電動閥與氣動執(zhí)行器的選擇比較

電動執(zhí)行器與氣動執(zhí)行器的選擇比較 （1）氣動執(zhí)行器簡單可靠 老式電動執(zhí)行器可靠性差是它過去的一貫弱點，然而在 90 年代電子式執(zhí)行器的發(fā)展了這一問題，可以在 5~10年內(nèi)免維修，它的可靠性甚至超過了氣動執(zhí)行器。 （2）驅動源 氣動執(zhí)行器的不足就是需別設置氣源站，增加了費用；電動閥的驅動源隨地可取。 （3）價格方面 氣動執(zhí)行器必須附加閥門，再加上氣源，其費用與電動閥不相上下（進口電氣閥門與進口電子式執(zhí)行器價格相當；國產(chǎn)與國產(chǎn)電動執(zhí)行器不相上下）。 （4）推力和剛度：兩者相當。 （5）防火防爆

電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機搭建

通常情況下，電動執(zhí)行器從調(diào)節(jié)器獲取數(shù)字量或模擬量控制信號，將其轉換為對應的直線位移或角位移輸出，驅動閥門等執(zhí)行相應的動作，終實現(xiàn)被調(diào)對象的自動控制。 電動執(zhí)行器一般由控制系統(tǒng)、驅動電機、執(zhí)行機構等組成，控制系統(tǒng)作為核心部分，其性能將直接決定閥門的位置控制精度。電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機搭建，控制效果比較理想，但是PLC在可擴展性、二次開發(fā)等方面存在短板且成本較高；單片機運算處理能力有限。DSP即數(shù)字信號處理器，兼顧數(shù)據(jù)處理和實時控制而且易于開發(fā)。.

電動執(zhí)行器結構原理如圖

電動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器結構原理如圖1所示，通過十字滑塊聯(lián)軸，電機與滾珠絲杠實現(xiàn)連接；滾珠絲杠和滑移平臺通過螺母連接。電機輸出轉矩以驅動滾珠絲扛轉動，需要克服回轉體阻尼力和轉動慣量等的作用。編碼器主要負責采集電機轉角信號，以便于實現(xiàn)閉環(huán)控制，不過應根據(jù)實際應用需求和條件決定是否安裝編碼器或其他傳感器，如霍爾傳感器。滾珠絲杠可將電機輸出的旋轉運動轉化為直線運動?；破脚_用于固定工作負載。通過電動執(zhí)行器的結構原理圖可知：電動執(zhí)行器的運行情況取決于電機特性及其控制系統(tǒng)，在一定程度上電機可以看做電動執(zhí)行器的核心部件。在電動執(zhí)行器中普遍使用的電機主要有3種，即步進電機、交流伺服電機、直流伺服電機等。其中步進電機電動執(zhí)行器具有成本低廉、控制簡單等特點，所以其應用廣。圖中J為電機轉動慣量；B為黏滯阻尼系數(shù)；T為電機輸出轉矩；ω為電機轉速；m為負載質(zhì)量；F為外部干擾力；v為滑動平臺x方向的運行速度，均為表征電動執(zhí)行器特性的重要參數(shù)。

步進電機驅動電路包括環(huán)形分配器和功率驅動2部分

步進電機驅動電路包括環(huán)形分配器和功率驅動2部分。其中，環(huán)形分配器既可以用軟件實現(xiàn)也可以用硬件實現(xiàn)?？紤]到微控制器的工作負擔，提高可靠性，環(huán)形分配器通過硬件方式來實現(xiàn)，即選用專用集成電路。本文所述控制系統(tǒng)選用專用步進電機控制芯片PMM8713PT進行環(huán)形分配器設計。該芯片控制功能比較豐富，可用于兩相或四相步進電機控制。因為步進電機所需驅動電流相對較大，所以要在步進電動機和控制器之間添加功率放大電路。另外，考慮到步進電機的高電平、大功率對控制器的干擾，TMS320F2812的控制接口不能直接與步進電機相連，需要添加隔離電路。