电动执行器概述

电动执行器是一种采用电动机拖动阀门来控制介质流量的现场仪表，与气动执行器相比，具有能源供给方便、结构简单、精度高、可以频繁动作的优点，因此在电力、化工、冶金等行业得到了广泛应用。电动执行器由两部分组成，一是电动机部分，主要是一台直流或交流电动机，大部分是异步电动机；二是功率电路，用于驱动电动机。电动执行器的关键在于电动机的控制技术。

随着自动控制技术和电气技术的快速发展，电动执行器的发展也是日新月异。近年来，以国外著名公司所研制的新型电动执行器为代表，突显了电动执行器领域的最先进水平，这些产品不仅采用的技术非常先进，在性能上非常强大，而且已经具有全面的自我保护、智能化总线通信、智能化自我诊断和机械一体化结构等特点，已经呈现出智能化的发展趋势，代表了智能仪表的先进水平。相比而言，我国在电动执行器领域发展较为缓慢和落后。首先在电动执行器的控制技术上，我国与国外相比差距较大，用于工程的还是较为经典的控制方法，还未及时将先进控制技术应用于工程，而国外已经广泛应用先进的控制技术。其次，电动执行器已经朝着智能化的方向发展，自我保护、自我诊断的功能成为必备，在这一方面，我国的电动执行器还处于根据采集的信息进行简单判断的阶段，对一些较为复杂的故障难以判断，因此我国的电动执行器普遍故障率较高，使用寿命较短，检修周期较长。因此，国外的电动执行器在全球市场占据了绝大多数的市场份额，特别在大机组电厂等可靠性要求较高的应用场合，国外的电动执行器具有垄断地位。(www.xing528.com)

在这样的领域背景下，本课题组研究了矢量控制技术，提高执行器的带负载能力和动态性能；采用无速度传感器方法，根据电动机的电压电流来实时计算速度，解决目前采用低分辨率的速度传感器带来的速度计算误差过大的问题；采用软件的方法来计算执行器的输出力矩，不仅保证精度，还可以降低系统的成本；研究自动生成定位曲线的电动执行器定位方法，实现“柔性启动”和“柔性关闭”，有效地减少机械冲击，提高执行器的寿命。基于TMS320F28335芯片研制了高性能全数字化矢量变频电动执行器控制系统，实现了上述控制算法。该课题研究成果已技术转让给国内企业，并在2013年全国大学生测量控制与仪器创新设计大赛上获得专业组特等奖（TI杯）。