自动化控制系统不同类型执行器件的工作原理

  能够根据控制系统的输出控制逻辑要求执行动作命令的器件称做执行电器。比如在1.2节中介绍的接触器就是典型的执行电器。除此之外,常用的执行电器还有电磁阀、控制电动机，等等。随着科学技术的发展，一些逻辑器件在自动化控制系统中会被智能化的器件所取代,但执行器件就像执行大脑命令的人的四肢,不管怎么先进的控制系统都要使用它们。

  电磁执行器件

  电磁执行电器都是基于电磁机构的工作原理进行工作的。

  1.电磁铁

  电磁铁主要由励磁线圈、铁芯和衔铁三部分组成,其结构图和图1-7类似。当励磁线圈通电后便产生磁场和电磁力,衔铁被吸合,把电磁能转换为机械能,带动机械装置完成一定的动作。

  根据励磁电流的不同,电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。电磁铁的主要技术数据有:额定行程、额定吸力、额定电压等。选用电磁铁时应该考虑这此技术数据,即额定行程应满实际所需机械行程的要求;额定吸力必须大于机械装置所需的启动吸力

  电磁铁的表示符号如图1-43(a)所示。

  2.电磁阀

  电磁阀用来控制流体的自动化基础元件,属于执行器;用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。线圈通电后,靠电磁吸力的作用把阀芯吸起，从而使管路接通;反之管路被阻断。

  电磁阀有多种形式,但从结构和工作原理上来分,主要有三大类,即直动式、分步直动式和先导式。

  (1)直动式电磁阀

  工作原理:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧力把关闭件压在阀座上,阀门关闭。

  特点:在真空、负压、零压时能正常工作,但一般直径不超过25mm

  (2)先导式电磁阀

  工作原理:通电时,电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降,在关闭件周围形成上低下高的压差,推动关闭件向上移动,阀门打开;断电时,弹簧力把先导孔关闭,人口压力通过旁通孔迅速进人上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差,推动关闭件向下移动,关闭阀门。直径15mm以上的,压力0.1MPa以上时,电磁阀采用先导式,即先打开较小的先导阀口,利用压差打开主阀口。一般0.8MPa以下,主阀口是橡胶膜片结构,0.8MPa以上是金属活塞结构。

  特点:流体压力范围上限很高,但必须满足流体压差条件。

  (3)分步直动式电磁阀

  工作原理:它是一种直动式和先导式相结合的原理,当人口与出口压差之≤0.05MPa,通电时,电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起,阀门打开。当人口与出口压差>0.05MPa,通电时,电磁力先打开先导小阀,主阀下腔压力上升,上腔压力下降,从而利用压差把主阀向上推开;断电时,先导阀和主阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件,向下移动,使阀门关闭。

  分步直动式电磁阀细究起来也是先导式,只不过解决了先导式零压无法启动的问题。一般情况下,先导式是常用的。

  特点:在零压差或真空、高压时亦能可靠工作;但功率较大,要求竖直安装。

  电磁阀的表示符号如图1-43(b)所示。

  电磁制动器的作用就是快速使旋转的运动停止,即电磁刹车或电磁抱闸。电磁制动器有盘式制动器和块式制动器，一般都由制动器、电磁铁、摩擦片或闸瓦等组成。这些制动器都是。

  图1-43电磁驱动器件表示符号

  利用电磁力把高速旋转的轴抱死,实现快速停车。其特点是制动力矩大、反应速度极快、安装简单、价格低廉;但容易使旋转的设备损坏。所以一般在扭矩不大、制动不频繁的场合使用。

  电磁制动器的表示符号如图1-43(c)所示。