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1、SD 系列电动执行机构廊坊市康达电子设备制造厂康达电子一概述SD 系列执行机构是工业过程测量和控制系统的终端控制装置，是引进欧洲同类产品先进技术，针对我国的实际情况改进型的升级换代产品，它能够将系统的控制信号（模拟信号或断续信号）转换或输出轴和位移（角位移、多转角位或直线位移） ，以控制阀门内截流件的位置或其它调节机构，使被控介质按系统规定的状态工作。SD 系列电动执行机构具有角行程、多转和直行程三类产品。角行程电动执行机构用于驱动 90o 转角的阀门如蝶阀、球阀、面叶阀、风门、旋塞阀、挡板阀等。直行程电动执行机构用于驱动单、双座调节阀、套筒阀等直线位移的调节阀。多转电动执行机构用于驱动闸阀及
2、其它多转圈转动的调节阀。SD 系列产品品种规格多、功能全、精度高、重量轻、质量稳定可靠，并且安装灵活，高度维护方便，可以广泛地用于电站、冶金、化工、石油、建材、轻工及水处理等待业生产过程的自动控制。SD 系列电动执行机构，它接收来自计算机或调节器送来 4-20mA 模块量信号及接点控制信号，自动地操纵调节机构，完成自动调节任务，它也可以通过操作器实现“手动自动”转换，切换到手动时，用操作器可对执行机构进行远方控制。二产品的种类及型式SD 系列电动执行机构是组合结构，它可通过不同的减速器零部件及不同规格电动机的组合，构成不同品种和规格的执行机构。SD 系列电动执行机构按输出方式分成三种。1. 角
3、行程输出力矩和 90o转角2. 直行程输出力拉力和直线位移。3. 多转式输出力矩和超过 360o 的多圈转动。SD 系列电动执行机构按安装方式分成二种：1 直联式通过执行机构输出部位的法兰与阀门等直接连接，这样执行机构可直接 安装在管道上，多用于多转式、角行程、直行程。2 底座式执行机构通过输出臂及杠杆与阀门等连接，此时执行机构需要安装在一个基础上，仅角行程用这种方式安装。SD 系列电动执行机构按调节方式分成三种1. 比例调节型执行机构接收计算机、调节器等送来的 420mA 或 15V 的模似量信号，执行机构的输出轴转转角（或位移）与信号忧比例关系，并自动地完成调节任务。比例调节型电动执行机构
4、在结构及安装方式上又分成两种型式。a 整体式比例调节型，即执行器与位置定位器模块装组成一个整体。整机现场安装使用。b 分立式比例调节型，执行机构也是由执行器及位置定位器构成，但执行器与位置定位器模块分开安装，执行器部分在现场安装，位置定位器则在室内或其它地方安装，独立安装的位置定位器外型图见后面 26 页的附图 12。注意：整体式与分立式外接连线不一样。2. 远控型执行器接收脉冲信号，继电信号，可将执行机构的输出控制在任意位置。3. 开关型也称二位式，它接收开关信号，但执行机构的输出轴只能控制在开和关两个极限位置。分立式比例调节型电动执行机构，实际上就是一个远控型配上一个单独安装的模块位置定位
5、器。这里特别说明：不论角行程、直行程、多转式电动执行机构其电路原理，对外接线，调试方法均一样、用户在选用时，只要注意电源、电压、安装方式、输出力矩、行程、信号是否符合你的要求。三主要技术性能下述技术性能主要指比例调节型，对于远控型及开关型下列 1、2、3。4、5、6 项不涉及。1. 输入信号：420mA2. 输入通道电阻：250（或 200）3. 输入通道个数 1（分立式为 3 个）4. 基本误差：1 2.55. 回差：1.56. 死区：0.53连续可调7. 阻尼特性：无摆动8电原电压：三相 380V50Hz(或 400V50 Hz)单相 220V50Hz(或 230V50 Hz9工作环境：整
6、体式1055分立式2570湿度：85周围空气不含腐蚀性质10防护等级：符合 1EC1451P659（即防雨防尘） 。 （分立式定位模块为室内安装除外）四结构及特点调节型电动执行机构主要由执行器和位置定位器两大部分组成。1. 执行器：执行器主要由电动机、减速器、力矩行程限制器、开关控制箱、手轮和机械限位装置以及位置发送器等组成。1. 1 电动机执行器上的电动机是执行机构的动力装置，电动机为单相或三相交流异卡电动机，执行机构上用的电动机是特种电机，它具胡高起动力矩倍数、低起动电流和较小的转动惯量，因而有的伺服特性。在电机定子内部装有热敏开关作电机过热保护，该开关与控制电路相联，当电出现异常过热时（
7、正常运转时电机将会发热蛤不会过热（开关断开的同时将控制电机的电路断开，从而保护电机和执行机构。当电机冷却下来以后，开关恢复接通电路恢复工作。为提高电动执行机构可靠性，SD 系列执行机构上的电机全都没有机械制动结构。但为了克服系统的惯性惰走，调节型电动执行机构上的大功率电机其控制电路均有电制动功能。1. 2 减速器减速器一般由三级减速组成（多转型一般只胡两级）第一、二级采用体积小、传动比大，效率高的行星齿轮减速，部分减速器第二级为斜齿传动，最后一级采用减速比大并具有自销性能的蜗轮杆或丝杆螺母传动，传动示意思图见图 1，及后面彩页 B 基卒传动示意图。1. 3 力矩行程限制器力矩行程限制器是一个标
8、准单元，但它在结构上与减速器机壳是一人整体。它由力矩限制机构、行程控制机构、位置传感器及接线端子等组成。1. 31 力矩限制机构：力矩限帛机构比较独特，见图 1。它借助于行星内齿轮在传递力力矩时产生的随力矩大小的偏转，以拨动装在齿轮外圆的摆杆，摆 杆两侧各装有一个压缩测力弹簧作为正、反转向力矩的传感元件，当输出力矩超过限制力矩时，内齿轮的偏转使摆杆触力矩限制的微动开关动作，切断控制电路电机停转。调整力矩限制弹簧的压缩量即可调整力矩的限定值。1. 32 行程控制机构：行程控制机构借助于两个凸齿轮板（如果需要也可以用四个）分别作用于正、反转向的微动开关来控制执行机构的行程。凸轮板装在一个凸轮机构中
9、，由一套减。行程调整极为方便，只需用改锥先向下按后再转动，使凸轮转到所需限位位置即可。1. 33 位置传感：是采用高精度、长寿命非接触式位置传感元件。它通过电流变换器将执行机构输出轴变化值变为电流信号。电流变换器上有 0及 100两个微型多圈电位器，可以分别精确地调整执行机构起始位置电流值（4mA）和终点位置（20mA）值。分立式比例调节型、远控型、开关型的电动执行机构的以馈电流及位置指示用的电流及位置指示用的电流信号都是通过独立安装的电流变换器提供。整体式比例调节型的电动执行机构位置指示信号是由执行器上的非接触传感器随减速器转角变化值，送入位置定位器的比较大电路，并由它送出一个420mADC
10、,用于指示。1. 4 开关控制箱开关控制箱是一个独立的箱体，但是在结构上，它是通过连接螺套与减速器在一起，该箱由继电器、交流接触器主上面 1.31 所述的力矩制微动开关（S3、S4）组成保护电路。当执行机构过力矩时，可立即使电机在运转这一方向上断电，从而保护传动机构。该电路有记意功能，将过力矩保护状态始终保持，直到故障排除。执行机构行程控制也是通过前述 1.3.2 的行程微动开关（S1、S2）控制该箱内的交流接触器（K1、K2） ，达到控制执行器行程的目的。电器原理见图 7A 及图 7B。开关控制箱内不装有单相电机分相电容，及 24V 直流电源。整体式比例调节型电动执行机构，此开关箱内的零部件
11、则改装为电子位置定位器。1. 5 手轮在故障状态和调试过程中，手动就地操作是必不可少的，而手动操作则可通过转动手轮来实现，操作时先确认断电后方能进行操作。带有离合器的执行器，手操时先将离合器分开，操作省力，操作完毕将离合器复位。1. 6 机械限位装置角行程机械限位是用安装在扇形蜗轮两侧所对应的箱体上的两个可调节的螺钉或在箱体中设有的固定挡块做机械限位。前中调节后者不可调。机械限位主要用天故障时和极限位置保护，以及防止手动操作时超 过极限位置。直行程在直线位移机构中设置机械限位装置。多转式电动执行机构无机械限位。2 位置定位器位置定位器实质上是一个接受调节单元或计算机送来的弱电信号开关量信号，并
12、可与位置反馈信号综合比较后进行放大输出的一种多功能大功率放大器，它与执行 器相联，以控制制执行机构按要求准确定位。位置定位器主要由比较电路、逻辑保护，放大驱动及功率放大电路组成。2. 1 电子式位置定位器是装在执行机构上的构成调节型整体式电动执行机构其原理方框图见图 33. 2 独立安装的位置定位器：做为独立单元与执行器分别安装。其原理使用说明书见单行本。其原理广框图见图 4五电动执行机构原理电动执行构基本接线图见本说明书 27 页，图 38，不同的调节方式电气原理及接线图均不相同。1. 比例调节型电动执行机构是以用两相交流伺服电动机（谷称单相）或三相交流电动机为驱动装置发送器反馈回来的信号进
13、行比较放大，输出足够大的功率使用电机旋转带动减速器直到信号偏差小于死区止。此时执行机构的输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上，其原理框图 5A 和图 5-B.图 5A 整体比例调节型电动执行机构原理框图 图 5B 分立式比例调节型电动执行机构原理框图分立式比例调节型电动执行机构实际上就是由远控型执行机构配上一个单独安装的位置定位器两部分组成的。整体电子式比例调节型电动执行机构是位置定位器安装在执行器上，形成一个整体。2. 远控型电动执行机构是通过手动开关控制执行机构转角位置（或直线位移）的执行机构。它是由减 速器，电机开关控制箱、力矩行程限制机构，位置发送器构成。其转角位置可通过手动开关控制
14、到任意位置。原理框图见下图 6二位式电动执行机构也属于远控 型 执行机构原理基本上与上述远控型相同，仅仅是开关控制箱内的电路与远控型略有不同。当按动手动按钮开关时，执行机构所停位置只胡阀开和阀关两个极限位置（执行机构不能停在中间任意位置上，除非紧急按停） 。远控式电动执行机构电原理图 7A。图 7B)。单个远控式电动执行机构的原理是：当执行机构与电源接通后交流接触后交流接触器 K1 与 K2 即通电，触点 K1_1,与 K21，则自行接通。当端子 20 与 15 接通时则电机旋转带动减速器运转、凸轮随之转动，超行程时 S1 断开，K1 失电释放使 K1 -1，断开电机停转。转动过程发生过力矩时
15、的瞬间 S3 接通，继电器 K3 吸合则使 K32 由常开变为吸合 K3 被销定，同时与 K1 线圈相串联的 K31 常闭触点断开，则 K1 交流接触器失电不能继续接通，电机不能再转动。此时 K3-3 吸合过力矩报警。这时既使 20 与 15 接通电机也不会转动。只有端子 15 与 20 之间断电（即外接按钮开关不再按或反向接通即 16 与 20之间接通）K3 失电后 K32 断开才解销，此时 K3-1 接通 K1 通电才恢复控制功能。当 20 与 16 接通时工作过程与上述原理一样。减速器的转动通过凸轮带动非换触式传感器，电流变换器输出发生变化以此做为远控批示。图 7B 为配有三相电机的远控
16、型电动执行机构电原理图。当端子 15 与 20 接通时，交流接触器 K1 动作，电动机带动减 速运转，凸轮随之转动，超行程时，S1 断开，K1 释放，电动机停转。转动过程发生过力矩时，S3接通，继电器 K3 动作，与 K3 并联的常开触点吸合，K3 被锁定，与 K1 线圈相串联的 K3 常闭触点断开，K1 不能继续接通。此时过力矩报警，只有当端子 16 与 20 接通时，接触器 K2 动作，电动机作反向旋转，与 K3 线圈串联的 K2 的常闭触、触点断开，使 K3 释放，解锁，这是 K1 恢复控制功能。当端子 16 与 20 接通时，工作过程与上述相反。减速器的转动通过凸轮带动电流变换器的输出发生变化，以此人远控指示。远控式电动执行机构如果配接操作器，接线图图 8 示。注执行器为单相电机时只接单相电源 20（U）19(N)两个端子。二位式执行机构电原理图见图 9A:图 9B 线路
