电液执行机构原理

简述电液执行机构的工作原理
电液执行机构是一种将电能转化为液压能，并利用液压能来实现机械运动的装置。

它主要由电动机、泵、液压缸、控制阀等组成。

工作原理如下：首先，电动机带动泵运转，泵将液体从油箱中抽吸出来，通过油管输送到液压缸中；其次，液体进入液压缸后，通过控制阀调节液体的进出，从而改变液压缸内的压力和流量；最后，液压缸内的液压油压力增大，推动活塞运动，从而实现对被控对象的力、速度和位置的控制。

在电液执行机构中，控制阀起着关键作用。

通过改变控制阀的电信号或机械操作，可以实现对液压油流入流出的控制。

常见的控制阀有单向阀、比例阀、溢流阀等。

这些控制阀根据不同的功能和作用，能够实现不同的运动要求。

电液执行机构的优点在于具有较大的力矩和输出力量，能够实现高速运动和较长行程，且可靠性高。

此外，电液执行机构还能够通过改变控制阀的输入信号来实现对输出力量的调节，具有良好的可调性。

然而，电液执行机构也存在一些缺点。

首先，由于液体的不可压缩性，液压系统的刚度较小，容易产生弹性变形。

其次，液压系统需要液压油进行润滑和散热，因此需要较大的体积和额外的冷却装置。

此外，
液压系统还存在泄漏和污染的问题，需要定期维护和清洁。

总之，电液执行机构通过将电能转化为液压能，实现对机械运动的控制。

它在机械工程、航空航天、工业自动化等领域有着广泛的应用，能够实现复杂的运动要求，并具有较大的输出力量和可调性。

电动执行机构原理一、电动执行机构概述执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。

主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。

按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。

由于用电做为动力有其它几类介质不可比拟的优势，因此电动型近年来发展最快，应用面较广。

电动型按不同标准又可分为：组合式结构、机电一体化结构，电器控制型、电子控制型、智能控制型（带HART、 FF协议），数字型、模拟型，手动接触调试型、红外线遥控调试型等。

它是伴随着人们对控制性能的要求和自动控制技术的发展而迅猛发展的。

•早期的工业领域，有许多的控制是手动和半自动的，在操作中人体直接接触工业设备的危险部位和危险介质（固、液、气三态的多种化学物质和辐射物质），极易造成对人的伤害，很不安全；•设备寿命短、易损坏、维修量大；•采用半自动特别是手动控制的控制效率很低、误差大，生产效率低下。

基于以上原因，执行机构逐渐产生并应用于工业和其它控制领域，减少和避免了人身伤害和设备损坏，极大的提高了控制精确度和效率，同时也极大提高了生产效率。

今年来随着电子元器件技术、计算机技术和控制理论的飞速发展，国内外的执行机构都已跨入智能控制的时代。

ROTORKLIMITORQUE、天津二通二、工作原理及结构（一）电动执行机构目前，电动执行机构主要有：罗托克（ROTORK）、西博斯（SIPOS‐SIEMENS Positioner的缩写）、瑞基(RAGA)、奥马（AUMA）、ABB、上仪ROTORK、利米托克（L IMITORQUE ）等各种电动执行机构。

电动执行机构由伺服放大器和执行机构二个结构上相互独立的整体构成。

执行机构为现场就地安装式结构，在减速器箱体上装有交流伺服电机和位置发送器。

电液执行器的原理与应用执行器作为一种动力装置，综合了气动、液压、控制、机电、计算机、通信等技术，可以快速、稳定地对被控对象的位置进行精确控制，不仅应用于各种阀门的驱动、控制中，而且现已广泛应用在电力、水利、冶金、造纸、航天、管线、石化、工业装备、食品加工等领域众多需要动力驱动的部位。

按所用驱动能源形式划分，执行器可分为气动执行器、电动执行器和电液执行器。

电液执行器将控制模块和液压动力模块集成一体，分为直行程、角行程两种。

控制模块发出指令到智能可控电动机或伺服阀，控制液压动力模块以线性位移（或角位移）输出力（或力矩），驱动被控对象，并通过位移反馈完成调节过程，实现各种功能控制。

目前市场上使用最多的电液执行器一般可分为两种：一种是伺服阀控制式电液执行器，即传统的电液伺服执行器，通常采用开式循环液压系统，通过控制伺服阀调节液压油流动方向及流量大小，实现对被控对象的调节，如德国的Reineke电液执行器；另一种是电动机控制式电液执行器，采用闭式循环液压系统，通过调节步进电动机或伺服电动机的转向和转速来控制双向泵压力油输出方向和流量，对被控对象进行精确调控，如韩国RPM、美国REXA 等电液执行器。

1 电液执行器与气动及电动执行器的比较气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。

采用气体做动力介质，最大的优点是安全性高，对使用环境要求低，可应用于易燃易爆的工作场合。

但由于气体的可压缩性，刚度相对较低的气动执行器响应较慢，分辨率欠佳，控制精度低，抗偏差能力较差，应用在动态力或摩擦较大情况下时，极易引起设备的不良振动。

且其能-重比差，功率密度低，较大驱动力的气动执行器极其复杂、笨重而昂贵。

虽然在高精度控制方面不足，但由于气动执行器安全，易于操作、维护，初始投资省，有较高性价比，在化工、航天等领域应用广泛。

电动执行器又称电动执行机构，使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆输出直线或旋转运动。

电液执行器（紧凑型一体化）型号：RKA内容内容 1 1总则 21.1应用 21.2代码和标准 2 2设计 22.1 技术特征 32.2推力 42.3力矩 42.4结构 52.5尺寸 52.6选择因素 6 3工作原理73.1直行程执行器73.2角行程执行器83.3液压流程图举例93.3.1马达断电保护93.3.2输入信号失效保护93.4控制元件113.4.1电气输入信号113.4.2防护等级113.5马达11 4运行方向代码124.1直行程执行器（控制阀）124.2角行程执行器（蝶阀）124.3蓄能器释放动作方向134.4电源故障或输入信号失效动作方向134.5开-关操作动作方向13 5液压油推荐145.1用油推荐/油温范围15 6代码名称16 7液压流程图17 8电液执行器选型表181 总则Reineke电液执行器“RKA”，是本公司著名的带有“Reineke机械伺服阀”控制的紧凑型一体化液压执行器系列的最新产品。

1.1应用RKA系列电液执行器是用来控制阀门、蝶阀和其它控制元件的装置，包括用于直行程控制阀的直行程执行器和大蝶阀的角行程执行器。

它接受统一的标准直流电流信号，气动控制信号和脉冲信号，将其转换成与输入信号相对应的直线或转角位移，自动地调节阀门、风门、挡板的开度，完成工业过程的自动调节任务。

这些高质量的液压执行器满足特定的动态要求，推力/力矩和失电或失信号保护动作等要求。

典型用户为电站、冶金、焦化、石油化工、管道、矿井和环境工业等。

其坚固耐用的结构可保证四十年以上无故障运行，不仅可用于高温、腐蚀性的环境，还可在离岸、极地、热带和沙漠等区域工作。

1.2代码和标准RKA系列执行器满足所有的国际标准，诸如气候和防爆（DIN，ATEX）以及地震测试等。

2 设计Reineke公司的RKA电动液压执行器是一体化的形式。

所有有关的部件如马达-泵单元，活塞，伺服或比例控制阀，机械反馈，过滤器，止回阀，溢流阀，压力表，液位和温度报警传感器都安装在容器内部和阀帽上。

电液伺服系统工作原理
电液伺服系统是一种通过电气信号控制液压执行机构的系统。

它利用电液转换装置将电能转换为液压能，并通过液压传动将能量传递到执行机构上，从而实现机械装置的运动控制。

电液伺服系统具有快速、准确、可靠的特点，在工业自动化控制领域得到广泛应用。

电液伺服系统的工作原理主要包括信号处理、电液转换、液压传动和执行机构四个部分。

信号处理部分将控制信号转换为电压或电流信号，经过调节后送至电液转换部分。

电液转换部分由电液转换器和液压放大器组成，其主要功能是将电信号转换为液压信号，并放大转换后的液压信号，以便驱动液压执行机构。

液压传动部分是电液伺服系统的核心部分，通过液压传动装置将液压能量传递到执行机构上。

液压传动装置通常由液压泵、液压阀、液压缸等组成。

液压泵负责产生压力油液，液压阀用于控制液压油液的流动方向和流量，液压缸则是执行机构的核心部件，它根据液压信号产生的压力油液推动活塞运动，从而实现机械装置的运动控制。

执行机构接收液压信号并进行相应的动作。

执行机构通常由液压马达、液压缸或液压伺服阀等组成，它们根据液压信号产生的力或位移来控制机械装置的运动。

总的来说，电液伺服系统的工作原理是通过将控制信号转换为液压信号，并通过液压传动装置将液压能量传递到执行机构上，从而实现对机械装置的运动控制。

这种系统具有快速、准确、可靠的特点，广泛应用于工业自动化控制领域。

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。

电动调节阀电液执行机构的输入信号是电信号，输出执行元件的动力源采用液压油，因此，特别适用于大推力、大行程和高精度控制的应用场合。

在大型电站，为获得大推力，在主蒸汽门等控制系统中常采用电液执行机构。

电液执行机构与电动执行机构比较，由于采用液压机构，因此具有更大的推力或推力矩。

但液压系统需要更复杂的油压管路和油路系统的控制，例如对液压油温度、压力等的控制，还需要补充油和油的循环。

与气动活塞执行机构比较，电液执行机构采用液压缸代替气缸，由于液压油具有不可压缩性，因此，响应速度可达lOOmm／s，比气动活塞式执行机构快，行程的定位精确，控制精度高(可达0．5级)，它的行程可很长(可达lm)，输出推力矩大(可达60000Nm)，输出推力大(可达25000N)。

电液执行机构将输入的标准电流信号转换为电动机的机械能，气动调节阀以液压油为工作介质，通过动力元件(例如液压泵)将电动机的机械能转换为液压油的压力能，并经管道和控制元件，借助执行元件使液压能转化为机械能，驱动阀杆完成直线或回转角度的运动。

因此，它具有电动执行机构的快速响应性和活塞式执行机构的推力大等优点。

但因使用液压油，带来油路系统的泄漏等问题基本的液压传动系统由方向控制回路、压力控制回路和流量控制回路等组成。

方向控制回路可采用换向阀、单向阀等；压力控制回路可采用压力继电器、减压阀等；流量控制回路可采用节流阀、调速阀等。

此外，还需要一些辅助控制回路，例如平衡控制回路、卸压控制回路、增压和增速控制回路等。

为保证电液执行机构的正常运转，通常采用两套液压传动油系统，其中一套系统工作，另一套系统备用。

蒸汽调节阀与电动执行机构类似，电液执行机构也采用位置反馈装置组成反馈控制系统。

它提高了整个系统的控制精度，改善了系统的动态特性。

但由于价格昂贵，管路系统复杂，只有在需要大推力和推力矩的应用场合才被采用。

其特点如下。

1.相同输出功率条件下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小，响应快。

国内市场主流电液执行机构介绍鞍山远航摘要：本文就截止至2013年8月，笔者所了解的国内市场上的各品牌电液式执行机构做以简单介绍。

说明：笔者的专业是工业自动化仪表，从事本专业工作近20年，本文内容仅代表一个专业技术人员的个人观点，无意褒贬任何企业或产品。

1.概述：最近几年，由于液压技术、计算机技术、电子技术和控制技术的发展，传统液压站式分体的电控液压系统已经落伍，取而代之的是一体化的电液式执行机构（下文中均简称电液）。

这种一体化的电液将传统的液压、传动和控制部分集中为一体，体积大幅减小的同时，又很好地解决了防护与防爆的问题，不仅使得安装、操作和维护都变得更加方便，故障率明显降低，也使其能够适用于流程工业的大多数工况。

在要求大扭矩操作、高品质控制和快速运转的工艺场合，以呈现出替代电动执行机构和气动执行机构的趋势。

2.历史：最早进入国内市场，也是笔者最早听说的电液品牌是美国瑞克萨（REXA），据说是由无锡工装引进，但作为探路者，瑞克萨付出了巨大代价，终因漏油问题一直不能很好解决，而没能在国内占有足够大的市场份额。

2010年初，德国莱纳克（Reineke）和韩国阿匹玛（RPM）的电液在国内强势出场，笔者也有幸与两个品牌深入合作，一直到莱纳克重新定位于高端市场，阿匹玛则因为总代理另起炉灶而淡出。

2011年笔者在鞍山工装看到了日本工装（KOSO）电液样机，但当时还没有系列化，也没有防爆产品。

到2012年，鞍山工装利用其3610系列电子式电动执行机构在国内成熟的销售渠道，将其电液迅速推广。

应业主要求，笔者也与工装进行了多次合作。

韩国世专（VALMAC）于2012年在很短的时间内推出全系列电液产品，这得益于其研发团队正是来自于慢慢淡出市场的韩国阿匹玛（RPM）。

这个团队在总结了阿匹玛产品2年的现场应用中发现的问题，进行了全面的改进升级，之后重返国内市场，参与角逐。

3.对比：笔者未曾与美国瑞克萨（REXA）进行过任何方式合作，对其性能没有掌握第一手资料，因此，本文不对该品牌深入介绍。

电动执行机构电气控制原理一、电动执行机构概述:执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备)中的执行设备。

主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业.按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类；按运动形式可分为直行程、角行程、回转型（多转式）等几类。

电动阀门的驱动装置，用以控制阀门的开启和关闭。

它可以准确地控制指令动作，是对阀门实现远控、集控和自动控制的必不可少的驱动装置。

安化公司多使用的是DZW 型阀门电动装置，具有防尘、防水、防腐性能.二、技术条件和性能参数1、技术条件环境温度：-20℃～60℃相对温度：不大于95％（25℃时)工作环境：无易燃易爆和强腐蚀介质防护等级：IP55，IP65（特殊订货）电源： 380V 50Hz（特殊要求可在订货时提出）三、结构阀门电动装置由六个部分组成，即电机、减速器、控制机构、手—电动切换1机构、手轮部件及电气部分，其传动原理见图一。

1、电动机：采用YDF2-W户外型三相异步电动机，该电机为短时工作制,额定持续工作时间为10 分钟.2、减速器：由一对正齿轮和蜗轮付组成,电动机的动力经减速器传速给输出轴。

图一传动原理图1、电机2、3 正齿轮4、蜗杆5、蜗轮6、输出轴7、8 伞齿轮9、行程控制机构10、中间齿轮11、可调式开度指示器12、蜗杆上环槽 13、曲拐 14、转矩控制机构15、碟簧组3、控制机构:由转矩控制机构、行程控制机构及可调式开度指示器组成,用以控制阀门的开启和关闭及阀位指示。

（1）转矩控制机构（图二)：由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、支板和微动开关组成。

当输出轴受到一定的阻转矩后，蜗杆除旋转外，还产生轴向位移，带动曲拐旋转,同时使碰块也产生一角位移，从而压迫凸轮,使支板上抬。

当输出轴上的转矩增大到预定值时，则支板上抬直至微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装置输出转矩的控制.转矩控制机构(图二)（2）行程控制机构(图三）：由十进位齿轮组、顶杆、凸轮和微动开关组成，简称计数器。