电-气复合控制系统

电-气阀门定位器可将电动调节器输出的0~10mADC或4~20mADC信号转换成气压信号去操作气动执行机构。电-气阀门定位器如图2所示。

电-气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的。当输入信号电流通入力矩线圈时，线圈与永久磁钢作用后对杠杆产生一个力矩，于是档板靠近喷嘴，经放大器放大后，送入薄膜气室，使杠杆向下移动，并带动反馈杆绕其支点向下转动，连在同一轴上的反馈凸轮也作顺时针方向转动，通过滚轮使小杠杆绕其支点偏转，拉伸反馈弹簧。当反馈弹簧对小杠杆的拉力与力矩马达作用在杠杆上的力相等的，两者力矩平衡，阀门定位器达到平衡状态，此时，一定的输入信号电流就对应于气动薄膜调节阀一定的阀门位置。

为了保证一次设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电气设备为之服务，能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合，称为控制回路或二次回路。这些设备要有以下功能：

(1)自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。

(2)保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。

(3)监视功能。电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电气监视。

(4)测量功能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电)，如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。2100433B

电-气转换器的结构原理如图1所示。它是按力矩平衡原理进行工作的。当直流0~10mA电流信号通入置于恒定磁场里的测量线圈时，所产生的磁通与磁钢在空气隙中的磁通相互作用而产生一个向下的电磁力(即测量力)，由于线圈固定在杠杆上，使杠杆绕支承点O偏转，于是装在杠杆一端的档板靠近喷嘴，使其背压升高。经过气动功率放大器后，一方面输出，一方面反馈到波纹管，建立起与测量力矩平衡的反馈力矩，反之亦然。于是输出气压信号的大小就与输入测量线圈电流成一一对应的关系。

复合控制的另一形式是在反馈控制系统中增加输入信号的直接控制通道。例如一个有四组加热电阻丝的加热炉,可以安排其中三组电阻丝由输入信号直接控制,一组电阻丝用作反馈控制，将粗调和细调分开。这样做的好处是系统的反馈控制线路容易设计，也便于实现。输入信号可人为给定或按扰动信号确定。输入信号的直接控制作用也称前馈控制,故这类复合控制系统又称反馈-前馈控制系统。 2100433B

同时包含按偏差的闭环控制和按扰动或输入的开环控制的控制系统。按偏差控制即反馈控制（见反馈控制系统），它按偏差确定控制作用以使输出量保持在期望值上。对于滞后较大的控制对象，反馈控制作用不能及时影响系统的输出，常引起输出量的过大波动。如果引起输出量变化的外扰是可量测的（例如在汽轮机调速系统中，汽轮机的负荷就是可以量测的），则用外扰信号直接控制输出就能更迅速和有效地补偿外扰对输出的影响。理论上甚至可作到使这种影响完全消除（见不变性原理）。这种控制方式称为按扰动控制。影响输出量变化的扰动因素很多，但可量测并用来进行控制的只能是主扰动。按扰动控制一般不能单独采用，常需与按偏差控制结合使用，构成复合控制。复合控制能显著减小扰动对系统的影响，有利于提高控制精度。

中文名称：电气安全控制系统；英文名称：electricalsafetycontrolsystem；