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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)閥門開口度的控制。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開口精度,終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
正確選擇閥門電動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
正確選擇閥門電動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 一、操作力矩:操作力矩是選擇閥門電動(dòng)裝置的參數(shù),電動(dòng)執(zhí)行器輸出力矩應(yīng)為閥門操作力矩的1.2~1.5倍。 二、操作推力閥門電動(dòng)裝置的主機(jī)結(jié)構(gòu)有兩種:一種是不配置推力盤,直接輸出力矩;另一種是配置推力盤,輸出力矩通過(guò)推力盤中的閥桿螺母轉(zhuǎn)換為輸出推力。 三、輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù):閥門電動(dòng)裝置輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的多少與閥門的公稱通徑、閥桿螺距、螺紋頭數(shù)有關(guān),要按M=H/ZS計(jì)算(M為電動(dòng)裝置應(yīng)滿足的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù),H為閥門開啟高度,S為閥桿傳動(dòng)螺紋螺距,Z為閥桿螺紋頭數(shù))。