电动执行器的组织结构及原理

电动执行器一般由控制系统、驱动电机、执行机构等组成，控制系统作为核心部分，其性能将直接决定阀门的位置控制精度。电动执行器控制系统多基于PLC或单片机搭建，控制效果比较理想，但是PLC在可扩展性、二次开发等方面存在短板且成本较高；单片机运算处理能力有限。DSP即数字信号处理器，兼顾数据处理和实时控制而且易于开发。以32位定点DSP芯片TMS320F2812为例，其专门针对电机控制和运动控制而设计。硬件配置上，TMS320F2812具有丰富的通用输入输出接口、16通道12位A/D转换器、两个事件管理器以及大容量的片上存储器，能够较好地满足电动执行器的控制需求；运算速度上，TMS320F2812可以达到150MIPS，可以实时地处理复杂控制算法，实现高精度控制，保证电机的位置控制精度以及速度控制的动态特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多种通信机制，如UART串口通信、CAN总线通信、SPI总线通信等，能够很方便地实现人机交互界面的设计以及同其他系统之间的信息交互。总体来说，基于TMS320F2812的电动执行器控制系统不仅具有传统专用控制器的优势，而且具备很好的集成性、可扩展性、二次开发性，提高了控制系统的可靠性、处理速度以及通用性。 电动执行器通过十字滑块联轴节，电机与滚珠丝杠实现连接；滚珠丝杠和滑移平台通过螺母连接。电机输出转矩以驱动滚珠丝扛转动，需要克服回转体阻尼力和转动惯量等的作用。编码器主要负责采集电机转角信号，以便于实现闭环控制，不过应根据实际应用需求和条件决定是否安装编码器或其他传感器，如霍尔传感器。滚珠丝杠可将电机输出的旋转运动转化为直线运动。滑移平台用于固定工作负载。通过电动执行器的结构原理图可知：电动执行器的运行情况取决于电机特性及其控制系统，在一定程度上电机可以看做电动执行器的核心部件。在电动执行器中普遍使用的电机主要有3种，即步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机等。其中步进电机电动执行器具有成本低廉、控制简单等特点，所以其应用较广。