在實際自動控制系統中，電與氣兩種信號常常混合使用，這樣可以取長補短，組成電-氣複合控制系統，因而有各種電-氣轉換器及氣-電轉換器把電信號(0~10mADC或4~20mADC）與氣信號20～100kPa進行相互轉換。電-氣轉換器把電動變送器送來的電信號變為氣壓信號，送到氣動調節器；也可把電動調節器輸出的電信號變為氣壓信號去驅動氣動調節閥。常用電-氣閥門定位器，則具有電-氣轉換和氣動閥門定位器兩種作用。
基本介紹
- 中文名：電-氣複合控制系統
- 外文名：Electric gas compound control system
- 作用：把電信號與氣信號進行相互轉換
- 工作原理：力矩平衡原理
- 性質：科學
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電-氣轉換器
電-氣轉換器的結構原理如圖1所示。它是按力矩平衡原理進行工作的。當直流0~10mA電流信號通入置於恆定磁場裡的測量線圈時，所產生的磁通與磁鋼在空氣隙中的磁通相互作用而產生一個向下的電磁力(即測量力)，由於線圈固定在槓桿上，使槓桿繞支承點O偏轉，於是裝在槓桿一端的檔板靠近噴嘴，使其背壓升高。經過氣動功率放大器後，一方面輸出，一方面反饋到波紋管，建立起與測量力矩平衡的反饋力矩，反之亦然。於是輸出氣壓信號的大小就與輸入測量線圈電流成一一對應的關係。
圖1 電-氣轉換器的原理圖
圖1 電-氣轉換器的原理圖電-氣閥門定位器
電-氣閥門定位器可將電動調節器輸出的0~10mADC或4~20mADC信號轉換成氣壓信號去操作氣動執行機構。電-氣閥門定位器如圖2所示。
圖2 電-氣閥門定位器
圖2 電-氣閥門定位器電-氣閥門定位器是按力矩平衡原理工作的。當輸入信號電流通入力矩線圈時，線圈與永久磁鋼作用後對槓桿產生一個力矩，於是檔板靠近噴嘴，經放大器放大後，送入薄膜氣室，使槓桿向下移動，並帶動反饋桿繞其支點向下轉動，連在同一軸上的反饋凸輪也作順時針方向轉動，通過滾輪使小槓桿繞其支點偏轉，拉伸反饋彈簧。當反饋彈簧對小槓桿的拉力與力矩馬達作用在槓桿上的力相等的，兩者力矩平衡，閥門定位器達到平衡狀態，此時，一定的輸入信號電流就對應於氣動薄膜調節閥一定的閥門位置。
系統具體功能
為了保證一次設備運行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設備為之服務，能夠實現某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制迴路或二次迴路。這些設備要有以下功能：
(1)自動控制功能。高壓和大電流開關設備的體積是很大的，一般都採用作業系統來控制分、合閘，特別是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設備，對供電設備進行自動控制。
(2)保護功能。電氣設備與線路在運行過程中會發生故障，電流(或電壓)會超過設備與線路允許工作的範圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號並對設備和線路進行自動調整(斷開、切換等)的保護設備。
(3)監視功能。電是眼睛看不見的，一台設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設定各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監視。
(4)測量功能。燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態(有電或斷電)，如果想定量地知道電氣設備的工作情況，還需要有各種儀表測量設備，測量線路的各種參數，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。
