电动执行器分类详细解析

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电动执行器是一类以电能作为能源的执行器。按结构可分为电动控制 阀、电磁阀、电动调速泵和电动功率调整器及附件等。

①电动执行机构电动执行机构是采用电动机和减速装置来控制阀门的执行机构。通

常,电动执行机构的输人信号是标准电流或电压信号,其输出信号是电动机的正、反转或停 止的三位式开关信号。

电动执行机构按位移分为直行程、角行程和多转式三类;按输入信号与输出信号的关系 分为比例式、积分式两类。

②电动调速泵电动调速泵指用交流调速技术对交流电动机进行调速,实现流量控制 的电动执行器。

交流电动机调速方法有调频调速、调极对数调速和调转差率调速三种,同步交流电动机 因不受转差率影响,只有调频调速、调极对数调速两种调速方法。

变频调速是改变电源频率/i来改变电动机的同步转速。异步电动机采用变频器调速时, 为防止电动机磁饱和,要控制电动机的磁通,抑制启动电流。因此,需根据电动机特性对供 电电压、电流、频率进行合适控制,使电动机获得所需转矩。

a.电压/频率控制。电压/频率控制是改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机

磁通保持不变,在调速范围较广时,使电动机功率和效率不下降,即控制电压与频率之比。 常用下列控制方式。

•线性V/F控制。变频器输出电压与频率的关系为线性,用于恒定转矩负载。

•带磁通电流控制(FCC)的线性V/F控制。根据电动机特性实时计算所需输出电 压,用于保持电动机磁通在最佳状态,该方式可提高电动机效率和改善电动机动态响应 特性。

•平方V/F控制。变频器输出电压的平方与频率成正比,用于变转矩负载,例如风 机、泵等设备的控制。

•特性曲线可编程V/F控制。变频器输出电压与频率之间用分段线性关系描述,用于 特定频率下为电动机提供特定转矩。

•带能量优化控制(ECO)的线性V/F控制。变频器自动增减电动机电压,使电动机 在损耗最小的工作点运行。

b.矢量控制。矢量控制是将供给异步电动机定子电流从理论上分为两部分,即产生磁

场的电流分量(磁场电流)和与磁场相垂直的,用于产生转矩的电流分量(转矩电流)。磁 场电流、转矩电流与直流电动机的磁场电流、电枢电流相当。根据直流电动机电枢电流控制 的原理,异步电动机定子电流在电动机内部用电磁感应作用,使在电气上分解出磁场电流和与其垂直的转矩电流。

矢量控制是定子电流分解为磁场电流和转矩电流,根据其大小进行控制,合成的定子电 流供异步电动机。因此,矢量控制使异步电动机具有与直流电动机相同的控制功能,被广泛 应用于实际生产过程。

C.直接转矩控制。矢量控制调速技术将交流异步电动机的转矩和磁链变换为直流电动

机的直流控制量,然后,经相反的矢量旋转坐标变换及其他变换,将直流控制量变为定子轴 系的可实现的交流控制量。由于矢量旋转坐标变换及其他变换大大增加计算工作量和系统复 杂性,此外,磁场定向轴易受电机参数影响,因此,矢量控制系统的鲁棒性较差。直接转矩 控制是直接在定子坐标系对交流量计算转矩的控制量,因此简化了计算。它可获得与矢量控 制系统相接近的静态和动态调速性能。