电动执行机构简介
江苏飞华执行器有限公司--周加强
一.电动执行机构应用和分类
应用于阀门和风门挡板的开关和调节控制，属于现场控制类仪表。
执行机构的分类
电动:电机驱动，方便控制，体积小，效率高，品种多，经济，使用寿命一般5－10年。
气动：气源驱动，使用简单，防爆性能好，成熟可靠，运行速度快，需要气源及管路，效率低，维护量大。
电液式：电动泵控制液压缸，可靠性最高，定位精度好，使用寿命长达40－50年，运行速度快，体积庞大，价格昂贵。
气动及电液式执行器
从应用来分类
直行程（Linear Actuator）:直行程调节阀（口径一般为15－150mm）的控制。输出推力：0.5—25KN，行程（10－100mm）,行程速度（0.2—2.5mm/s）。
从应用来分类
角行程（Quarter-turn Actuator）:90度转角阀门（如蝶阀、球阀）和风门挡板的控制。输出力矩：50—20000Nm（常用力矩：100Nm，250Nm，700Nm，1600Nm，2500Nm，4000Nm，6500Nm）行程:90º、120º,行程速度（5－150S）。
从应用来分类
多转式（Multi-turn Actuator）:多回转阀门（如闸阀）的控制，也是直行程、角行程执行器的基础。输出力矩：30－2000Nm，行程（0.25－50S.）,行程速度（1—120r/min）。
从结构来分类
紧凑型: 将电机、减速机和控制器集成在一起，也称一体化结构，一般的轻载型执行器都是这种结构。
重载型: 由多转式执行器配以不同的减速机构成。其电机、减速机
和控制器封装在不
同的壳体内。
PS执行器属于紧凑的一体化结构
Schiebel执行器属于重载型结构
二. 电动执行器的结构
电动执行器一般由
伺服电机
控制器
减速机
辅助部件
四部分组成。
PS执行器结构示意图
伺服电机部件
鼠笼式交流异步电机：可靠性高，成本低，成熟可控，发热较多，无自锁功能。
永磁交流同步电机：可靠性高，成本高，大功率体积较大，有自锁功能，发热较少。
新型直流电机：体积小、成本高、可控性最好、有自锁功能。
控制器部件
接受和输出4－20mA模拟信号和数字信号实现对于执行器的自动控制，新近发展的智能化技术还可以实现对执行器的功能设定、故障自诊断、状态报警和纪录、显示和通讯功能。
控制器部件
定位器：又称伺服放大器，控制执行器按照输入控制信号到适应的位置。
位置发生器：将阀位变换成4－20mA信号用于传送。常见的传感器有电位器、非接触式霍尔传感器、非接触式编码器。
电机开关控制组件：接受定位器信号，控制电机开关。一般有故态继电器和机械式继电器两种模式。
控制器部件
人机界面:显示执行器状态，有液晶显示器和机械显示两种；通过通讯传送有关信息，常用的通讯协议
为Profibus。
Schiebel执行器的人机界面
就地控制箱：实现执行器就地操作功能，由一组带锁的选择开关组成。
减速机部件
正齿轮传动
涡轮蜗杆齿轮传动
行星齿轮传动
滚轴丝杆传动
PSQ执行器行星齿轮减速机构
正齿轮传动结构
涡轮蜗杆减速箱
辅助部件
手轮部件：断电和调试时操作执行器。
阀位显示部件：现场显示执行器阀位情况。
电气及机械限位装置：双重保护，智能型产品有采用电流传感器技术来实现限位和力矩保护功能。
力矩保护开关：过力矩时对执行器的减速机构进行保护。
加热电阻：保持电气盒空间一定的温度，在低温时不会接露，使电气部件受潮。
附加限位开关和力矩开关：提供一些附加的信号点。
三.基本概念
运行模式：开关型S2－15min，
调节型S4－1200c/h,S4－600c/h,40%ED
电机绝缘等级：E级—耐温130℃； F级－耐温150℃；H级－耐温180℃
外壳防护等级：IP65,IP67,IP68
非侵入式结构：接线端子和控制部件完全分开，调试时不用打开外壳。
基本概念
开关力矩与调节力矩
智能执行器：采用智能控制器，具有智能设定（行程、速度、力矩、输出状态等参数）、自诊断、通讯功能的执行器。
基本概念
齿轮材质：力矩传输齿轮一般材质都是一硬一软，以减少摩擦保护齿轮。以前一般采用钢和铜材质搭配，现在则采用钢和工程塑料。
齿轮润滑：采用耐高温的润滑脂
四.执行器选型的关键参数
输出力矩（角行程和多转式）、输出推力（直行程）；
速度：角行程为多少秒；多转式为多少r/min.直行程为多少mm/s;
行程：角行程为90º、120º，多转式为多少转，直行程为多少mm；
执行器的运行模式：开关型还是调节型；
执行器选型的关键参数
其他辅助功能：控制输入模式，附件开关输出，阀位反馈输出，通讯功能，就地手操功能，信号隔离功能；
电源：单相220/230VAC,三相380/400VAC,
直流24/48VDC；是否需要防爆？
连接方式及尺寸：直联式与连杆连接方式，传动轴的结构与尺寸。
直联式结构示意图
连杆连接示意图
五.PS－AMS智能执行器
采用直流电机驱动。
智能化控制器，在一定的范围内对于力矩、速度、行程等功能进行设定。
非侵入式结构，接线盒独立，不用开盖即可进行接线和调试。
PSL将采用铝合金外壳。
全面覆盖现有的PS执行器系列。
带有就地手操和显示功能。
PS－AMS智能执行器
六.PS即将推出的智能多转式执行器
采用中空的无刷直流电机。
采用行星齿轮传动机构。
体积为同类产品中最小。
全智能化控制器，在一定范围内可以变速、变力矩。
具有防爆功能结构。
价格极具竞争力。
七.市场上主要的竞争产品
英国Rotork
电动执行器世界的领导者，产品品种齐全，性能好，IP68的防护，但价格最贵。
一些技术的率先应用者：非接触式阀位反馈传感器、非浸入式结构、红外遥控设定功能。
市场上主要的竞争产品
德国AUMA
世界上最大的电动执行器生产厂商，40年历史，产品系列全。
市场上主要的竞争产品
德国SIPOS5
AUMA于99年10月从Siemens收购而来，在中国是独立体系和品牌销售。率先推出变频电机技术的智能执行器，在一定范围内可实现变力矩和速度。
市场上主要竞争的国产产品
传统国产产品：70年代设计，体积庞大，性能不好，但价格便宜。
市场上主要的竞争产品
奥托克（Autork)：完全仿制Rotork的IQ系列产品，价格便宜，市场能力强。
市场主要的竞争产品
天津伯纳德系：80代中期由天津仪表引进生产，后扩散为多家生产。价格便宜，但力量较分散。
市场上主要的竞争产品
鞍山鞍热工装361/3610系列
由鞍山热工和日本工装于90年代初设立，是在国内最早推出的电子一体化电动执行器产品。市场影响较大，但市场营销不活跃。
电话：0514-87882710 82222252 87606800 85119666 传真：0514-87882763
E-mail： 229000230@qq.com 公司地址：江苏扬州市邗江区甘泉工业园姚湾，225008
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