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1、执行机构 讲义 一、执行机构的由来 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，所以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：组合式结构和机电一体化结构；电器控制型、电子控制型和智能控制型（带HART、FF协议）；数字型和模拟型；手动接触调试型和红外线遥控
2、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： 1． 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； 2． 设备寿命短、易损坏、维修量大； 3． 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
3、跨入智能控制的时代。 二、执行机构的英文名：ACTUATORS 三、执行机构的应用领域 执行机构主要应用在以下三大领域： 1． 发电厂 典型应用有： ①火电行业应用 送风机风门挡板 一次进风风门挡板 空气预热风门挡板 烟气再循环 旁路风门挡板 二次进风风门挡板 主风箱风门挡板 燃烧器调节杆 燃烧器摇摆驱动器 液压推杆驱动器 叶轮机调速 烟气调节阀 蒸气调节阀 球阀和蝶阀控制 滑动门 闸门 ②其它电力行业的阀门执行器应用 球阀 除尘控制喷水 叶轮机转速控制 控制大型液压阀 燃气控制阀 燃烧器点火启动 蒸气控制阀 冷凝水再循环, 脱氧机，锅炉给水，过热控制 器，
4、再加热恒温控制器，及其它相关阀门应用 2． 过程控制 用于化工、石化、模具、食品、医药、包装等行业的生产过程控制，按照既定的逻辑指令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、回转，利用系统检测出的温度、压力、流量、尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等实时参数对系统进行调整，从而实现间歇、连续和循环的加工过程的控制。 3． 工业自动化 用于较为广泛的航空、航天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材等方面，对各类自动化设备和系统的运动点（运动部件）进行各种形式的调节和控制。 过程控制和工业自动化方面的主要应用举例如下： ① 在硫矿生产中的应
5、用 注水流量控制 球阀和碟阀控制 ②碳酸钾管道阀门执行器的应用 滑动门 分流器 闸门 球阀和蝶阀 球型控制阀 ③水处理阀门执行器的应用 液流流量控制 调压阀压力控制 酸溶液流量控制 ④石灰石/水泥厂阀门执行器的应用 球或蝶阀控制 处理干水泥，石膏，或液体 送风和引风机 调节型风门挡板 旁路风门挡板 环境污染控制和除尘装置 滑动门 对在料斗和储藏库的原材料进行物流控制 闸门 控制原材料在进料口的流量 燃气控制阀 调节转炉上燃烧器进气量 蒸气控制阀 控制生产过程所需的蒸气 ⑤在谷物加工厂执行器的应用 闸门 分流阀 分配器 物料卸货器/加热器 除尘隔离挡板 气流控
6、制(物流干燥) 球阀和蝶阀控制 ⑥钢厂风门挡板和阀门执行器的应用 球或蝶阀控制 控制冷却水，废水，或其它冷却介质 调节型风门挡板 送风和引风机 旁路风门挡板 闸门 环境污染控制和除尘装置 滑动门 控制原材料在进料口的流量 对在料斗和储藏库的原材料进行物流控制 燃气控制阀 蒸气控制阀 调节转炉上燃烧器进气量 控制生产过程所需的蒸气 ⑦铝厂风门挡板和阀门执行器的应用 送风机风门挡板 一次进风风门挡板 空气预热风门挡板 烟气再循环 旁路风门挡板 二次进风风门挡板 主风箱风门挡板 燃烧器调节杆 燃烧器摇摆驱动器 液压推杆驱动器 叶轮机调速 烟气调节阀 蒸气调节阀 球阀和蝶阀控制 滑动门
7、 闸门 ⑧过程控制挡板的应用 空气补充 排风机旁路 热/冷风混和 应急关断 ⑨在石油工业中的应用 注油工艺流量控制 气举管路主阀门压力控制 注水工艺流量控制 油井油质采样试验 / 生产用阀门 ⑩在天然气生产和输送工业的应用 气举气流流量控制 气管路主阀门压力控制 压缩机喘振控制 天然气压力控制 天然气管路主阀门压力控制 应急关断 天然气调压器控制 压力控制 压缩机喘振控制 流量控制 四、现在国际上有那些知名公司 国外的执行机构出现较早，一直保持较大优势。西门子公司于1905年生产了世界上第一台电动执行机构。从20世纪90年代初期，国外一些生产电动执行机构的厂商，
8、又开发了新一代的产品占领市场。世界上比较知名的公司主要有以下一些： 1． 英国的罗托克（ROTORK） 从20世纪90年代初期，国外一些生产电动执行机构的厂商，就开发了新的产品占领市场。较早的是英国劳托克（ROTORK），于1995年推出了IQ型智能电动执行机构。IQ系列智能电动执行机构是英国劳托克（ROTORK）公司推出的较早一代智能型电动执行机构，它的执行机构基型是ROTORK多转电动执行机构，在此基础上，加上微处理器和外围芯片电路、软件实现智能控制。它采用红外线手操器来设置执行机构参数，所以能实现无需“开盖”调拭技术。它的限位机构通过霍尔传感器产生数字信号来设定，力矩保护通过测试
9、电机电流和磁场来获得。这种通过霍尔传感器产生数字信号来设定，力矩保护通过测定电机电流和磁场来获得。这种通过电子传感器取代常规的计数器传动机构及凸轮开关组件便于局部工况监视及安全保障并简化调试工作。 2． 美国的乔登（JORDAN） 美国乔登控制公司成立于1955年，从开始到现在一直专业生产电厂挡板电动执行机构，特别是在苛刻工况下（比如：环境温度高，安装位置受限制和不易维护，动作频繁等），乔登的产品一直是世界上大多数用户的首选，这是由于制造商近五十年的经验累积和先进的设计制造思想使然。在这个领域，特别是高调节频度（每小时执行机构能动作的次数达到2000次到4000次）的调节型应用方面，在
10、欧美市场占有率达到70％以上，唯一能和它竞争的是德国HARTMANN& BRAUN，但后者的价格是它的三倍以上。 乔登的主要优势在于高调节频度（2000-4000次/小时），一体化（电机、伺服放大器和传动机构），永久润滑免维护，任意位置角度安装，正齿轮和苏格兰轭传动机构等。目前国内的知名品牌（如：ROTORK,SIPOS,AUMA等）无一例外都采用分体设计，特别是减速箱的寿命是很短的。采用涡轮涡杆传动机构，磨损大，发热量高，传动效率低，寿命短，调节频度最高只能达到1200次/小时。而且要定期润滑维护和不能任意位置安装。 主要系列：SM、LA、MV、VA、EH、TA-1200、MC-11
11、00、SM/LA-3300 3． 德国的EMG 1883 德国AEG集团成立，1900年前后开始生产电动执行器。1946 AEG集团当时欧洲排名第二的电子设备集团（其电厂建设部欧洲排名第一）成立全资子公司EMG，负责电动执行机构业务.1976 EMG 开发出专利的偏心行星齿轮传动机构 并成功应用在其执行器上。1984 AEG集团电厂建设部出售给西门子公司，成为现在西门子的电力集团KWU。 EMG开始设立独立的全球销售网络。1992 在全球有十几万员工的AEG集团被戴姆勒-奔驰集团并购，成为戴姆勒工业部并被分拆。1996 EMG工业集团独立。2003年EMG集团公司在中国设立中国办事处，
12、开始开拓中国市场。 主要系列：德瑞摩DREHMO（Standard、Matic I、Matic C） 4． ABB 于1988年由分别成立于1883年和1891年的瑞典阿西亚公司和瑞士BBC公司合并成立，总部位于瑞士苏黎世。是电力和自动化技术领域的全球领先公司，ABB集团在全球100多个国家拥有上千家企业，员工139, 000人。 ABB与中国的往来可追溯到本世纪初：早在1907年，ABB就向中国政府提供了一套蒸汽锅炉。随着业务的不断发展，集团于1974年在香港创立了中国地区总部。1994年底把中国地区总部迁至北京。1995年，ABB公司在北京注册了独资的控股公司：阿西亚.布朗
13、 勃法瑞（中国）投资有限公司，负责中国地区的所有投资活动。目前，ABB中国在上海、广州、重庆、沈阳、武汉、青岛、南京、西安、成都、福州、哈尔滨、天津、大连、济南、杭州、昆明、南宁、深圳、郑州、长春、长沙和香港等地拥有23家销售机构，在北京、上海、广州、重庆、厦门、合肥、新会、中山、香港等地拥有27家合资/独资企业，员工人数达到6000多名。 主要系列：ONTRAC（MOE700、MME 800） Ontrac系列智能电动执行机构是ABB公司近年推出的智能电动执行机构产品。它的执行机构基型也是多转电动执行机构，它的智能控制器安装在执行机构内，有操作面板直接操作，LCD显示，通过菜单式操
14、作，设置执行机构参数。它采用霍尔传感器来获得位置信号。通过微处理器对电机转差S推算出力矩，并与用户设定的力矩超限值进行比较，一旦超限电机被迫停止运动，微处理器发出报警信号。这种电子式力矩保护方式，省去过程传统的弹簧、机械式开关，调试很方便。该执行机构还能进行变频调速控制及阀门特性修正。除传统控制信号4-20mA可选外，还提供PROFIBUS DP/V1，通讯接口。 5． 德国的哈特曼-布朗（HARTMAN&BRAUN） 主要系列：PME 120 6． 德国的奥马（AUMA） 7．德国的西门子（SIEMENS） 西门子公司是世界自动化行业的“老大”，SIPOS是SIEMENS
15、 Positioner的缩写。于一九零五年生产出世界上第一台电动执行机构，至今已有近百年的研究、开发、生产和销售电动执行机构的经验。SIPOS（西博思）为其电动执行机构的注册商标。 SIPOS已被广泛应用于全球各个工业生产领域。中国电厂的所有电动汽机旁路上使用的执行机构几乎全部为原装进口SIPOS。西门子公司还分别于1987年和1992年向中国的两家制造厂出售其SIPOS1系列和SIPOS 3系列的生产技术。西门子公司不断更新技术，相继淘汰了SIPOS 1和SIPOS 3，在全球范围内首次创造性地将先进而又成熟的电机变频控制技术应用于电动执行机构中，采用内置一体化变频器来控制执行机构的电机
16、并于一九九七年向市场推出面向新世纪的新一代SIPOS 5 系列电动执行机构。 SIPOS 5 于一九九七年底进入中国市场，因其结构简单、技术先进、性能可靠、可进行故障自诊断、智能化程度高且价格适中而备受市场青睐。在短短三年的时间内，中国的七十多家用户相继购买了三千余台，其质量、性能和高性能价格比得到了所有用户的一致赞赏和认同。 为适应市场需要，自一九九九年十月一日起，西门子公司电动执行机构部门从西门子公司庞大的机构中独立出来，以原有注册商标SIPOS为公司名，在德国成为具有独立法人地位的电动执行机构专业性公司：SIPOS AktorikGmbh（西博思电动执行机构有限公司）。西博思公
17、司的总部及生产厂位于德国的纽伦堡市，并已在全球主要国家和地区设有销售和服务机构。 自一九九九年十月一日起，西门子公司所有于电动执行机构有关的业务已全部转至西博思公司，且西门子公司不再生产电动执行机构。独立后的西博思公司仍以SIPOS作为其电动执行机构产品的注册商标，但不再属于西门子公司。西门子公司现在是西博思公司的主要用户之一，西博思公司继续想西门子公司提供产品和服务。 主要系列：SIPOS1、 SIPOS3 、SIPOS 5 Flash 8.法国的伯纳德 法国伯纳德股份有限公司是法中电力协会成员之一，成立于1946年，是世界知名的阀门电动执行器（SERVOMOTEUR）专业生
18、产厂商，其生产的核级阀门电动执行器符合国际标准。自1950年起，法国核电站开始采用该公司的产品。世界上有60多座核电站使用伯纳德的电动执行器。1996年该公司产品开始进入中国市场，为中国的大亚湾、岭澳、秦山、田湾等核电站提供过设备。目前，该公司年产35000多套控制设备，70%销往国外，广泛应用于核电、石油、天然气和水处理等领域。 主要系列：SERVOMOTEUR 9. 意大利的BIFFI 10．美国的柏勒夫（BELLOFRAM） 11．德国PS 12．日本光荣（Unic） 五、JORDAN公司的历史 1955由Chuck Jordan先生创立，1960向电力用户推
19、出风门挡板执行机构，1964推出固态电路控制器，1968推出直行程电动执行机构，1970推出角行程和直行程阀门电动执行机，1978由美国成套供应商配用进入中国市场，1979 ~1990成为并作为Foxboro公司的执行机构分公司，1987首次开发弹簧复位电动执行机构，1990成为独立公司，1991开发并生成采用步进电机的电动执行机构，1992该设计赢得政府设计奖，1995推出智能型数字式伺服控制器，1996通过ISO-9001论证，1997建立公司网站（），1998推出 HART & Fieldbus 接口，1999推出快速大推力液压电动执行机构，2000推出具有连续调节能力的 SM-6000
20、系列电动执行机构，2001 – 成为独立运作的ROTORK公司。在北京、上海和洛阳有服务和备件中心。 六、JORDAN进入中国的情况简述 从1978年山东石横电厂开始进入中国市场，到现在在国内已经有了数十家电力用户，而且从未出过任何问题。从中国的市场来看，目前在电厂的烟风系统（送引风机，磨煤机，排粉机，一次风，二次风等）的挡板，调节阀电动头（给水，凝结水，再循环等）和燃油系统快开阀等方面应用非常广泛。 七、在中国JORDAN主要有哪几种执行机构的业绩 在中国JORDAN主要有角行程（SM）；直行程（LA）；短直行程（MV、VA）的业绩。 八、在中国执行机构的主要现状 我
21、国的执行机构和伺服放大器是六十年代统一设计的，三十多年来在技术上没有多大创新，最早的型号有DTZ和DTJ。但近几年（基本是在“九五”期间进行），随着国内对控制要求的不断提高，各相关研究机构和部门也开发出新一代的智能型电动执行机构，性能有很大提高，价格在进口产品的一半以下。 开发机构主要有：上海自动化仪表股份有限公司、四川仪表集团公司、海万迅仪表有限公司、上海锐凯仪表有限公司等。 型号主要有：QSL、QSQ、DKZ-Z、ZKJ-Z、ZILJ、IKJ等。 目前，在中国，执行机构的品牌（含国内品牌和国外品牌）较多，市场竞争较大。国外产品主要集中在中高端市场，而国内产品则集中在低端市场。国
22、外产品质量较优，但价格往往是国产品牌的几倍甚至十倍以上，其在技术和商务方面的投资和努力明显高于国内企业；国内现以有一些产品已能达到较高的性价比，但总体来讲需要加快技术进步和行业激励，加大商务努力。 国产执行机构在各行业应用已比较普遍。但进口执行机构从行业来看，则主要集中在军工、电力、石化、化工、冶金、建材、环保等领域和自动化程度较高的生产线上。从投资来看，进口执行机构应用较多的地方主要是国家投资的大中型企业和支柱产业、外商投资企业、资金充足和融资能力强的民营企业。 中国经济正在腾飞，做为现今世界第一大制造基地，执行机构的市场潜力仍是非常大的：西部大开发、中部开发、东北老工业基地的振兴等
23、国家重大举措；外资投入的不断加大；老企业的技术更新和改造等都带来了很大的机遇。 现在中国的企业用户已摆脱长期以来的盲目，变得理性化，既不盲目崇洋，也不再一味追求低价。国内企业在紧追和赶超国际先进技术，力争提高知名度；而外国厂商则瞄准中国巨大的市场，在降低价格方面不断的努力，以提高在中国市场的竞争力 气动执行机构检验标准和方法 一）校验准备及外观检查 1所有测试用仪器均须提前30分钟通电预热； 2试验气源压力要满足0.6±0.1Mpa； 3执行机构外观无明显损伤，导气铜管无明显瘪痕且装配牢固； 4位置变送器连接螺杆长
24、度必须符合被检执行机构型号的技术要求；紧固在变送器轴上的连杆与连接螺杆所构成的平面应垂直于水平面； 二）检验标准和方法 1将气动执行机构固定于校验台上，分别接好气源、控制气源和位移检测连杆；将校验台上仪表调校准确； 2机械零点校准：输入4mA电流信号（0%），控制气信号应为0.02Mpa，此时气缸活塞行程应为零；如果不为零，可通过调整调零螺杆上的螺帽调整零点（零点高了紧螺帽）；零点和量程需要反复调整；零点误差要≤1%； 3机械满量程校准：输入20mA电流信号（100%），控制气信号应为0.10Mpa，此时气缸活塞行程应为上限值；如果不为上限值，可通过调整量程拉簧的松紧来调整量程
25、量程小了松拉簧，量程大了紧拉簧）；零点和量程需要反复调整；满量程误差要≤1%； 4机械量程中点定位：零点和量程调准后，输入12mA电流信号（50%0.06Mpa，），调整位置变送器连接杆的位置，使其在该点要保持与水平面垂直； 5全行程偏差校准：输入控制气信号0.02Mpa（0%），然后逐渐增加输入信号0.036Mpa（20%）、0.052Mpa（20%）、0.068Mpa（60%）、0.084Mpa（80%）、0.1Mpa（100%），使气缸活塞走完全行程，各点偏差均要≤1.5%； 6，非线性偏差测试：输入控制气信号0.02Mpa（0%），然后逐渐增加输入信号直至0.10Mpa（100
26、再将信号降至为0.02Mpa（0%），0.008Mpa使执行机构走完全行程，并记录下每增减信号压力对应的行程值，其实际压力━行程关系与理论值之间的非线性偏差要≤1%；※ 7正反行程变差测试：与非线性偏差测试方法相同，实际正反压力━行程关系中，同一气压值下的气缸活塞正反行程值的最大差值要≤1%； 8灵敏度测试：分别在信号压力0.03、0.06、0.09Mpa的行程处，增加和降低气压，测试在气缸活塞杆开始移动0.1mm时所需要的信号压力变化值，其最大变化要≤0.2%； 9，活塞气缸的密封性测试：将0.5Mpa的压力接入气缸的任一气室中，然后切断气源，在分10钟内，气缸内压力的下降值不应
27、超过0.01Mpa；※ 10位置变送器电气零点检测：打开位置变送器上盖，接好电线；输入12mA电流信号（0.06Mpa），此时调整变送器内圆形偏心轮，使其上面的黑线与线路板上面的白线对齐；然后再输入4mA电流（0.02Mpa），此时可调整变送器内调零电位器使输出电流为4mA；电气零点误差应≤1%； 11位置变送器电气满量程检测：输入20mA电流信号（0.1Mpa），此时可调整变送器内调量程电位器使输出电流为20mA；电气满量程误差应≤1%； 12位置反馈电流全行程偏差校准：输入4mA电流（0%），然后逐渐增加输入信号8mA电流（25%）、12mA电流（50%）、16mA电流（75%）、2
28、0mA电流（100%），考虑到直线位移转换成角度变化的非线性误差，0%、50%、100%点反馈电流误差应≤1%，25%、75%点反馈电流误差应≤2%； 13位置反馈电流正反行程变差测试：同气缸正活塞反行程变差测试方法相同，实际正反位置反馈电流━行程关系中，同一反馈电流值下的气缸活塞正反行程值的最大差值要≤1%； 14作好校验记录，按校验记录表上的内容逐项认真填写，检验人员必须签字； 15上述各项测试做完合格后，应将位置变送器内接线端子插好，拧紧后盖，然后将阀门定位器气源入口用塑料堵头堵好； ※此项可根据实际情况决定是否检测 阀门电动装置有关标准介绍 阀门电
29、动装置的设计、制造、试验中要涉及一些标准以规范上述工作。下面给出常用的标准名称和代号做为索引便于使用时查找。另外，还将对列出的标准内容等做简要介绍。 ▲JB/T8528-1997 普通型阀门电动装置技术条件 它是阀门电动装置的最新标准，该标准于1998－01－01实施。它是对ZBJ16002-87《阀门电动装置技术条件》的修订。根据近年来电动装置的设计、试验、检验及使用实践，该标准对ZBJ16002-87中的工作环境温度、噪音指标、起动转矩、最大转矩、控制转矩、控制转速及其试验方法等作了修订。它的实施将取代ZBJ16002-87。 我公司是该标准的主要起草单位
30、 ▲GB12222-89 多回转阀门驱动装置的连接 该标准等效采用国际标准ISO5210/1～5210/3-1982《多回转阀门驱动装置的连接》。它规定了多回转阀门驱动装置与阀门的连接尺寸和驱动件的尺寸，以及转矩和轴向推力的基准值。该标准适用于闸阀、截止阀、节流阀和隔膜阀等用阀门驱动装置于阀门的连接尺寸。 目前国际上一些电动装置厂家产品的连接尺寸和型式均与该标准相同。我公司SMC、SCD、BA产品的连接尺寸符合该标准规定。 ▲GB12223-89 部分回转阀门驱动装置的连接 该标准等效采用国际标准ISO5211/1～5211/3-1982《部分回
31、转阀门电动装置的连接》。它规定了部分回转阀门驱动装置与阀门的连接尺寸和驱动件的尺寸，以及转矩的基准值。该标准适用于球阀、蝶阀和旋塞阀用阀门驱动装置与阀门的连接尺寸。 我公司HBC系列产品的连接尺寸与该标准不同，但可以按用户要求提供符合该标准尺寸的SMC/HBC部分回转产品，SMC/JA等产品与阀门的连接尺寸亦可按该标准提供。 ▲JB/T8862-2000 阀门电动装置寿命试验规程 该标准规定了阀门电动装置寿命试验的试验要求，测试项目、试验方法等。阀门电动装置型式试验中的寿命试验目前仍依据该标准规定进行。 JBZ247-85系JB/T8528-1997《普通型
32、阀门电动装置技术条件》的引用标准之一。 ▲JB/TQ53168-99多回转阀门电动装置产品质量分级 该标准规定了多回转阀门电动装置产品质量等级、试验方法和抽样平定方法。规定了转矩重复精度、寿命试验、噪音等项目的指标，规定了合格品、一等品、优等品三个产品质量等级。 ▲JB2195-77 YDF系列电动阀门用三相异步电动机 该标准是我国第一个关于阀门专用电动机的标准，它规定了阀门专用电动机的技术要求、连接参数、验收规则等。SMC系列使用的Limitorque电动机技术参数较YDF系列相对高，（即SMC系列并不使用YDF电动机）因而该标准已经修订，某些技术指标在参
33、照Limitorque电动机技术指标情况下均有所提高。 虽然SMC系列产品并不能使用YDF电动机，但通过该标准能对阀门专用电动机的特点有所了解。 ▲GB3836.1-2000 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求 ▲GB3836.2-2000 爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d” 上述两个标准均为防爆电气设备设计、制造、检验、试验等必须执行的强制性标准。由于目前阀门电动装置的防爆式均为隔爆型，因而要符合GB3836.2-2000的有关规定。 我公司SMC系列防爆型产品就是根据以上两标准进行设计、制造、送审并取得国家指定的防爆产品审察机构颁发的合格
34、证书。 ▲ JB/T8529-1997隔爆型阀门电动装置技术条件 阀门电动装置的隔爆式属于防爆电气设备中比较复杂的，并且它具有一定的机构特点。因而为规范防爆型阀门电动装置的设计制定了该行业标准。它规定了隔爆型电动装置的技术要求、试验方法、检验规则等等。 我公司为该标准的起草单位 ▲JB/T8530-1997 阀门电动装置型号编制法，该标准规定了阀门电动装置型号的编制方法 ▲GB4208-93 外壳防护等级（IP代码） ▲GB/T4942.2-93 低压电器外壳防护等级 ▲GB/T2423.4-93 电工电子产品基本环境试
35、验规程试验Db：交变湿热试验方法 ▲JB2196-1997 YBDF-WF系列户外、防腐、隔爆型电动阀门用三相异步电动机 ▲GB3797-89 电控设备的第二部分：装有动作器件的电控设备 ▲GB3181-95 漆膜颜色标准样本 小结：本文给出了阀门电动装置常用的设计，试验中涉及的一些标准，其中主要是一些专业标准。有些标准没有收录，因为有的尚无国家或行业颁布的标准号，如有关于核级阀门电动装置和船用阀门电动装置的技术条件。在列出的标准中有的亦在修订中，有的需要重新起草，所以标准的更新是符合事情发展规律的。该标准制约着产品的技术水平，尤其一些专业标准，因此在
36、了解产品结构原理同时也了解一些有关标准是十分有益的。 中华人民共和国电力行业标准电站阀门电动执行机构 中华人民共和国电力行业标准 电站阀门电动执行机构 Electric valve actuators for power plant DL/T 641—2005 代替 DL/T 641—1997 1 范围 本标准规定了各类电站阀门用电动执行机构（以下简称电动执行机构），包括功率控制部分的术语、型式、技术要求、选型、试验方法、检验规则、标志、包装运输和贮存等的技术要求。 本标准适用于以电动机驱动的不同型式的关断阀门、调节阀门及
37、挡板等的电动执行机构。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 755 旋转电机定额和性能 GB/T 997 电机结构及安装型式代号 GB/T 3797 电控设备 第二部分：装有电子器件的电控设备 GB 4208 外壳防护等级（IP代码） GB/T 12222 多回转阀门驱动装置的连接 GB/T 12223 部分回转阀门驱动
38、装置的连接 GB/T 13306 标牌 JB/T 8218 执行器术语 JB/T 10308.3 测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准：本标准采用的其他术语和定义参见JB/T 8218。 3.1 额定转矩 normal torque 转矩设计给定值。 3.2 控制转矩 tripping torque 在开、关两个方向，转矩控制机构所能控制的转矩范围值，又称为切断转矩。 控制转矩有最大控制转矩和最小控制转矩之分。最大控制转矩即为转矩控制机构所能控制的最大转矩；最小控制转矩即为转矩控制机构所能控制的最小转矩。
39、 3.3 堵转转矩 locked torque 电动机转子被堵住时电动执行机构输出的转矩。 3.4 设置转矩 setting torque 2005-02-14 发布 2005-06-01实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会 发 布 根据用户的要求，出厂前调整的电动执行机构控制转矩值。 3.5 输出转速 output speed 设计给定值为电动执行机构输出轴的转动速度。 3.6 全行程时间 rated travel ti
40、me 为电动执行机构从“全关”位置运行至“全开”位置或从“0％”行程运行至“100％”行程所需时间。 3.7 基本误差 intrinsic error 在规定的参比条件下，实际的行程特性曲线与规定的行程特性曲线之间的最大差值，以额定行程的百分数表示。 3.8 回差 hysteresis plus dead band 在额定行程范围内，同一输入信号上升和下降的两个相应行程值间的最大差值，以额定行程的百分数表示。 3.9 死区 dead band 输入信号正反方向变化不致引起行程有任何变化的有限区间，以信号值范围的百分数表示。 3.10 功率控制部分 power co
41、ntrol component 一种将输入电信号转换放大，以控制电动机启动、停止和旋转方向的电气装置。 3.11 比例式电动执行机构 proportional electric actuator 输出的位移与输入信号成比例关系，配有功率控制部分的电动执行机构。 3.12 积分式电动执行机构 integral electric actuator 输出的位移与输人信号成积分关系，配有功率控制部分的电动执行机构。 3.13 智能型电动执行机构 intelligent electric actuator 配有功率控制部分、微处理器及可加装数字通信接口，具有闭环控制功能，并能够
42、进行故障诊断的电动执行机构。 4 分类及型式 4.1 按电动执行机构输出位移的型式分 a）多回转电动执行机构（直行程执行机构）， b）部分回转电动执行机构。 4.2 按工作制式分 a）开关型电动执行机构。 工作制式[1]) 为S2工作制，时间定额为10，15，30min。 b）调节型电动执行机构。 工作制式为S4或S5工作制，负载持续率10%～80%，工作次数按电动机功率分为1200，900，600次/h或更高。 4.3 配有功率控制部分时按控制方式分 a）积分式电动执行机构： b）比例式电动执行机构。 5 技术要求 5.1 电动执行机构的构成 a）电
43、动机； b）减速传动机构； c）转矩控制（机械式或电子式）； d）行程控制（机械式或电子式）； e）位置指示（机械式或电子式）； f）位置信号反馈（用户要求时提供）； g）手动操作机构； h）手—电动切换： i）功率控制（用户要求时提供）。 5.2 电动执行机构通用技术要求 5.2.1 电动执行机构应符合本标准，并按照经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。 5.2.2 电动执行机构应在下列条件下正常工作： a）环境条件。 1）海拔应不高于1000m； 2）工作环境温度： 开关型电动执行机构 -20℃～+80℃ 调节型电动执行机构
44、 -20℃～+60℃ 3）工作环境相对湿度不大于90％（25℃）； 4）工作环境不含有强腐蚀性、易燃、易爆的介质。 b）电源条件。 1）电压额定值： 三相380×（1±10％）V 单相 220×（1±10％）V 2）频率值50×（1±l％）Hz。 c）特殊条件。 特殊电源条件和特殊环境条件中使用的电动执行机构可另行规定。 5.2.3 电动执行机构与阀门的连接型式和尺寸应符合GB 12222和GB 12223的规定。用户有特殊要求时，可按合同约定的要求执行。 5.2.4 电动执行机构配用的电动机应能满足电动执行机构的各项性能要求。 5.2.5 电动
45、执行机构外表面应平整、光滑，不得有裂纹、毛刺及磕碰等影响外观质量的缺陷，表面涂漆层应附着牢固、平整、光滑、色泽均匀，无油污、压痕和其他机械损伤。 5.2.6 电动执行机构接线部分应有接地螺钉及标志。 5.2.7 电动执行机构手动操作机构应有开关方向指示，宜为面向手轮顺时针为“关”，逆时针为“开”。 5.2.8 电动执行机构的一般电气技术要求应符合GB/T 997，GB 755和GB/T 3797要求，电动执行机构的电气接线应符合接线图的要求，布线光滑平整，固定牢固，导线不得开裂，绝缘层不得损伤。电动执行机构的动力电源和控制信号的进线应分开。 5.2.9 电动执行机构各裸露带电回
46、路之间，以及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间（不包括印刷电路板）的电气间隙和爬电距离应符合表1的规定。 表1 电气间隙和爬电距离 额定电压Ui（交流有效值） V 电气间隙 mm 爬电距离 mm ≤60 ≥2 ≥3 60＜UI≤250 ≥3 ≥4 250＜UI＜500 ≥4 ≥6 5.2.10 电动执行机构配置现场位置指示机构时，该指示机构指针的指向应与输出轴的开关旋向一致，并且运行中无停顿、滞后现象，旋转角度范围应为80°～280°。 5.2.11 电动执行机构配置位置发送器时，所供电源电压应为直流12V～30V，其输出位置信号应为（
47、4～20）mA DC，与电动执行机构最终输出实际位移的误差应不大于输出位置信号示值范围的±1％。 5.2.12 电动执行机构在空载下的噪声，用声级计计量应不大于声压级75dB（A）。 5.2.13 电动执行机构所有载流部分与外壳间的绝缘电阻应不低于20MΩ。 5.2.14 电动执行机构应能承受频率为50Hz，电压为表2规定的正弦交流电，历时lmin的介电试验，在试验过程中不应发生绝缘击穿、表面闪络、泄漏电流明显增大或电压突然下降等现象。 表2 试验电压 额定电压Ui（交流有效值） V 试验电压 V ≤60 500 60＜Ui≤125 1000 125＜U
48、I≤250 2UI+1000 250＜Ui≤500 5.2.15 手—电动切换机构应灵活可靠，电动时手轮不得转动（摩擦力带动除外）。 5.2.16 电动执行机构的最大控制转矩应不小于额定转矩。最小控制转矩应不大于额定转矩，同时应不大于最大控制转矩的50％。 5.2.17 设置转矩应不大于最大控制转矩，不小于最小控制转矩。若用户未提出转矩要求，则设置转矩应为最小控制转矩。 5.2.18 电动执行机构的堵转转矩应大于最大控制转矩的1.1倍。 5.2.19 电动执行机构的转矩控制部分应灵敏可靠，并能调整输出控制转矩的大小，控制转矩的重复精度应符合表3的规定。 表3
49、控制转矩重复精度 电动执行机构类型 控制转矩重复精度 % 多回转 ≤±7 部分回转 ≤±10 5.2.20 电动执行机构的行程控制机构应灵敏可靠，控制输出轴的位置重复偏差应符合表4的规定，并应有调整“开”和“关”位置的标志。 表4 位置重复偏差 电动执行机构类型 位置重复偏差 多回转 ±5° 部分回转 ±1° 5.2.21 电动执行机构瞬时承受表5中所规定的负载时，所有承载零件不应有变形损坏现象。 5.2.22 开关型电动执行机构应能承受无故障1万次连续运行工作的寿命试验，调节型电动执行机构应能承受无故障20万次连续运行工作的寿命试验。 5.3 配有功率控制部分的电动执行机构技术要求 5.3.1 配有功率控制部分的电动执行机构应包括比例式和积分式电动执行机构。 5.3.2 配有功率控制部分的电动执行机构应符合5.2中的各项技术要求。 5.3.3 电动执行机构的基本误差应不大于±1.0％。 5.3.4 电动执行机构的回差应不大于1.0％。 5.3.5 比例式电动执行机构的死区应不大于输入指令信号量程的1％。 表5 负载要求 大控制转矩 Nm 负载要求 ≤4000 2倍最大控制转矩或轴向允许承受的推力 ＜4000 1.8倍最大控制转矩或轴向允许承受
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