SKJ型角行程
电动执行机构是DDZ-S系列仪表中的执行单元。它以交流电源为动力，接受统一的4~20mA，d.c.信号，将此转换成相应的输出轴角位移，自动地操作
蝶阀、
球阀和风门挡板等调节机构，完成调节任务。
中小功率SKJ型角行程电动
执行机构采用单相电动机驱动。比例式角行程电动执行机构由单相伺服放大器和执行机构两部分组成。伺服放大器为架装式结构，安装在控制室内。
大功率（如4000Nm以上）SKJ型角行程电动执行机构采用三相电动机驱动。由三相伺服放大器和执行机构两部分组成。三相伺服放大器为墙挂式结构.可以安装在控制室内也可以安装在现场，由用户根据使用而定。
S系列电动执行机构的特点如下：
①具有机械限位和电气限位双重限位功能。
②具有中途电气限位功能，限位区间可以任意调整。在系统中作连锁，报警等作用。
③具有力矩保护机构，限制力矩可在一定规定的范围内调整，这样可以有效地保护执行机构和
调节阀的安全使用，并可以满足
阀门启闭特性的要求。
④位置发送器采用小型化电感式传感器或导电塑料电位器，使用可靠，寿命长、稳定性好。
⑤减速器采用具有自锁性能的NN行星齿轮传动机构和蜗轮副传动机构，这样可以克服由于阀门反力过大而导致执行机构滑行的毛病，本减速器体积小，传动效率较高，输出轴与曲柄之间采用渐开线花键连接，便于现场机械零位调整。
⑥就地机械手操机构没有切换离合器；这样可以在任何运行情况下进行就地手操，安全可靠，不会因手操失误而发生事故，对人身安全有极大的好处。
⑦具有断输入信号，断位置反馈信号和安全联锁保护等功能，事故状态时输出轴可选择在全开、全闭和原位三种位置状态中的任一位置。
⑧远方电气阈位显示采用LED光柱显示器或指针式电流槽形表，并且还有就地机械阀位指示。
⑨中小功率机构采用组合化设计，三化程度高，便于生产管理，而且可以灵活地组合成不同功能和要求的执行机构以满足用户需要。
⑩执行机构外壳防护等级为IP65，环境温度为-25~+70℃，可作户外型使用。
一
、主要技术性能
①输入信号：4~20 mA，d.c.
②输入通道：二个（电隔离）
③输入电阻：250Ω
④基本误差：±2.5%
⑤回差；1.5%
⑥死区：0.5%~5%可调
⑦全行程时间；（见表1）
⑧额定转角范围；（见表1）
⑨输出轴转矩：（见表1）
⑩供电电源：控制室仪表；220V，a.c.允差，50Hz；现场仪表；220V，a.c.允差
，50Hz，380V，a.c.允差±10%，50Hz；
⑾使用环境条件：
环境温度：执行机构-25~+70℃，单相伺服放大器0-50℃；
相对湿度：执行机构为5%~95%，单相伺服放大器为10%～85%
大气压力：86~106kPa
周围空气介质：周围空气中无起腐蚀作用的介质
⑿执行机构外壳防护等级为IP65
二、工作原理和结构
1、比例式角行程电动执行机构（带伺服放大器）
SKJ型比例式角行程电动执行机构由伺服放大器和执行机构两个在结构上互相独立的两大部分组成。 表1 SKJ型角行程电动执行机构的型号、规格
| 型号
| 输出轴转矩N·m
| 输出轴转角
| 全行程时间
|
| SKJ-0100
| 16
|
|
|
| 0101
|
|
|
| 0102
|
|
|
| SKJ-1100
| 40
|
|
|
| 1101
|
|
|
| 1102
|
|
|
| SKJ-2100
| 100
|
|
|
| 2101
|
|
|
| 2102
|
|
|
| SKJ-3100
| 250
|
|
|
| 3101
|
|
|
| 3102
| 90°
| 25s
|
| SKJ-4100
| 600
|
|
|
| 4101
|
|
|
| 4102
|
|
|
| SKJ-5100
| 1600
|
|
|
| 5101
|
|
|
| 5102
|
|
|
| SKJ-6100
| 4000
|
|
|
| 6101
|
|
|
| 6102
|
|
|
| SKJ-7100
| 6000
|
|
|
| 7101
|
|
|
| 7102
|
|
|
| SKJ-8100
| 10000
|
|
|
| 8101
|
|
|
| 8102
|
| |
其系统方块图如图1所示。
该执行机构是个闭环系统，位置发送器将减速器的输出位移转换成4~20mA信号，作为位置反馈信号与伺服放大器的输入信号相比较形成一个偏差信号，当此信号大于伺服放大器的死区时，伺服放大器有功率信号输出，驱动伺服电动机转动。由于执行机构的旋转方向取决于偏差信号的极性，又总是朝减小偏差方向转动，因此将减小偏差信号直到小于伺服放大器的死区时，伺服放大器没有功率信号输出，伺服电动机停止转动，执行机构达到一个新的输出位置，并与输入信号保持比例关系。其输入输出特性曲线如图2所示。
2、积分式角行程电动执行机构（不带伺服放大器）
它是一种开环控制方式的执行机构。它的输入为断续控制信号，通常是脉宽信号，通过积分操作器作功率放大，使伺服电机旋转，当无信号时，伺服电机不转，它的位置反馈信号只作为阀位指示用。其工作原理图如图3所示。
从原理图可知，比例式执行机构去除伺服放大器便可作积分式执行机构使用。下面主要介绍执行机构部分原理和结构。
执行机构主要由伺服电动机、减速器、位置发送器、行程限位机构、力矩保护机构等部分组成。
a.伺服电动机
伺服电动机是电动执行机构中的驱动部件，它的特性要求与一般的电机是不一样的，因为执行机构工作比较频繁，经常处于启动工作状态，所以要求电机具有低起动电流，高起动转矩的特性，使电动机在经常起动时电机温升不致过高。且有克服电动执行机构从静止到动作所需的足够力矩。电动机特性曲线如图4所示。图中曲线2和3是电动执行机构常采用的两种电动机。
执行机构电动机的功率计算如下：
P=6.15（M
H/l00）η （1）
式中：P为电动机的计算功率，W；M
H为执行机构输出轴额定转矩，N·m；η为减速器的总传动效率。
电动机结构与普通鼠笼式感应电动机相同，一般由转子、定子和电磁制动器等部件构成。电磁制动器设在电动机后输出轴端，制动线圈与电机绕组并联，当电动机通电时，制动线圈同时得电，由此产生的电磁力将制动片打开，使电机转子自由旋转，当电动机断电时，制动线圈同时失电，制动片靠弹簧力将电机转子刹住。
b.减速器 减速器是将高转速、小转矩的电动机输出功率转换成低转速、大转矩的执行机构输出轴的功率。 SKJ型角行程电动执行机构结构示意图如图5所示。
如图5所示，电动机（10）通过一级NGW，W=1行星齿轮（7，8，9）传动，并经过伞齿轮（14，15）带动偏心轴（19）以及行星齿轮传动机构（16，17，20，21）旋转。由于内齿轮（16）外缘蜗轮与蜗杆（22）啮合，故固定不动，而内齿轮（17）与输出轴固定为一体，所以输出内齿轮（17）旋转带动输出轴旋转。
手动状态时，操作手轮（27），即摇动手轮转动蜗杆（22）从而带动蜗轮（即固定内齿轮）（16）旋转，并带动双联齿轮（20，21）转动，再带动输出内齿轮（17）和主轴（18）旋转。
因为这类机构.就地手操和自动操作是相互各自独立，无须切换机构，使用绝对安全可靠.不会发生因误操作而引起的任何事故。
NN行星齿轮减速器的特点是：
① 传动比大，一般为i≤1700；
② 传动效率在传动比i≤50时，η＝0.8，所以比较高；
③ 传动功率一般为30~40kW，短时工作制，这符合执行机构工作方式。
NN行星齿轮减速器传动示意图如图6所示。
SKJ-3100型角行程电动执行机构中的NN行星齿轮减速器传动比计算如下：
i=Z
17·Z
21/（Z
17·Z
21-Z
20·Z
16） （2）
把Z
17=46，Z
21=40，Z
20=48，Z
16=38代入式（2），
得到传动比：
i=Z
17·Z
21/（Z
17·Z
21-Z
30·Z
16）=115
因为传动比i=115时，该行星齿轮减速器已具有自锁功能，故传动效率相对比较低，经过实测为η=0.4。
c.位置发送器
位置发送器是将输出轴的转角位移线性地转换成直流4~20mA信号，它一方面作为比例式电动执行机构的闭环负反馈信号，另一方面作为电动执行机构输出轴的位置指示信号，对比例式电动执行机构的位置发送器要求很高，一定要稳定可靠地工作。而积分式电动执行机构的位置发送器要求相对而言就低得多了，因为位置信号不直接影响控制系统，仅作阀位显示。
SKJ型角行程电动执行机构的位置发送器有二种结构形式。第一种如图5所示，即采用小型电感式传感器结构，传动过程为在主轴（18）后端装有凸轮（11），此凸轮（11）与主轴同步运转，凸轮（11）通过杠杆（3）带动电感式传感器[即位置发送器（1）]中铁芯位移，铁芯位移与主轴（18）的转角成比例关系，故铁芯位移代表执行机构输出轴转角大小，然后通过V/I转换单元输出4~20mA，d.c。第二种是采用导电塑料电位器作为传感器加上WF-S型位发模块。导电塑料电位器有二种，一种是直滑式导电塑料电位器，其结构尺寸与电感式传感器完全相同，故动作过程同第一种所述，另一种是旋转式导电塑料电位器，此传动过程要作改进，即在主轴（18）后端的凸轮（11）换成大齿轮，并在旋转式导电塑料电位器出轴上也装上一只小齿轮，齿轮传动比关系为大齿轮转90°，小齿轮转300°左右。
这二种位发结构各有优缺点：第一种采用电感式传感器其传感器是长寿命的，因为是无触点的，其缺点是使用环境温度范围只有-10~+50℃；第二种采用导电塑料电位器，线路简单，精度高，使用环境温度可达-25~+70℃，其寿命在300万次左右。
d.行程限位机构
行程限位机构有两种功能，一种功能是作为电气极限位置限位，如SKJ型角行程电动执行机构输出轴处于0°或90°二个位置上为极限位置.执行机构输出轴到了其中一个极限位置时，行程开关发生动作.即常闭触头变为常开触头，从而切断电动机的供电电源，起到保护作用。另一种是作为中途限位，如下限中途限位可以在5%到55%之间调整，如上限中途可以在45%到95%之间调整，此功能一般执行机构是不安装的，如果用户有特殊要求，应该在订货时加以说明，注明要带中途限位功能。
行程限位机构由凸轮组件和行程开关二大部分构成。其动作过程如图5所示，在主轴（18）后端安装一只凸轮组件（4），凸轮组件与主轴同步旋转，当凸轮组件中某一只凸轮与行程开关组件（6）某一只开关相碰时，行程开关从常闭状态变为常开状态。凸轮组件（4）结构示意图如图（7）所示。
凸轮组件由齿轮（1）与（2），内齿轮凸轮（3）与（4），小轴和盘簧等构成。只要用螺丝刀旋转齿轮轴（1）或（2），就可以带动内齿轮凸轮（3）或（4）旋转到所需要的转角位置就可以，故此结构调试非常方便。
e.力矩保护机构
力矩保护机构是为了保护执行机构和阀门而设计的一种保护机构。例如执行机构在正常的工作位置上运行时，由于某种机械卡住，使得执行机构不能运转，导致电动机堵转，此时执行机构输出力矩大于力矩保护机构预先设定值，力矩保护机构动作，微动开关翻转，切断电动机供电电源，从而起到保护电动机不烧坏的目的。
SKJ型电动执行机构力矩保护机构工作原理是采用蜗杆轴向力与施加在蜗杆上碟形弹簧预压力相比较，如果蜗杆轴向力大于弹簧预压力，则蜗杆就会产生左或右轴向位移，然后把此位移转换成转角位移带动凸轮旋转，此凸轮旋转到某一转角就与微动开关接触，使微动开关常闭触头变为常开触头，切断电动机电源起到力矩保护目的。
SKJ型电动执行机构力矩保护机构如图5所示。它有限力矩开关（23），限力矩齿轮（24），限力矩齿条（15）和碟形弹簧（26）等构成。其中限力矩齿轮上端安装的凸轮组件结构如图7所示与行程限位机构完全相同。
三、仪表的安装、使用和调校
1、仪表安装
SKJ型执行机构部分为现场安装仪表。在减速箱箱体的底部有安装内孔，用地脚螺钉安装在牢固的基础上。它的安装尺寸和DDZ-Ⅱ型角行程执行机构完全一样。执行机构周围应留有足够的空间，便于操作和维护。执行机构输出曲柄与调节机构之间连接可采用连杆或钢索等方法。
2、仪表调校
仪表按以下步骤进行调校。
①按图8接线圈接线。
②合闸电源开关1K。摇动手轮使执行机构输出轴转到出厂时调整好的零位，此时位置反馈电流输出应为4mA，d.c.同时，把下限行程开关调整到断开位置。
③摇动手轮，使执行机构输出轴顺时针旋转90°，电流表指示应从4mA向20mA方向变化，如果出轴已到了90°，如位发电流不在20mA，那可以调节位发满度点电位器使其位发电流到20mA为止。同时，把上限行程开关调整到断开位置。
④按下按扭开关2K，输出轴应顺时针旋转，按下按扭开关3K，输出轴应逆时旋转，位发电流也应作相应变化。
⑤按下按扭开关2K，使执行机构输出轴转到90°时，此时上限行程开关动作，切断电动机供电电源。按下按扭开关3K，使输出轴转到0°时，此时下限行程开关动作，切断电动机供电电源。
3、SKJ型角行程电动执行机构系统校验和调整
对比例式角行程电动执行机构，用户可根据自己的需要，选择适当的伺服放大器和电动操作器，以下介绍采用ZPE-2032伺服放大器、DFD-3002电动操作器和SKJ-3100角行程电动执行机构系统调试方法。
①按图9接线。
②将操作器开关位置切到“A”自动位置，“A”指示灯应亮，执行机构输出轴应随放大器输入电流变化而变化，并停在相应位置上
③将操作器切换开关置于“M”手动位置，接通电源开关1K，“M”指示灯应亮，操作上行方向，“△”触模开关，执行机构输出轴顺时针旋转，同时阀位开度表从0%向100%方向变化，操作“▽”下行开关，执行机构输出轴逆时针旋转，阀位开度表从100%向0%方向变化。
