5.1 气动执行机构在线视频

同学们好

欢迎回到课堂

前面我们讲了传感器与变送器

它们组成测量单元

从本讲开始我们一起来学习执行机构

在自动控制系统中

执行机构的输入是调节器输出的控制信号

执行机构的输出直接改变

流入控制对象的物质或能量的流量

用以克服扰动

消除偏差

使被控量恢复到给定值或给定值附近

执行机构按其所使用的能源形式可分为

气动 电动和液压三大类

在船舶机舱中

液压执行机构主要用于变距浆的

桨叶角控制和柴油机油门拉杆的位置控制等

这里只介绍比较通用的气动和电动执行机构

气动执行机构是将调节器输出的

气动控制信号转换为机械位移

我们这里主要讲气动薄膜调节阀和阀门定位器

在船舶机舱中

气动执行机构主要以气动薄膜调节阀为主

本图所示为气动薄膜调节阀的结构原理

它由气动执行部分和调节阀两部分组成

控制信号可接在膜片3的上部空间

这时随着输入控制信号的增大

膜片3向下弯

压缩弹簧6使阀杆5推动阀芯—起下移

阀杆的位移与所输入控制信号的变化成比例

改变调节阀的开度

控制信号也可以接到膜片3的下部空间

这时随着输入控制信号的增大

膜片呢向上弯

阀杆带动阀芯一起上移

气动薄膜调节阀具有结构简单

尺寸小等特点

适用场合比较广泛

但它的阀杆推力较小

在某些场合使用受到一定的限制

为使调节阀动作及时

并能准确动作到位

通常需要加装一个阀门定位器

本图所示是一个带阀门定位器的气动执行机构

从控制器输出的压力信号

送到定位器的输入端E

并作用在测量气室9的膜片10上

若这个信号增大

挡板11靠近喷嘴12远离喷嘴13

引起喷嘴12背压升高

喷嘴13背压降低

这两个背压信号送入比较气室16

分别作用于膜片17的上 下两面

使膜片17连同可动放气阀20一起下移

推动球阀19离开固定球阀座21

使压缩空气经C室进入D室

这时呢因为放气阀18处于关闭状态

故D室呢压力升高

并由输出端输出这个升高的压力信号P0

这个信号送入调节阀的膜盒4

由膜片5推动阀杆2下移

关小给水阀

减少给水量

当调节阀杆2向下移动时

反馈弹簧23被拉长

使杠杆24绕支点F逆时针转动

通过圆球支点使挡板往回移动

并停在一个新的位置上

这时阀门定位器有一个稳定的输出

这个输出信号与给水调节阀的阀位相对应

阀门定位器的作用是消除由膜片阀内的

阀杆所引起的滞后现象

这种滞后现象的产生是由于填料太紧

或流动阻力太大而使其摩擦力过大所造成的

它适用于调节阀与调节器或计算器之间

距离较远的场合

以及呢波纹管容量较小的系统中

另外

通过调整比例范围旋钮25可以改变

阀门定位器输入与输出信号变化关系的比值

在气源中断或控制系统失灵时

可手动操作手轮8对调节阀的开度进行手动控制

对于一些需要阀杆推力较大的场合

还可以通过阀门定位器来控制一个气缸活塞

由活塞带动阀芯动作

称为活塞式气动执行机构

阀门定位器实质上可看作是一个比例调节器

其设定值是来自调节器的阀位信号

而输出则是阀杆的实际位置

因此呢

通过阀门定位器

总可以使阀杆控制在希望的位置

具有较高的动作精度

调节阀具有气开式和气关式之分

如果输入的控制信号增大

调节阀开度也增大

则叫气开式调节阀

反之

若输入控制信号增大

而调节阀开度减小则叫气关式调节阀

例如

左图所示的调节阀就是属于气关式调节阀

控制系统采用气开式调节阀还是气关式调节阀

要根据实际需要和调节器的作用形式

正作用式还是反作用式来决定

本次课我们讲了气动执行机构和阀门定位器

下次课我们讲电动执行机构

谢谢大家