电动执行器

电动执行器（Electronic Actuator）是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各种工业自动化和控制系统中。其核心功能是通过电信号驱动机械部件，实现对阀门、挡板、风门等机械装置的控制。本文将详细探讨电动执行器的定义、工作原理、应用领域以及常见类型。

定义

电动执行器是一种能够提供直线或旋转运动的驱动装置，通过电能作为动力源，并在控制信号的作用下工作。其基本定义包括以下几个方面：

驱动装置：电动执行器能够将电能转化为机械能，提供直线或旋转运动，用于驱动各种机械装置。
控制功能：它利用电能作为动力源，通过电机或其他驱动部件将电信号转化为机械运动，从而实现对阀门、挡板、风门等机械装置的控制。
应用领域：电动执行器广泛应用于工业自动化、过程控制、智能家居、医疗设备、太阳能追踪系统等多个领域。
特点：电动执行器具有多种速度、防腐防锈、智能数控等特点，能够提供安全保证和保护装置。
工作原理：电动执行器的工作原理基于电机原理，通过电机旋转产生扭矩，带动机械装置实现各种动作。它通常包括电机、编码器、传感器、泵、阀等部件，能够实现直线或旋转运动。

工作原理

电动执行器的工作原理主要基于电机原理，通过电机旋转产生扭矩，从而带动机械装置实现各种动作。具体过程如下：

电源供电：电动执行器需要接入电源，为电动机提供电能。
电动机启动：电动机通过电源控制启动，开始旋转。电动执行器通常使用交流伺服电动机作为驱动装置，这种电动机能够根据输入的直流信号产生相应的旋转动作。
减速器传动：电动机的旋转通过减速器传动，转化为低速高扭矩的输出。减速器的作用是降低电动机的转速，同时增加扭矩，以适应执行器的具体应用需求。
位置反馈：执行器通常配备位置发送器，用于将输出件的实际位置转变为电信号，并送至位置定位器。位置定位器与调节系统的控制信号进行比较，形成信号偏差。
信号比较与放大：信号偏差经过放大后，驱动电动机旋转，使执行机构的输出件朝着减小偏差的方向移动。这一过程持续进行，直到输入信号与位置反馈信号相等，此时输出稳定在新的位置上。
电气与机械限位：为了确保执行器在正常工作范围内，电动执行器通常设有电气限位和机械限位双重保护。这些限位装置可以防止执行器超出预定范围，从而保护设备和系统。

应用领域

电动执行器在多个领域具有广泛应用，包括发电厂、过程控制和工业自动化等。具体应用如下：

发电厂：
- 火电行业：电动执行器在火电行业中用于控制送风机风门挡板、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、闸门等。
- 其他电力行业：在核电站、水电站等电力行业中，电动执行器用于控制球阀、除尘控制喷水叶轮机转速控制、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、再加热恒温控制器等。
过程控制：
- 化工、石化、模具、食品、医药、包装：电动执行器在这些行业中用于生产过程控制，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。
工业自动化：
- 航空、航天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材：电动执行器在这些领域中用于控制和操作各种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。例如，在航空航天领域中，电动执行器用于精确控制飞机飞行中的各种参数；在冶金和石化领域中，电动执行器用于控制物料的加工、搬运和输送等操作。
智能家居和建筑自动化：
- 家庭和商业建筑：电动执行器在智能家居和建筑自动化领域中用于控制电动窗帘、卷闸门、智能灯具、照明系统、空调系统、安全系统等，实现集中管理和智能化控制。
医疗设备：
- 手术室和床边护理：电动执行器在医疗设备中用于控制手术灯的移动和角度调节、病床的升降和角度调节，提高病人的舒适度和护理质量。
太阳能追踪系统：
- 太阳能发电：电动执行器用于太阳能发电系统中的追踪设备，通过控制电动执行器，太阳能板可以根据太阳的位置和运动，自动调整角度和方向，以获取最大的阳光照射面积，提高发电效率。
农业设备：
- 温室和粮食储存：电动执行器在农业领域中用于控制通风窗的开关和角度调节、输送系统、提升机和排放设备的运行，实现温度和湿度的控制、粮食的自动化处理。

常见类型

根据其运动方式和应用场景，电动执行器可以分为多种类型。以下是常见的电动执行器类型：

直行程电动执行器（DKJ）：主要用于提供直线运动，适用于需要直线动作的场景，例如控制阀门的开关和调节流量等。
角行程电动执行器（DKZ）：主要用于提供旋转运动，适用于需要旋转动作的场景，例如控制球阀、旋塞阀、蝶阀等阀门的开关和调节。
电动调节阀：主要用于调节流量和压力等参数，通过电动执行器驱动阀门的开闭，实现对流量的精确控制。
PID电动调节执行器：一种智能型的电动执行器，能够根据预设的PID（比例-积分-微分）算法自动调节控制参数，适用于需要高精度控制的场景。
电磁阀：一种通过电磁力驱动的电动执行器，主要用于控制流体的开关，具有响应速度快、控制精度高等特点，适用于需要快速响应的场景。
多转式电动执行器：主要用于需要多圈旋转才能完成启闭过程的场景，例如闸阀等。它通过多级减速齿轮或蜗轮蜗杆等机构实现多圈旋转。
滚切电机式电动执行器：一种通过滚切电机驱动的电动执行器，主要用于需要精确控制位置和角度的场景，例如旋转编码器等。
积分式电动执行器：一种通过积分算法控制电动执行器运动的类型，适用于需要精确控制位置的场景。
智能型电动执行器：一种集成了现场总线通信协议的电动执行器，能够实现远程控制和数据采集，适用于需要智能化管理的场景。
直流电动执行器：采用直流电机作为驱动源，具有结构简单、控制精度高等特点，适用于需要高精度控制的场景。
交流电动执行器：采用交流电机作为驱动源，具有功率大、速度快等特点，适用于需要快速响应和大量开关动作的场景。

综上所述，电动执行器是一种利用电能作为动力源，通过电机或其他驱动部件将电信号转化为机械运动，从而实现对各种机械装置控制和操作的装置。它在工业自动化、过程控制、智能家居、医疗设备等多个领域具有广泛的应用，为各行各业提供了高效、精确的执行控制。不同类型的电动执行器在各自的领域中发挥着重要作用，能够满足不同应用场景的需求。