电液执行机构优化设计方案

电液执行机构的输入信号是电信号，输出执行元件的动力源采用液压轴，因此特别适用于大推力、大行程和高精度控制的应用场合。在大型电站，为获大推力，在主蒸汽阀等控制系统中常采用电液执行机构。

电液执行机构与电动执行机构相比，由于采用液压机构，因此具有更大的推力或推力矩。但液压系统需要更复杂的油压管路和油路系统的控制，例如对液压油温度，压力等的控制，还需要补充油和油的循环。与气动活塞执行机构相比，电液执行机构采用液压缸代替气缸，由于液压油具有不可压缩性，因此响应速度可达100mm/s，比气动活塞式执行机构快，行程的定位精确，控制精度高。电液执行机构的行程可很长（可达1m），输出力矩大（可达60000N·m），输出推力大（可达25000N）。

电液执行机构将输入的标准电流信号转矩为电动机的机械能，以液压油为工作介质，通过动力元件（如液压泵）将电动机的机械能转换液压油的液压能，并经管道和控制元件借助执行元件使液压能转化为机械能，驱动阀杆完成直线或回转角度的运动。因此，电液执行机构具有电动执行机构的快速响应特性和活塞式执行机构的推力大的优点。

图3-52 电液执行机构工作原理

基本的液压传动系统由方向控制回路、压力控制回路和流量控制回路等组成。方向控制回路可采用换向阀、止回阀等；压力控制回路可采用压力继电器、减压阀、顺序阀等；流量控制回路可采用节流阀，调速阀等。此外，还需要一些辅助控制回路，例如平衡控制回路、卸压控制回路，增压和增速控制回路等。为保证电液执行机构的正常运行，通常采用两套液压传动系统，一套系统工作，另一套系统备用。

图3-52所示为某类电液执行机构的工作原理。当输入信号增加时，带动力矩马达的转子转动，使挡板靠近喷嘴，仪表波纹管压力和反馈波纹管压力都增加。仪表波纹管压力的增加使喷嘴管沿支点转动。喷嘴移到圆筒的接收口，它使液压缸的上部压力增加，液压缸的下部压力下降，液压缸的阀杆下移，直到反馈弹簧力与仪表波纹管压力平衡为止。而反馈波纹管内压力的降低，使力矩马达转子返回平衡位置。(www.xing528.com)

与电动执行机构类似，电液执行机构也采用位置反馈装置组成反馈控制系统。它提高了整个系统的控制精度，改善了系统的动态特性，但由于管路系统复杂，只有在需要大推力和推力矩的应用场合才被采用。电液执行机构的特点如下：

1）相同输出功率条件下，电液执行机构的体积小，质量轻，结构紧凑，惯性小，响应快。

2）可大范围内实现无级调速，可输出较大推力和较大力矩。

3）传动无间隙，运动平稳，可实现频繁的换向操作，操作方便，易实现自动化和复杂的自动控制程序，易实现过载保护。

4）液压油的黏度受环境温度影响大，不适用于远距离传动控制。

5）对控制装置的要求高，要求设置反馈装置组成闭环控制。根据被控变量为位移、速度和力等的不同，反馈控制装置也有位移检测反馈装置。速度检测反馈装置等，使整个系统复杂，提高了对维护人员的技能要求。