直驱式阀门液动执行器的特性仿真

阀门执行器的工作原理1. 引言阀门执行器是一种常见的用于控制流体、气体或液体介质的设备，常见于工业生产、建筑管道和自动化控制系统中。

本文将深入探讨阀门执行器的工作原理，旨在帮助读者更好地理解和运用该设备。

2. 阀门执行器的分类阀门执行器根据其控制方式和工作原理可分为以下几类：电动执行器、气动执行器、液动执行器和手动执行器。

2.1 电动执行器电动执行器通过电动机驱动阀门的开闭操作。

其核心组件是电动机和减速机构，通过电动机的旋转运动将转动力转化为直线运动，并通过连杆和阀杆实现阀门的开闭。

此类执行器广泛应用于自动化程度较高的系统中。

2.2 气动执行器气动执行器使用压缩空气作为动力源，通过气动装置实现阀门的开闭控制。

当控制信号输入时，气动装置会对空气源进行调节，使得阀门执行机构发生相应的运动。

气动执行器具有操作速度快、可靠性高的特点，被广泛应用于工业自动化系统中。

2.3 液动执行器液动执行器与气动执行器的原理相似，唯一的区别在于其动力源是液体。

液动执行器通过液体的压力变化来实现阀门的开闭操作。

液动执行器适用于一些工作环境要求较高的场合，其操作精度和控制能力较强。

2.4 手动执行器手动执行器是一种简单的、体力驱动的阀门执行器。

其操作方式是通过手动操作来实现阀门的开闭控制。

手动执行器没有动力源，通常适用于一些较小的系统或安全控制方面的需求。

3. 阀门执行器的核心组件无论是什么类型的阀门执行器，其核心组件通常包括以下几个部分：电动机或气动装置、减速机构、连杆、阀杆和阀门本身。

3.1 电动机或气动装置电动执行器依靠电动机提供动力，气动执行器则需要气动装置作为动力源。

电动机通常采用交流电动机或直流电动机，其类型和功率取决于执行器的要求和应用场景。

气动装置则通常由空气压缩机、气动阀和气缸组成。

3.2 减速机构减速机构是将电动机或气动装置的旋转运动转化为阀门执行机构所需的直线运动的核心装置。

减速机构通常采用齿轮传动、蜗轮传动、滑移轮传动等形式，其目的是将动力传递到连杆上。

水阀执行器工作原理
水阀执行器的工作原理基于其接受控制信号并转换为机械运动来调节阀门的开度，进而控制流体的流量和压力。

根据控制方式和工作原理，水阀执行器主要分为以下几类：
1.电动执行器：这种类型的执行器接收电控制信号，通过电机驱动阀杆运动来改
变阀门的开度。

电动原水调节阀能够实现对流量和压力的精确控制，具有自动
化控制、精确调控、高可靠性和广泛应用范围的特点。

2.气动执行器：气动执行器使用气压力来驱动阀门启闭或进行调节。

它们通常配
备辅助装置如阀门定位器（用于改善执行器性能）和手轮机构（在控制系统失
效时手动操作）。

气动执行器的特点是扭矩大、空间占用小，并且具有良好的
安全防爆特性。

3.液动执行器：利用液压原理工作，通过液体传递的动力来驱动阀门。

4.手动执行器：需要人工直接操作来开启或关闭阀门。

5.此外，执行机构的基本类型包括部分回转、多回转及直行程驱动方式，可根据
需要控制的阀门类型选择相应的执行器。

综上所述，水阀执行器的选择依赖于特定的应用需求，包括所需的驱动力矩大小、阀门类型以及控制信号的种类。

执行器将控制信号转化为机械运动，以实现对流体流动的精确控制，从而在各种工业和过程控制应用中发挥关键作用。

直驱式电静液作动器设计与性能研究直驱式电静液作动器是一种将电液效应与电磁效应结合的一种新型作动器。

它不仅能够通过电磁力控制作动器的运动，还能通过液压力控制作动器的运动。

本文将围绕直驱式电静液作动器的设计与性能展开研究。

首先，我们需要对直驱式电静液作动器进行设计。

在设计过程中，我们需要考虑作动器的结构和控制系统。

作动器的结构包括电磁线圈、活塞、弹簧等部分。

控制系统包括电源、传感器、液压泵等部分。

通过合理地设计作动器的结构和控制系统，可以提高作动器的性能。

其次，我们需要对直驱式电静液作动器的性能进行研究。

作动器的性能包括承载能力、稳定性、响应速度等方面。

承载能力是指作动器在承受外部负载时的能力。

稳定性是指作动器在运动过程中保持稳定的能力。

响应速度是指作动器对输入信号的响应速度。

为了研究作动器的性能，我们可以通过实验的方式进行。

在实验中，我们需要测量作动器的承载能力、稳定性和响应速度。

通过对实验数据的分析，可以得到作动器的性能参数。

通过进一步的研究，还可以优化作动器的设计，提高作动器的性能。

最后，我们需要对直驱式电静液作动器的应用进行探讨。

直驱式电静液作动器可以广泛应用于机械制造、航空航天、自动化控制等领域。

作动器的设计与性能对于其应用起着至关重要的作用。

通过研究作动器的设计与性能，可以推动直驱式电静液作动器在各个领域的应用。

总之，直驱式电静液作动器是一种结合了电液效应和电磁效应的作动器。

通过对作动器的设计与性能进行研究，可以提高作动器的性能，并推动其在各个领域的应用。

希望本文的研究能够为直驱式电静液作动器的进一步发展和应用提供一定的参考价值综上所述，直驱式电静液作动器是一种具有广泛应用前景的作动器。

通过结构和控制系统的优化，可以提高作动器的性能，并满足不同领域的需求。

研究作动器的性能参数可以为作动器的设计和应用提供指导。

直驱式电静液作动器在机械制造、航空航天和自动化控制等领域具有广阔的应用前景。

希望本文的研究可以为直驱式电静液作动器的进一步发展和应用提供参考和借鉴。

实验二电动调节阀的流量特性测试实验任何一个最简单的控制系统也必须由检测环节、调节单元及执行单元组成。

执行单元的作用就是根据调节器的输出，直接控制被控变量所对应的某些物理量，例如液位、温度、压力和流量等参数，从而实现对被控对象的控制目的。

因此，完全可以说执行单元是用来代替人的操作的，是工业自动化的“手脚”。

电动调节阀是本实验装置的执行单元之一。

一．电动调节阀工作原理执行器按照使用能源的种类，可分为气动、液动和电动三种，本装置采用的是智能型单座调节阀。

顾名思义它是由电动执行器进行操作的，它接受调节器的输出电流4～20mA信号，并转换为相应的输出轴直线位移，去控制调节机构以实现自动调节。

电动调节器的优点则是能源采用方便，信号传输速度快，传输距离远等。

执行器由执行机构和调节机构两部分组成。

执行机构是执行器的推动装置，它可以按照调节器的输出信号量，产生相应的推力，以带动智能调节阀的主推动轴产生直线位移，主推动杆总位移为16mm，控制单座调节阀0～100%的开度连续变化。

而调节机构（调节阀）是执行器的调节装置，它受执行机构的操纵，可以改变调节阀阀芯与阀座间的流通面积，以达到最终调节被控介质的目的。

本执行器的结构如图1所示，电动执行器首先接受来自调节器的输出信号，以作为执行器的输入信号即执行器的动作依据；该输入信号送入信号转换单元，转换信号制式后与反馈的执行机构位置信号进行比较，其差值作为执行机构的输入，以确定执行机构的作用方向和大小；执行机构的输出结果再控制调节器的动作，以实现对被控介质的调节作用；其中执行机构的输出通过位置发生器可以产生其反馈控制所需要的位置信号。

图1 电动执行器的工作原理从上述描述和图1可知，电动调节阀执行机构的动作构成了负反馈控制回路，这是提高执行器调节精度、保证执行器工作稳定的重要手段。

为保证电动执行器输出与输入之间呈现严格的比例关系，必须采用比例负反馈构成闭环控制回路，图2为本套装置的电动执行器的工作原理示意图：图2 电动执行器原理图其中Ii表示输入电流，θ表示输出轴转角，两者存在如下关系：??K?Ii （1）1K是比例系数。

环球市场/理论探讨-106-一种适用于液动阀门的手自一体电控液动执行机构刘志刚江南阀门有限公司摘要：在一般工况企业中，阀门的驱动方式主要有手动(包括齿轮传动)、电动、气动和液动等，用户根据各自的条件选择不同的阀门驱动方式。

80年代初期，为适应选煤行业的恶劣工况及日益提高的自动化要求，研制了液动阀门驱动装置—电控液动执行机构。

该执行机构集机、电、液于一体，适用于驱动带介质压力启闭的阀门。

历经20余年的研究开发，经过大量的试验室试验和工业性试验，电控液动执行机构的技术已日趋成熟。

关键词：手自一体；电控液动；阀门；驱动装置随着船舶自动控制技术的发展，液动阀门越来越多的使用于船舶阀门控制技术中，手自一体的电控液动执行机构大大提高了船舶设备控制的自动化和船舶设备操作的人性化。

有效的解决了因液压动力源故障失效，可对液动阀门进行手动应急等问题。

1 手自一体电控液动执行机构的组成手自一体电控液动执行机构由手动与电控两部分组成。

通过手动换向阀与电磁换向阀并联布置，形成两个独立的回路。

在手动换向阀及电磁换向阀前后均有布置截止阀，方便维修，油缸进、出口处各装有一个可调的节流阀，可调节油缸的速度。

当有压力油源时，电机接受控制模块的功能指令，控制油缸的往复运动，以线性或者角位移输出扭矩来驱动阀门的启闭。

当失去压力油源后，可通过手动泵实现油缸的往复运动来驱动阀门的启闭。

2 手自一体电控液动执行机构的特点手自一体电控液动执行机构，结构简单、质量轻、体积小、传动平稳、功能齐全，可以获得很大的输出力矩、速度，调节方便、易于控制、控制精度高、控制系统具有总体价格便宜、维护容易、适用范围广等特点。

3 手自一体电控液动执行机构的设计及要求3.1 整体设计要求(1)明确手自一体电控液动执行机构的特性，使用条件，安全性和可靠性要求及其它特殊要求。

(2)对控制设计方案进行交流完善。

(3)对设备的布置，结构设计方案进行明确。

(4)手自一体电控液动执行机构是机、电、液一体化产品，每部分专业性都很强，为保证产品质量建议该产品应由控制系统专业设计制造商统一集成提供、产品中所采用的阀门信息应标注清晰。

液动执行器原理
液动执行器是一种利用液体动力传递力和运动的装置。

它使用液体作为工作介质，将输入的压力或流量转化为输出的线性或旋转运动。

液动执行器主要由以下几个部分组成：液压缸、活塞、活塞杆、密封件和阀门等。

液压缸是液动执行器的主体部分，通常由一个容器和一个可移动的活塞组成。

当液体进入液压缸时，压力会使活塞产生运动。

活塞与活塞杆相连，通过活塞杆将液压力转化为线性运动或旋转运动。

密封件的作用是防止液压缸内的液体泄漏。

常见的密封件有O 型圈、缸盖密封圈等。

这些密封件能有效地将液体封闭在液压缸内，确保液动执行器的正常工作。

阀门是控制液体流动的装置，常用的有单向阀、换向阀等。

通过改变阀门的位置或开关状态，可以改变液压系统中液体的流向和压力，从而控制液动执行器的运动。

液动执行器的工作原理可以简单描述为：当液体进入液压缸时，液体压力对活塞施加力，使活塞产生运动。

通过活塞杆将运动转化为所需的线性或旋转运动。

同时，通过阀门的控制，可以实现液压系统的自动化控制和远程操作。

总之，液动执行器利用液体的压力和流动特性，将输入的能量
转化为输出的运动能，广泛应用于工业自动化、航空航天、冶金、建筑等领域。

阀门执行机构分类阀门执行机构是工业自动化控制系统中的重要组成部分，它负责根据控制信号实现阀门的开启、关闭及调节等功能。

根据不同的工作原理和结构特点，阀门执行机构可以分为以下几类。

一、电动执行机构电动执行机构是通过电动机驱动实现阀门的开关和调节的装置。

它具有动作速度快、控制精度高、可靠性好等优点，广泛应用于各个行业的工业自动化控制系统中。

电动执行机构根据电动机驱动方式的不同，又可分为直接驱动型和间接驱动型。

直接驱动型电动执行机构是将电动机的输出轴直接与阀门连接，通过电动机的正反转来实现阀门的开启和关闭。

直接驱动型电动执行机构具有结构简单、动作迅速等特点，适用于小口径和中小流量的阀门。

间接驱动型电动执行机构是通过电动机的输出轴与阀门之间通过传动装置（如齿轮传动、链条传动等）相连接，通过传动装置的运动来实现阀门的开启和关闭。

间接驱动型电动执行机构具有扭矩大、结构紧凑等特点，适用于大口径和大流量的阀门。

二、气动执行机构气动执行机构是通过气压驱动实现阀门的开启、关闭和调节的装置。

它主要由气压执行器和气源组成，气压执行器根据工作原理的不同又可分为气缸式和膜片式。

气缸式气动执行机构是通过气压驱动活塞的运动来实现阀门的开启、关闭和调节。

气缸式气动执行机构具有动作速度快、控制精度高、承载能力强等特点，适用于各类阀门的控制。

膜片式气动执行机构是通过气压驱动膜片的运动来实现阀门的开启、关闭和调节。

膜片式气动执行机构具有结构简单、密封性好等特点，适用于一些对密封性要求较高的阀门。

三、液动执行机构液动执行机构是通过液压驱动实现阀门的开启、关闭和调节的装置。

它主要由液压执行器和液源组成，液压执行器根据工作原理的不同又可分为液压缸式和液压马达式。

液压缸式液动执行机构是通过液压驱动活塞的运动来实现阀门的开启、关闭和调节。

液压缸式液动执行机构具有承载能力大、结构紧凑等特点，适用于大口径和大流量的阀门。

液压马达式液动执行机构是通过液压驱动马达的运动来实现阀门的开启、关闭和调节。

几种阀门定位器工作原理的介绍阀门定位器是一种用于控制阀门开度的设备，可以将阀门位置准确控制在目标位置上。

常见的阀门定位器主要包括气动式、电动式和液压式，以下将分别介绍它们的工作原理。

1.气动式阀门定位器：气动式阀门定位器采用气源作为动力源来控制阀门的开闭。

其工作原理如下：-当操作员设定阀门的目标开度时，定位器内部的气动执行器会受到控制信号，使得气动执行器的活塞产生运动。

-活塞的运动将通过连杆转换成阀门的旋转或推移运动，以使阀门达到预设的开度。

-当阀门的开度达到指定值时，定位器会发送反馈信号给控制系统，以便进行进一步的控制或监测。

2.电动式阀门定位器：电动式阀门定位器通过电源供电来控制阀门的开闭。

其工作原理如下：-当操作员设定阀门的目标开度时，定位器内部的电动执行器会接收到控制信号，并将电能转换为机械运动。

-电动执行器的运动将通过传动装置传递给阀门，从而使阀门达到预设的开度。

-当阀门的开度达到指定值时，定位器会发送反馈信号给控制系统，并停止电动执行器的运动。

3.液压式阀门定位器：液压式阀门定位器将液体作为动力源，以实现对阀门开度的控制。

其工作原理如下：-当操作员设定阀门的目标开度时，定位器中的液动执行器会受到控制信号，使得液动执行器的活塞产生运动。

-活塞的运动将通过液压传动装置传递给阀门，从而使阀门达到预设的开度。

-当阀门的开度达到指定值时，定位器会发送反馈信号给控制系统，并停止液动执行器的运动。

总结：阀门定位器的工作原理主要包括气动式、电动式和液压式三种。

气动式阀门定位器通过气源控制阀门的开合；电动式阀门定位器则通过电能驱动阀门运动；液压式阀门定位器则通过液压系统来实现阀门的控制。

不同类型的阀门定位器适用于不同的工况和应用场景，选择适合的阀门定位器对于阀门的安全操作和控制效果至关重要。

阀门所用执行器不外乎气动、电动、液动（电液动）这三种，其使用性能各有优劣，下面分述之。

二、气动执行机构：现今大多数工控场合所用执行器都是气动执行机构，因为用压缩空气做动力，相较之下，比电动和液动要经济实惠，且结构简单，易于掌握和维护。

由维护观点来看，气动执行机构比其它类型的执行机构易于操作和校定，在现场也可以很容易实现正反左右的互换。

它最大的优点是安全，当使用定位器时，对于易燃易爆环境是理想的，而电讯号如果不是防爆的或本质安全的则有潜在的因打火而引发火灾的危险。

所以，虽然现在电动调节阀应用范围越来越广，但是在化工领域，气动调节阀还是占据着绝对的优势。

气动执行机构的主要缺点就是：响应较慢，控制精度欠佳，抗偏离能力较差，这是因为气体的可压缩性，尤其是使用大的气动执行机构时，空气填满气缸和排空需要时间。

但这应该不成问题，因为许多工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及抗偏离能力。

三、电动执行机构：电动执行机构主要应用于动力厂或核动力厂，因为在高压水系统需要一个平滑、稳定和缓慢的过程。

电动执行机构的主要优点就是高度的稳定和用户可应用的恒定的推力，最大执行器产生的推力可高达225000kgf,能达到这么大推力的只有液动执行器，但液动执行器造价要比电动高很多。

电动执行器的抗偏离能力是很好的，输出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很好的克服介质的不平衡力，达到对工艺参数的准确控制，所以控制精度比气动执行器要高。

如果配用伺服放大器，可以很容易地实现正反作用的互换，也可以轻松设定断信号阀位状态（保持/全开/全关），而故障时，一定停留在原位，这是气动执行器所作不到，气动执行器必须借助于一套组合保护系统来实现保位。

电动执行机构的缺点主要有：结构较复杂，更容易发生故隙，且由于它的复杂性，对现场维护人员的技术要求就相对要高一些；电机运行要产生热，如果调节太频繁，容易造成电机过热，产生热保护，同时也会加大对减速齿轮的磨损；另外就是运行较慢，从调节器输出一个信号，到调节阀响应而运动到那个相应的位置，需要较长的时间，这是它不如气动、液动执行器的地方。

华能岳阳电厂EKS 液动执行机构一、概述EKS 执行器由英国ELERM 公司生产,全部用在锅炉的风.烟系统的调节部分.每台机组有24台EKS 执行器，全厂共2Χ24台,具体配置如下；磨组二次风挡扳；2Χ8台 （A .,左右侧布置.）磨组一次风挡扳; 2Χ4台磨组一次热风挡扳; 2Χ4台磨组一次冷风挡扳: 2Χ4台引风机出口导叶: 2Χ2台 A/B 侧布置一次风机出口导叶: 2Χ2台由于执行器所承担的任务不同,各执行器的性能参数也不尽相同,如下表.伸缩力Kg 动作速度mm/s 行程mm 工作压力Bar 马达电源引风机导叶 1240 31 300 90 380VA.C二次风挡扳 890 42.4 424 65 380VA.C一次风机导叶 755 31 300 65 380VA.C一次风挡扳 345 31 297 25 380VA.C热风挡扳 345 31 297 25 380VA.C冷风挡扳 140 31 297 10 380VA.C从上知,执行器全开或全关动作时间约10秒钟,如果动作达不到该要求,则要通过调节AP500内灵敏度(死区)来达到目的.总之,EKS 执行器最大优点是调节性能好,准确度高,不足之处在于工作环境恶劣,漏油,渗油现象较为普遍,机械卡涩也有发生,在开.停机时由于热胀冷缩表现得尤为明显.二、结构.主要拐臂,支承架,活塞保护套,活塞杆,LVDT 反馈杆,控制盘(内含限位开关LS1-LS6.全开2个,全关2个,中间2个).AP500控制器盒,端子盒,油泵,马达,380VA.C 接线盒,油箱(上面有油位计.泄油孔.注油孔)，过滤器,电磁阀2个,减压阀3个,手动切换装置,手动操作手柄,手动油泵,压力开关等组成.如图1和图2RV1 RV2图1 液动执行器正面图切换手柄 手动油泵图2 液动执行器侧面图三、工作原理.1、液压油路工作原理:两种工作方式;就地手动操作和AP500控制.A、AP500控制器控制时:EXT/RET 打在收缩方向(RET)则电磁阀A 带电,油从③回路进④ 回路出,EKS 执行器收缩,EXT/ERT 开关打在EXT 方向,则电磁阀B 带电油从④回路进③回路出,EKS 伸长.B 、就地手操:切换手柄放在手动控制伐的RETRACT 侧,油从①回路进②回路出,EKS 收缩,若切换手柄放在EXTREND 侧,则由油从②回路进①回路出,EKS 伸长.2、执行器电路工作原理:A 、合上380V A.C 开关柜上隔离开关在N-90系统发出 START PUMP ”信号(MCS:F8-F11的07→P →,油泵接触器线川PC 带电,其接点PC1和PC2均闭合,油泵马达运行,其中PC2起保持作用,使油泵接触川不掉电.图3B 、在CCR 上增加挡扳指令信号或在控制器内把EXT/RET 开关切至EXT 方向,则AP500内固态继电器SSR1导通,EXT 电磁阀SOL1带电,EKS 执行器伸长.在CCR 上减少挡扳指令或在AP500内把EXT/RET 开关切向RET 方向,则AP500内固态继电器SSR2导通,RET电磁伐带电EKS执行器收缩.C、收缩限位开关LS1和伸长限位开关LS2以及PS2压力开关的作用:执行器全开时,LS2才断开,此时断开相应的执行器伸长电路,使电磁阀SOL1不带电,避免电磁伐长期带电烧坏,并保证执行器不因过力矩而损坏,同理,执行器全关时,LS1才断开,断开相应的执行器收缩电路,使电磁阀SOL2不带电,防止电磁伐长期带电损坏和保证执行器不因过力矩而损坏. PS2设在伸长电路中,主要是油压来达到预设压力下断开电路,防止电磁伐带电而伐门(挡扳)却操不动。

汽车变速器直动式比例电磁阀的磁场仿真研究刘静发布时间：2021-08-18T09:07:57.564Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：刘静陈传灿[导读] 直动式比例电液控制阀又称为MDA电磁阀（Mini Direct-Acting Solenoid），是基于传统不可变式比例电磁阀优化改进的一种电液控制装置。

作为双离合变速器的重要控制元件，MDA电磁阀通过精密的液压控制，可以实现显著的节能减排效果。

而目前电磁阀的开发生产，集中于多家国际零部件供应商，我国对于这种产品的研究能力相对较为落后，因此对电磁阀的研究尤其具有实用价值。

同济大学汽车学院上海 201804摘要：直动式比例电液控制阀又称为MDA电磁阀（Mini Direct-Acting Solenoid），是基于传统不可变式比例电磁阀优化改进的一种电液控制装置。

作为双离合变速器的重要控制元件，MDA电磁阀通过精密的液压控制，可以实现显著的节能减排效果。

而目前电磁阀的开发生产，集中于多家国际零部件供应商，我国对于这种产品的研究能力相对较为落后，因此对电磁阀的研究尤其具有实用价值。

本文运用用Ansoft Maxwell 软件进行仿真，研究电磁阀的线圈匝数、隔磁槽位置以及动铁芯厚度等结构参数分别对静态电磁力特性和动态电流特性的影响，为此类电磁阀的设计与研究提供参考。

关键词：电液控制阀；电磁阀结构改善；麦克斯韦电磁引言本文研究与阐述了电磁阀的结构与工作机理，借助于ANSYS软件进行了电磁阀零件辅助建模，利用MAXWELL 软件对线圈匝数，动铁芯位移等进行仿真模拟。

并且将产品在台架上进行测试验证。

理论结合实际对于应用进行验证。

对于电磁阀研究与开发有着参考与借鉴的作用。

1 直动式比例电磁阀（MDA）的工作原理比例电磁阀基本控制逻辑即是：通过线圈两个端子输入控制电流，由于电磁感应原理，产生了感应电流。

感应电流产生的轴向电磁力推动电枢轴向运动。