输出为转交的执行机构要有足够的转矩

对于输出为转交的执行机构要有足够的转矩，对于输出为直线位移的执行机构要有足够的力，以便克服负载的阻力。特别是高温高压阀门，其密封填料压的比较紧，长时间关闭之后在开启时往往比正常情况要费更大的力，至于动作速度并不一定很高，因为流量调节和控制不需要太快。为了加大输出转矩或力，电动机的输出轴都有减速器，如果电机本身就是低速的，减速器可以简单些。

电动执行器结构原理如图

电动执行器 电动执行器结构原理如图1所示，通过十字滑块联轴，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，所以其应用广。图中J为电机转动惯量；B为黏滞阻尼系数；T为电机输出转矩；ω为电机转速；m为负载质量；F为外部干扰力；v为滑动平台x方向的运行速度，均为表征电动执行器特性的重要参数。

电动执行器控制系统设计

控制系统设计 电动执行器控制系统基于微控制器TMS320F2812设计，执行机构选用步进电机，控制系统结构如图2所示。由图2可知，电动执行器控制系统主要包括上位机、CAN通信模块、微控制器、步进电机驱动电路、参数检测等部分。通过现场控制面板或者上位机设定相关参数；参数经CAN总线传送至控制器TMS320F2812，通过运算得到步进电机控制量，进而实现其速度、旋转角度等控制；步进电机的旋转输出经滚珠丝杠进行运动形式转化以及减速处理后进行阀杆控制，进而实现阀门开口度的控制。另外，步进电机一端装有霍尔传感器，用于电机转速和位置控制；阀门处装有流量、压力等传感器，采集的流量、压力等信号经简单处理后传送至控制器TMS320F2812的A/D模块，与设定值比较，得到偏差数值，通过调整步进电机位置和速度保证阀门开口精度，终实现自动控制。

步进电机驱动电路包括环形分配器和功率驱动2部分

步进电机驱动电路包括环形分配器和功率驱动2部分。其中，环形分配器既可以用软件实现也可以用硬件实现。考虑到微控制器的工作负担，提高可靠性，环形分配器通过硬件方式来实现，即选用专用集成电路。本文所述控制系统选用专用步进电机控制芯片PMM8713PT进行环形分配器设计。该芯片控制功能比较丰富，可用于两相或四相步进电机控制。因为步进电机所需驱动电流相对较大，所以要在步进电动机和控制器之间添加功率放大电路。另外，考虑到步进电机的高电平、大功率对控制器的干扰，TMS320F2812的控制接口不能直接与步进电机相连，需要添加隔离电路。