试验5：电动执行器

1、控制仪表与装置实验指导书电动执行器实验五、电动执行器一、实验目的了解电动执行器的用途。了解电动执行器的内部结构和工作原理。测试电动执行器的输入输出特性及主要性能。二、实验设备.电动执行器1台：ZAZP型，是直线位移电动执行机构与直通单座调节阀的组合体。.电流信号发生器1台：产生420mA DC信号，作为电动执行器的输入信号。三、电动执行器的工作原理执行器在单元组合仪表中属于执行单元类仪表，是自动控制系统的终端控制元件之 一。执行器接受调节器的输出信号，控制调节阀的开度改变被控变量，使被控参数符合 预期的控制要求。执行器的组成：由执行结构和调节机构两部分组成。执行机构是产生推动力或位移 （角位移

2、或线位移）的装置；调节机构是直接改变能量或物料输送量的装置，通常指调 节阀。执行器的分类：按其使用的能源分类，分为气动、电动和液动三大类。电动执行器 与气动执行器的主要区别在于执行机构不同。电动执行器：电动执行器由电动执行机构和调节机构组成。电动执行机构又由控制 器和执行机构构成，控制器内一般含有司服放大器，是电动执行机构的核心。电动执行 机构将输入的直流电流信号或直流电压信号线性地转换成直线位移量或角度位移量输 出，推动调节机构（调节阀）动作。直线位移或角度位移的电动执行机构都是以两相交控制仪表与装置实验指导书电动执行器流电机为动力的位置司服机构，两者电气原理完全相同，只是减速器不同。实验用

3、电动执行器的原理框图如图1所示电动执行机构调节机构调节阀图1:电动执行器原理框图电动执行器的两种作用方式：电开、电关。电开是指随着电信号增大，阀门的开度 增大；电关是指随着电信号增大，阀门的开度减小。执行器的两种作用方式由执行机构 的正反动作形式和调节阀的正反装形式组合决定。执行机构的正反动作可以通过相应开 关设定。本实验中的电动执行器 已设定为电开作用方式。电动执行器的断信号状态：全开、全关、保持三种。断信号状态是指输入信号开路 时，调节阀所处的状态，它的选择是从保证设备和工作人员的安全角度考虑的。可以通 过执行机构的相应开关设定。本实验中的电动执行器 已设定为断信号（输入信号断开） 时调节

4、阀处于全关状态。控制仪表与装置实验指导书电动执行器四、电动执行器的主要技术参数.控制（输入）信号有 010mA DC、02V DC; 420mA DC、1 5V DC。010mA DC、02V DC 是电动II型表的标准信号；420mA DC、15V DC是电动III型表的标准信号。选择 电流输入还是电压输入，一般可以通过执行机构的相应开关进行设定。本实验采用420mA的电流输入信号（电动III型执行器），不可随意改变。.最大行程对于直线位移的电动执行器，最大行程是指输入信号从最小值变到最大值时执行机 构输出轴的最大直线位移量，与调节阀阀芯的最大直线位移量有关，两者必须一致。一 般有10、16

5、、25、40、60、100mm等规格。本实验中的执行机构的最大行程为 16mm。.基本误差理论上执行机构输出轴的位移量与输入信号成线性关系，在执行器上有刻度尺指示 输出轴的位移量，也就是阀杆的位移量（调节阀的阀杆与执行器的输出轴连接），反映了调节阀的开度。事实上误差总是存在的，基本误差是指在输入信号全范围变化时，输 出轴位移量的最大误差，一般用引用误差表示，即最大绝对误差（mm）与最大行程之比的百分数。.回差回差是指在正反行程时，同一输入信号下执行机构输出轴位移量之差，一般用引用 误差表示，即最大绝对回差（mm）与最大行程之比的百分数。.灵敏度（死区）灵敏度反映执行器对输入信号的灵敏程度，也就

6、是执行机构输出轴可见变化的最小控制仪表与装置实验指导书电动执行器输入信号变化量，一般用用引用误差表示，即输出轴可见变化的最小输入信号变化量与输入量程(16mA)之比的百分数。.其它调节阀的公称通经DN、额定流量系数Kv、公称压力PN、流量特性等。这些均是调 节阀的相关参数。五、实验内容.观看电动执行器的内部结构，集中演示电动执行器的动作过程打开一台电动执行器，了解执行器的组成及执行机构与调节机构的内部结构，通电 演示执行器的动作过程。.实验接线实验接线按图2所示。220 AC图2:实验接线图.实验数据采集.开行程实验执行器的输入电流从小于4mA的某一值，逐渐增加电流到达各实验点，从行程标尺上读

7、取位置L (mm),并记录于数据记录表。控制仪表与装置实验指导书电动执行器.降行程实验执行器的输入电流从大于20mA的某一值，逐渐增加电流到达各实验点，从行程标尺上读取位位置L (mm),并记录于数据记录表。.重复.重复.步骤，共升降4次采集记录数据，并记录于数据记录表。.灵敏度测试将输入电流调至12.000mA ,在此基础上改变输入电流，测量输出轴可见变化的最小输入变化电流，并记录于数据记录表。六、实验数据与处理.实验数据记录表序 号I i (mA)L理 (mm)升行程降行程绝对误差(mm)绝对回差(mm)L(mm)L1平军(mm)Lz(mm)L1平军(mm)14.0000.028.0004

8、.0312.0008.0416.00012.0控制仪表与装置实验指导书电动执行器518.00016.0输出轴可见变化的最小输入变化电流Ii:为电动执行器的输入电流，电流信号发生器的显示值。L理：为理论上的行程值；Li:为开行程时的实际行程值；L2：为降行程时的实际行程值；绝对误差（mm）:行程的平均值与理论值之差，每一实验序号中取绝对直最大者;绝对回差（mm）:每一实验序号中降行程平均值与开行程平均值之差。.实验数据处理（1）,计算该电动执行器的基本误差（用引用误差表示）。.计算该电动执行器的最大回差（用引用误差表示）。（3）,计算该电动执行器的灵敏度（用引用误差表示）。七、注意事项1.信号发生器输出电流不能短路。2,从行程标尺上读取行程值，要估读到小数点后面一位。八、问题与思考1.开行程实验时为了能采集到输入 4.000mA的数据，要从小于4mA的某一值增加到控制仪表与装置实验指导书电动执行器4.000mA，该值不能太小（建议3.000mA兀降行程实验时为了能采集到输入 20.000mA的数