位移平衡式气动阀门定位器的动作原理及特性如何?

发布时间:2010-02-05  点击数:5783
(1)定位器的动作原理及特性
   如图8-8所示,当调节器来的控制信号增大时,波纹管1就相应伸长,并推动托板2以反馈凸轮6为支点作逆时针偏转,于是挡板3就靠近喷嘴4,喷嘴背压升高。此背压经放大器5放大后,输出压力迅速上升并送入气动调节阀的膜头9,使阀杆8向下移动,带动反馈杆7和反馈凸轮6绕支点O顺时针偏转,反馈凸轮6的偏转使托板以波纹管1为支点作逆时针方向偏转,于是挡板3离开喷嘴4,使输出压力下降,即阀杆8向下移动引起的效果是负反馈作用。此时,一定的信号压力就对应于一定的调节阀位置。

   阀门定位器和调节阀组成的负反馈闭环系统可用方框图表示,如图8-9所示。图中Ae为波纹管的有效面积;C为测量组件的刚度;k为三级功率放大器的放大倍数;KL为输入信号传动杠杆比;KF为反馈信号传动杠杆比;       是气动调节阀的传递函数,是一个一阶非周期环节,KV控制阀的放大系数,与执行机构的薄膜有效面积和弹簧刚度及调节阀的结构等因素有关,TV为调节阀的时间常数,也与气室大小等因素有关。

 上述负反馈闭环系统中,阀杆输出位移Y与输入的调节器压力信号p之间的传递函数为:
由于上式分母中  》1,故忽略“1”的影响,则:
  ………………………(8-1)
   式(8-1)表明,在Ae、C、KF、KL一定时,阀杆位移y与调节器输出压力信号p之间成一一对应的比例关系。由于引入了负反馈,调节阀的KV和TV的影响可以忽略不计,因而消除了执行机构薄膜有效面积、弹簧刚度、气室气容、不平衡力及摩擦等因素的影响,增加了执行机构的推力和刚度,有利于克服调节阀的不平衡力,并增大电动调节阀的稳定性。