執(zhí)行器作為一種動力裝置,綜合了氣動、液壓、控制、機電、計算機、通信等技術(shù),可以快速、穩(wěn)定地對被控對象的位置進行精確控制,不僅應(yīng)用于各種閥門的驅(qū)動、控制中,而且現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在電力、水利、冶金、造紙、航天、管線、石化、工業(yè)裝備、食品加工等領(lǐng)域眾多需要動力驅(qū)動的部位。
執(zhí)行器按所用驅(qū)動能源形式劃分,可分為氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器和電液執(zhí)行器。之前儀控君已經(jīng)為大家整理了氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器的相關(guān)知識,今天我們就來一起了解一下電液執(zhí)行器的相應(yīng)內(nèi)容吧!
電液執(zhí)行器的概念
電液執(zhí)行器將控制模塊和液壓動力模塊集成一體,分為直行程、角行程兩種??刂颇K發(fā)出指令到智能可控電動機或伺服閥,控制液壓動力模塊以線性位移(或角位移)輸出力(或力矩),驅(qū)動被控對象,并通過位移反饋完成調(diào)節(jié)過程,實現(xiàn)各種功能控制。
目前市場上使用較多的電液執(zhí)行器一般可分為兩種:一種是伺服閥控制式電液執(zhí)行器,即傳統(tǒng)的電液伺服執(zhí)行器,通常采用開式循環(huán)液壓系統(tǒng),通過控制伺服閥調(diào)節(jié)液壓油流動方向及流量大小,實現(xiàn)對被控對象的調(diào)節(jié),如德國的Reineke電液執(zhí)行器;另一種是電動機控制式電液執(zhí)行器,采用閉式循環(huán)液壓系統(tǒng),通過調(diào)節(jié)步進電動機或伺服電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速來控制雙向泵壓力油輸出方向和流量,對被控對象進行精確調(diào)控,如美國REXA等電液執(zhí)行器。
電液執(zhí)行機構(gòu)的組成
電液執(zhí)行機構(gòu)包含兩個主要部分,即執(zhí)行器(缸和電液動力組件)部分和控制箱部分。執(zhí)行機構(gòu)裝在驅(qū)動裝置上,控制箱遠程安裝。連接它們的是模塊電纜和反饋電纜??刂葡浒ㄎ恢每刂铺幚砥?、電源供應(yīng)、馬達驅(qū)動器、保險絲和電源濾波器以及接線端子。
在位置控制處理器的操作裝置中有自動、設(shè)定和本地三種操作模式。當執(zhí)行機構(gòu)處在自動模式時,它會根據(jù)控制信號,通過自動調(diào)節(jié)來達到目標位置。當執(zhí)行機構(gòu)處在現(xiàn)場本地模式時,可以通過手動方式來調(diào)節(jié)執(zhí)行器位置。當執(zhí)行機構(gòu)處在設(shè)定模式時,可以對執(zhí)行器進行校準,同時可設(shè)置其運行參數(shù),此運行參數(shù)控制執(zhí)行器的動態(tài)特性。
通過一個簡單的操作可以使位置控制處理器(PCP)進入“設(shè)置”模式,在這里,速度、行程、死區(qū)和控制信號可以通過三鍵區(qū)和顯示器設(shè)置。編程參數(shù)可以從永久存儲器中獲得。 PCP能夠?qū)?zhí)行器的各種故障進行診斷。
執(zhí)行器部分的核心是電液動力模塊,包括馬達、齒輪泵、流量匹配閥、貯油箱、加熱器、旁路電磁閥(彈簧失效單元特有)等。
流量匹配系統(tǒng)允許動力模塊以增量方式定位。馬達和泵只在執(zhí)行器需要動作時動作。不動時,鎖在原位。該系統(tǒng)完全能夠勝任調(diào)節(jié)任務(wù),而不受啟、?;蚍崔D(zhuǎn)的限制。
2.電動機控制式電液執(zhí)行器
市場上電動機控制式電液執(zhí)行器無論是液壓系統(tǒng)、控制方式還是工作過程都大同小異,均采用步進電動機或伺服電動機、高精度雙向齒輪泵、液壓缸、油箱、反饋組件等。所有組件均與外部獨立、封閉,高度集成,模塊化、小型化設(shè)計。
電液執(zhí)行器的應(yīng)用分析
高精度的電液伺服執(zhí)行器輸出推力大,全行程時間短,響應(yīng)快,控制精度高,無超調(diào),運行非常平穩(wěn),適合于高壓差、高黏度介質(zhì)等嚴酷工況條件。但其往往需要配套使用一個液壓站或者帶一套伺服控制系統(tǒng),體積龐大,對液壓油清潔度要求高,往往存在泄漏等問題,而且生產(chǎn)成本、使用成本(能耗和維護費用)高。因而僅在少數(shù)需要大驅(qū)動力或高精度連續(xù)調(diào)節(jié)控制的時候才使用。
和傳統(tǒng)電液伺服執(zhí)行器相比,電動機控制式電液執(zhí)行器,體積小、重量輕,安裝、使用方便,生產(chǎn)、使用成本低,只在需要調(diào)節(jié)時電動機和泵才會啟動。性能優(yōu)越,能達到電液伺服執(zhí)行器大多數(shù)指標。雖然電動機控制式電液執(zhí)行器有諸多優(yōu)點,但在大功率、大行程、大慣量、復雜的特性補償方面無法實現(xiàn),而傳統(tǒng)的電液伺服執(zhí)行器則有明顯的優(yōu)勢。
電液執(zhí)行機構(gòu)與氣動執(zhí)行機構(gòu)相比,執(zhí)行機構(gòu)綜合運用了電子、機械與液壓傳動技術(shù),具有調(diào)節(jié)精度高、輸出推力大、行程速度快、響應(yīng)靈敏、操作平穩(wěn)、無滯后、無振蕩、低噪聲和可靠性高等特點。截止目前,電液執(zhí)行機構(gòu)在石化行業(yè)總裝機量已達900余臺。由于用量大、使用部位關(guān)鍵,因而電液執(zhí)行機構(gòu)的正常運行、維護對于煉廠的正常運行至關(guān)重要。