guān)型電動(dòng)閥門(mén)和調(diào)節(jié)型電動(dòng)閥門(mén)，調(diào)節(jié)型電動(dòng)閥門(mén)也叫進(jìn)口電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；以的電動(dòng)閥門(mén)品牌德國(guó)力特LIT為例，他的電動(dòng)蝶閥分為進(jìn)口電動(dòng)開(kāi)關(guān)型蝶閥，進(jìn)口電動(dòng)調(diào)節(jié)型蝶閥，電動(dòng)球閥分為進(jìn)口電動(dòng)開(kāi)關(guān)型蝶閥和進(jìn)口調(diào)節(jié)型蝶閥；
開(kāi)關(guān)型就是電動(dòng)執(zhí)行器只能控制開(kāi)和關(guān)；調(diào)節(jié)型是指電動(dòng)執(zhí)行器可以通過(guò)輸入或者輸出控制信號(hào)4-20ma或者0-10v可以控制閥門(mén)的開(kāi)度，對(duì)介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；
開(kāi)關(guān)型的電動(dòng)執(zhí)行器主要需要開(kāi)關(guān)反應(yīng)迅速靈敏，比如的德國(guó)力特LIT的電動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥或者進(jìn)口電動(dòng)開(kāi)關(guān)蝶閥的電動(dòng)執(zhí)行器，開(kāi)關(guān)迅速，一般在8-15秒之間，使用壽命長(zhǎng)；
調(diào)節(jié)型的電動(dòng)執(zhí)行器主要性能反應(yīng)在控制精度，比如知名的閥門(mén)和電動(dòng)執(zhí)行器品牌德國(guó)力特LIT的進(jìn)口電動(dòng)調(diào)節(jié)型球閥，進(jìn)口電動(dòng)調(diào)節(jié)型蝶閥，進(jìn)口電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制精度一般在誤差1%以內(nèi)，能的對(duì)開(kāi)度和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
那么我們很有必要來(lái)詳細(xì)分析下開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）和調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）電動(dòng)執(zhí)行器的區(qū)別，有助于選型和應(yīng)用；
電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式一般分為開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）和調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）兩大類。
1.開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）電動(dòng)執(zhí)行器
開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器一般實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)控制，閥門(mén)要么處于全開(kāi)位置，要么處于全關(guān)位置，此類閥門(mén)不需對(duì)介質(zhì)流量進(jìn)行控制。
特別值得一提的是開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時(shí)必需對(duì)此做出說(shuō)明，不然經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。
a）分體結(jié)構(gòu)（通常稱為普通型）：控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器分離，電動(dòng)執(zhí)行器不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的控制，必需外加控制單元才能實(shí)現(xiàn)控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。
此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不便于系統(tǒng)整體安裝，增加接線及安裝費(fèi)用，且容易出現(xiàn)故障，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修，性價(jià)比不理想。
b）一體化結(jié)構(gòu)（通常稱為整體型）：控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器封裝成一體，無(wú)需外配控制單元即可現(xiàn)實(shí)就地操作，遠(yuǎn)程只需輸出相關(guān)控制信息就可對(duì)其進(jìn)行操作。
此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是方便系統(tǒng)整體安裝，減少接線及安裝費(fèi)用，容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方，所以產(chǎn)生了智能電動(dòng)執(zhí)行器，關(guān)于智能電動(dòng)執(zhí)行器后面將再做說(shuō)明。
2.調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）電動(dòng)執(zhí)行器
調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器不僅具有開(kāi)關(guān)型一體化結(jié)構(gòu)的功能，它還能對(duì)閥門(mén)進(jìn)行控制，從而調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。因篇幅有限其工作原理在此不作詳細(xì)說(shuō)明。下面就調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器選型時(shí)需注明的參數(shù)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
a）控制信號(hào)類型（電流、電壓）
調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器控制信號(hào)一般有電流信號(hào)（4～20mA、0～10mA）或電壓信號(hào)（0～5V、1～5V），選型時(shí)需明確其控制信號(hào)類型及參數(shù)。以代表性的電動(dòng)閥門(mén)品牌德國(guó)力特LIT為例，使用比較多的是4～20mA的電流信號(hào)。
b）工作形式（電開(kāi)型、電關(guān)型）
調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行器工作方式一般為電開(kāi)型（以4～20mA的控制為例，電開(kāi)型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥關(guān)，20mA對(duì)應(yīng)的是閥開(kāi)），另一種為電關(guān)型（以4-20mA的控制為例，電開(kāi)型是指4mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是閥開(kāi)，20mA對(duì)應(yīng)的是閥關(guān)）。一般情況下選型需明確工作形式，很多產(chǎn)品在出廠后并不能進(jìn)行修改，的品牌德國(guó)力特LIT生產(chǎn)的智能型電動(dòng)執(zhí)行器可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定隨時(shí)修改。
c）失信號(hào)保護(hù)
失信號(hào)保護(hù)是指因線路等故障造成控制信號(hào)丟失時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器將控制閥門(mén)啟閉到設(shè)定的保護(hù)值，常見(jiàn)的保護(hù)值為全開(kāi)、全關(guān)、保持原位三種情況，且出廠后不易修改。智能電動(dòng)執(zhí)行器可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定進(jìn)行靈活修改，并可設(shè)定任意位置（0~100%）為保護(hù)。
電動(dòng)執(zhí)行器投入自動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài)下，經(jīng)常會(huì)遇到振蕩現(xiàn)象。由于振蕩的存在，極易引起電動(dòng)伺服操作器的故障。若電動(dòng)執(zhí)行器經(jīng)常處于振蕩狀態(tài)下運(yùn)行，將嚴(yán)重影響機(jī)構(gòu)的使用壽命。因此，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)消除振蕩，以保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)振蕩的原因有多種，現(xiàn)結(jié)合設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試及運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)明引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)振蕩的原因及消除方法。 ①電動(dòng)執(zhí)行器閥位反饋小回路振蕩，產(chǎn)生振蕩的原因主要有以下兩個(gè)方面： 1、由于電動(dòng)伺服操作器的不靈敏區(qū)δg太小，過(guò)于靈敏，使執(zhí)行器小回路無(wú)法穩(wěn)定而產(chǎn)生振蕩。 2、當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)失去制動(dòng)作用而產(chǎn)生惰走現(xiàn)象時(shí)，也會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)小回路振蕩。 針對(duì)上述引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)振蕩的原因，對(duì)電動(dòng)伺服操作器不靈敏區(qū)δg太小引起的振蕩；根據(jù)運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)，把電動(dòng)同服操作器的不靈敏區(qū)δg調(diào)整在±150~±200μa時(shí)可以消除小回路振蕩。對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)失去制動(dòng)，應(yīng)查出機(jī)構(gòu)失去制動(dòng)的原因給以排除。 ②由于調(diào)節(jié)閥流量特性太陡或閥門(mén)運(yùn)行在小開(kāi)度時(shí)，引起調(diào)節(jié)器過(guò)調(diào)而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)振蕩。 當(dāng)調(diào)節(jié)閥流量特性太陡時(shí)，被調(diào)量只需較小的偏差就將使被調(diào)介質(zhì)產(chǎn)生較大變化，往往使調(diào)節(jié)過(guò)頭，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。由于調(diào)節(jié)閥的特性受工藝條件限制，較難修改時(shí)，可以把調(diào)節(jié)器的比例帶適當(dāng)增加，以改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。 ③由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)整定不當(dāng)引起系統(tǒng)振蕩而導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)振蕩 調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定不合適，會(huì)引起系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的振蕩。對(duì)于單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比例帶過(guò)小，積分時(shí)間過(guò)短，微分時(shí)間和微分增益過(guò)大都可能產(chǎn)生系統(tǒng)振蕩。對(duì)于多回路系統(tǒng)，除和單回路系統(tǒng)有共性的問(wèn)題外；還存在著回路之間的相互影響，由于參數(shù)整定不合適產(chǎn)生各回路間的共振。 對(duì)于上述原因引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的振蕩，可以在系統(tǒng)整定時(shí)合理的選擇這些參數(shù)，使回路都有保持的穩(wěn)定裕度。 ④由于信號(hào)源波動(dòng)使變送器輸出波動(dòng)而引起的振蕩 對(duì)于對(duì)象變化引起信號(hào)源波動(dòng)而造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的振蕩，在回路中加人阻尼器環(huán)節(jié)，也可在管路中加人機(jī)械濾波緩沖裝置，用機(jī)械阻尼的方法減小變送器輸出信號(hào)的波動(dòng)，以至消除機(jī)構(gòu)的振蕩。 ⑤由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)桿和調(diào)節(jié)閥間的聯(lián)接件的游隙和間隙過(guò)大，也將造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的振蕩。所以在機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部件安裝時(shí)，要保證所有連接件不應(yīng)有游隙和間隙，所有連接件應(yīng)按三級(jí)精度配合制造。 電動(dòng)執(zhí)行器的振蕩是運(yùn)行中常見(jiàn)的一種故障現(xiàn)象，直接影響調(diào)節(jié)品質(zhì)，其內(nèi)在的原因也是多方面的，在分析和排除故障時(shí)，要從系統(tǒng)構(gòu)成、安裝調(diào)試等多方面去分析故障原因，再設(shè)法進(jìn)行消除。
電動(dòng)執(zhí)行器在電動(dòng)閥上取到驅(qū)動(dòng)的作用，作為工業(yè)化自動(dòng)系統(tǒng)中的重要驅(qū)動(dòng)裝置，必然有獨(dú)特的一面：安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，在電力，冶金，石油，化工等工業(yè)部門(mén)等到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
一、根據(jù)閥門(mén)類型選擇電動(dòng)執(zhí)行器閥門(mén)的種類相當(dāng)多，工作原理也不太一樣，一般以轉(zhuǎn)動(dòng)閥板角度、升降閥板等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)啟閉控制，當(dāng)與電動(dòng)執(zhí)行器配套時(shí)首先應(yīng)根據(jù)閥門(mén)的類型選擇電動(dòng)執(zhí)行器。
1．角行程電動(dòng)執(zhí)行器（轉(zhuǎn)角<360度）
電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)小于一周，即小于360度，通常為90度就實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。此類電動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)安裝接口方式的不同又分為直連式、底座曲柄式兩種。
a)直連式：是指電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸與閥桿直連安裝的形式。 b)底座曲柄式：是指輸出軸通過(guò)曲柄與閥桿連接的形式。
此類電動(dòng)執(zhí)行器適用于蝶閥、球閥、旋塞閥等。
2．多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行器（轉(zhuǎn)角>360度）
電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)大于一周，即大于360度，一般需多圈才能實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的啟閉過(guò)程控制。 3．直行程（直線運(yùn)動(dòng)）
電動(dòng)執(zhí)行器輸出軸的運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)式，不是轉(zhuǎn)動(dòng)形式。
此類電動(dòng)執(zhí)行器適用于單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥等。
二、根據(jù)生產(chǎn)工藝控制要求確定電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式
電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式一般分為開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）和調(diào)節(jié)型（閉環(huán)控制）兩大類。
1．開(kāi)關(guān)型（開(kāi)環(huán)控制）
開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器一般實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)控制，閥門(mén)要么處于全開(kāi)位置，要么處于全關(guān)位置，此類閥門(mén)不需對(duì)介質(zhì)流量進(jìn)行精確控制。
特別值得一提的是開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時(shí)必需對(duì)此做出說(shuō)明，不然經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。
a)分體結(jié)構(gòu)（通常稱為普通型）：控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器分離，電動(dòng)執(zhí)行器不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的控制，必需外加控制單元才能實(shí)現(xiàn)控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。
此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不便于系統(tǒng)整體安裝，增加接線及安裝費(fèi)用，且容易出現(xiàn)故障，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修，性價(jià)比不理想。
b)一體化結(jié)構(gòu)（通常稱為整體型）：控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器封裝成一體，無(wú)需外配控制單元即可現(xiàn)實(shí)就地操作，遠(yuǎn)程只需輸出相關(guān)控制信息就可對(duì)其進(jìn)行操作。
此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是方便系統(tǒng)整體安裝，減少接線及安裝費(fèi)用，容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方，所以產(chǎn)生了智能電動(dòng)執(zhí)行器，關(guān)于智能電動(dòng)執(zhí)行器后面將再做說(shuō)明。
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