永磁低速同步電機(jī)式執(zhí)行器

永磁低速同步電機(jī)式執(zhí)行器 用永磁低速同步電機(jī)構(gòu)成的執(zhí)行器，以國(guó)產(chǎn)ZDAS型行程執(zhí)行器為例，其輸出推力400~2500N，行程10~40mm，速度0.75~1.25mm/s。國(guó)產(chǎn)SKZ型執(zhí)行器也用永磁低速同步電機(jī)構(gòu)成。 數(shù)字式電動(dòng)執(zhí)行器 為了直接和計(jì)算機(jī)配合，近來(lái)出現(xiàn)了數(shù)字式電動(dòng)執(zhí)行器，它的輸入信號(hào)是脈沖形式，伺服電機(jī)式由脈沖驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。雖然步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)有嚴(yán)格的比例關(guān)系，但是脈沖數(shù)可能由于干擾而出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以執(zhí)行器仍然要有位置反饋信號(hào)，通常也是以直流4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)形式送回計(jì)算機(jī)，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后與設(shè)定的閥位比較構(gòu)成閉環(huán)，以保證閥位有正確的開(kāi)度。

電動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)原理如圖

電動(dòng)執(zhí)行器 電動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸，電機(jī)與滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)連接；滾珠絲杠和滑移平臺(tái)通過(guò)螺母連接。電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)滾珠絲扛轉(zhuǎn)動(dòng)，需要克服回轉(zhuǎn)體阻尼力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等的作用。編碼器主要負(fù)責(zé)采集電機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)，以便于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，不過(guò)應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)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(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)?；破脚_(tái)用于固定工作負(fù)載。通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理圖可知：電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行情況取決于電機(jī)特性及其控制系統(tǒng)，在一定程度上電機(jī)可以看做電動(dòng)執(zhí)行器的核心部件。在電動(dòng)執(zhí)行器中普遍使用的電機(jī)主要有3種，即步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)等。其中步進(jìn)電機(jī)電動(dòng)執(zhí)行器具有成本低廉、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，所以其應(yīng)用廣。圖中J為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；B為黏滯阻尼系數(shù)；T為電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；ω為電機(jī)轉(zhuǎn)速；m為負(fù)載質(zhì)量；F為外部干擾力；v為滑動(dòng)平臺(tái)x方向的運(yùn)行速度，均為表征電動(dòng)執(zhí)行器特性的重要參數(shù)。

電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)基于微控制器TMS320F2812設(shè)計(jì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用步進(jìn)電機(jī)，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)主要包括上位機(jī)、CAN通信模塊、微控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)檢測(cè)等部分。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制面板或者上位機(jī)設(shè)定相關(guān)參數(shù)；參數(shù)經(jīng)CAN總線傳送至控制器TMS320F2812，通過(guò)運(yùn)算得到步進(jìn)電機(jī)控制量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其速度、旋轉(zhuǎn)角度等控制；步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出經(jīng)滾珠絲杠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化以及減速處理后進(jìn)行閥桿控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)口度的控制。另外，步進(jìn)電機(jī)一端裝有霍爾傳感器，用于電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置控制；閥門(mén)處裝有流量、壓力等傳感器，采集的流量、壓力等信號(hào)經(jīng)簡(jiǎn)單處理后傳送至控制器TMS320F2812的A/D模塊，與設(shè)定值比較，得到偏差數(shù)值，通過(guò)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)位置和速度保證閥門(mén)開(kāi)口精度，終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

電動(dòng)閥門(mén)執(zhí)行器在現(xiàn)配型號(hào)的時(shí)候應(yīng)該考慮那些問(wèn)題?

越來(lái)越多的工廠采用了自動(dòng)化控制，人工操作被機(jī)械或自動(dòng)化設(shè)備所替代，人們要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠起到控制系統(tǒng)與閥門(mén)機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間的界面作用，更要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)增強(qiáng)工作安全性能和環(huán)境保護(hù)性能。在一些危險(xiǎn)性的場(chǎng)合，自動(dòng)化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置能減少人員的傷害。 那么電動(dòng)閥門(mén)執(zhí)行器在現(xiàn)配型號(hào)的時(shí)候，應(yīng)該考慮那些問(wèn)題？ 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是高度的穩(wěn)定和用戶可應(yīng)用的恒定的推力，執(zhí)行器產(chǎn)生的推力可高達(dá)225000kgf，能達(dá)到這么大推力的只有液動(dòng)執(zhí)行器，但液動(dòng)執(zhí)行器造價(jià)要比電動(dòng)高很多。