三大常用执行器图文详解，原理、特点、选型一应俱全！

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执行器是接受调节器输出信号对调节对象施加作用的装置。通常用在驱动阀门等机械设备中。根据执行器使用的控制介质不同，可以分为：气动、电动和液动执行器三种。按输出位移的形式，执行器有转角型和直线型两种。按动作规律，执行器可分为开关型、积分型和比例型三类。按输入控制型号，执行器分为可以输入空气压力信号、直流电流信号、电接点通断信号、脉冲信号等几类。

气动执行器及应用

气动执行机构是以压缩空气为动力，实现对阀门的控制，具有结构简单、动作可靠、性能稳定、维修方便、防火防爆，并且易于制成较大推力的执行机构、价格便宜、检修维护简单，对环境的适应性好等优点。缺点是实现控制必须敷设专用的气源管道，对于双作用的气动执行器，断气源后不能回到预设位置；单作用的气动执行器，断气源后可以依靠弹簧回到预设位置。气动执行机构按照控制气压转换成位移的方式不同，可分为薄膜式、活塞式和齿轮齿条式。

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气动薄膜执行机构

气动薄膜执行机构是最常用的执行机构，气动薄膜执行机构的结构简单，动作可靠，维护方便，成本低廉，得到广泛应用。它分为气开式和气关式两种执行方式。

　　气开式执行机构在输入信号增加时，在薄膜膜片下方产生一个推力，克服弹簧的作用力后而将阀门打开。如图：

　　气关式执行机构在输入信号增加时，在薄膜膜片上产生一个推力，克服弹簧的作用力后而将阀门关闭。如图：

气动薄膜阀的实物图

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活塞式气动执行器

气动活塞式执行机构，以控制气作为动力，推动活塞在汽缸里运动，输出轴产生转角位移或直行程位移，活塞式执行机构可在活塞上施加较大的控制气压，所以可做成比薄膜执行机构更大推力或更大力矩的执行机构，而且，其相对的体积还可以做得较小。如图：

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齿轮齿条式气动执行器

齿轮齿条式(双活塞齿条式)气动执行器，具有结构紧凑，外观优美，反应迅捷，运行稳定，使用寿命长等特点。所有配件都采用最先进的防腐蚀处理技术，能适应各种恶劣工况。其高低温以及各种特殊行程的执行器在各种应用领域都有良好的表现。

工作原理图如下：

　　当压缩空气从A管咀进入气动执行器时，气体推动双活塞向两端(缸盖端)直线运动，活塞上的齿条带动旋转轴上的齿轮逆时针方向转动90 度，阀门即被打开。此时气动执行阀两端的气体随B 管咀排出。反之，当压缩空气从B官咀进入气动执行器的两端时，气体推动双塞向中间直线运动，活塞上的齿条带动旋转轴上的齿轮顺时针方向转动90度，阀门即被关闭,此时气动执行器中间的气体随A管咀排出。

电动执行器及应用

电动执行器在工业控制系统中是电动单元组合仪表中一个很重要的执行单元。电动执行器一般由控制电路和执行机构两个在电路上完全独立的部分组成，可接收来自DCS 系统的控制信号，将其线性地转换成机械转角或直线位移，用来操作风门、挡板、阀门等调节机构，以实现控制。优点是能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远，便于集中控制，灵敏度和精度较高，与电动调节仪表配合方便，安装接线简单。缺点是结构复杂，平均故障率高于气动执行机构，适用于防爆要求不高，气源缺乏的场所。按照输出的轴运动方式分为直行程和角行程两种。

　　1.角行程电动执行器转角<360 度角行程电动执行器输出轴为角位移，用转动力矩来表示执行机构作功能力的大小，输出轴的转动小于一周，即小于360 度，通常为90度实现阀门的启闭过程控制。

　　如图：

　　直行程电动执行器输出轴作直线运动，以其推力来表示执行机构作功能力的大小。

　　内部结构图如下：

　　应用范围：电动执行机构是以电动机作为动力的执行机构，在电厂热力设备自动控制中得到广泛的用。

　　如图：

液动执行器及应用

液动执行器是以液压油为动力完成执行动作的一种执行器。液动执行器的实际应用在三种执行器（电动、气动、液动）中最低，只有一些大型工作场合,才会使用到液动执行器。

　　液动执行器的优点：

　　液动执行器的输出推动力要高于气动执行器和电动执行器，且液动执行器的输出力矩可以根据要求进行精确的调整。液动执行器的传动更为平稳可靠，有缓冲无撞击现象，适用于对传动要求较高的工作环境。液动执行器的调节精度高、响应速度快，能实现高精确度控制。液动执行器是使用液压油驱动，液体本身有不可压缩的特性，因此液压执行器能轻易获得较好的抗偏离能力。由于使用液压方式驱动，在操作过程中不会出现电动设备常见的打火现象，因此防爆性能要高于电动执行器。

　　液动执行器的缺点：

　　液动执行器的工作需要外部的液压系统支持，运行液压执行器要配备液压和输油管路，这造成液压执行器相对电动执行器和气动执行器来说，一次性投资更大，安装工程量也更多，因此只有在较大的工作场合，DEH 系统，才使用液动执行器。

　　应用范围：油动机。如图：

　　使高压油进入油动机活塞下腔室，油动机活塞克服弹簧的压力向上移动，经杠杆或连杆使阀门开启，或者当下腔室的高压油排出时，借助弹簧力使活塞下移，关闭阀门。

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