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電動(dòng)閥與氣動(dòng)執(zhí)行器的選擇比較

電動(dòng)執(zhí)行器與氣動(dòng)執(zhí)行器的選擇比較 （1）氣動(dòng)執(zhí)行器簡(jiǎn)單可靠 老式電動(dòng)執(zhí)行器可靠性差是它過(guò)去的一貫弱點(diǎn)，然而在 90 年代電子式執(zhí)行器的發(fā)展了這一問(wèn)題，可以在 5~10年內(nèi)免維修，它的可靠性甚至超過(guò)了氣動(dòng)執(zhí)行器。 （2）驅(qū)動(dòng)源 氣動(dòng)執(zhí)行器的不足就是需別設(shè)置氣源站，增加了費(fèi)用；電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)源隨地可取。 （3）價(jià)格方面 氣動(dòng)執(zhí)行器必須附加閥門，再加上氣源，其費(fèi)用與電動(dòng)閥不相上下（進(jìn)口電氣閥門與進(jìn)口電子式執(zhí)行器價(jià)格相當(dāng)；國(guó)產(chǎn)與國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行器不相上下）。 （4）推力和剛度：兩者相當(dāng)。 （5）防火防爆

電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機(jī)搭建

通常情況下，電動(dòng)執(zhí)行器從調(diào)節(jié)器獲取數(shù)字量或模擬量控制信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的直線位移或角位移輸出，驅(qū)動(dòng)閥門等執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，終實(shí)現(xiàn)被調(diào)對(duì)象的自動(dòng)控制。 電動(dòng)執(zhí)行器一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機(jī)搭建，控制效果比較理想，但是PLC在可擴(kuò)展性、二次開發(fā)等方面存在短板且成本較高；單片機(jī)運(yùn)算處理能力有限。DSP即數(shù)字信號(hào)處理器，兼顧數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制而且易于開發(fā)。.

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)。滑移平臺(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)。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)2部分

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)2部分。其中，環(huán)形分配器既可以用軟件實(shí)現(xiàn)也可以用硬件實(shí)現(xiàn)。考慮到微控制器的工作負(fù)擔(dān)，提高可靠性，環(huán)形分配器通過(guò)硬件方式來(lái)實(shí)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(jìn)電機(jī)控制芯片PMM8713PT進(jìn)行環(huán)形分配器設(shè)計(jì)。該芯片控制功能比較豐富，可用于兩相或四相步進(jìn)電機(jī)控制。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)電流相對(duì)較大，所以要在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和控制器之間添加功率放大電路。另外，考慮到步進(jìn)電機(jī)的高電平、大功率對(duì)控制器的干擾，TMS320F2812的控制接口不能直接與步進(jìn)電機(jī)相連，需要添加隔離電路。