电动执行机构
电动执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置,它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。
组成结构
电动执行机构主要由电机、减速器、位置发送器组成。
1、电机
电机是接受伺服放大器或者是电动操作器输出的开关电源,电负责把把电能转化为机械能,从而驱动执行器动作;
2、减速器
将电机的高转速、小转矩转换为低转速、大转矩的输出功率,驱动输出臂转角限制在九十度范围内,产生的扭矩通过联杆驱动阀板开启;
3、位置发送器
通过连杆产生轴向位移,改变铁芯在差动变压器线圈中的位置,使差动变压器输出对应位置的电压转换成标准的直流电流信号即四至二十毫安。
注意:减速器输出轴的转角位移与位置发送器的输出电流呈线性关系。
优缺点
电动执行机构的优缺点如下:
1、能源取用方便、信号传输速度快、传送距离远、便于集中控制等。
2、电动执行机构在防爆要求不高及缺乏气源的场所中有其应用价值。
3、结构复杂、体积较大、推力小、价格贵,且平均故障率高于气动执行机构。
类型
电动执行机构的主要类型包括部分回转(Part-Turn)、多回转(Multi-Turn)及直行程(Linear)三种驱动方式,适用于不同的应用场景和需求。
部分回转和多回转类型通常用于旋转式阀门,而直行程类型则用于需要直线运动的场合。
应用领域
电动执行机构应用广泛,包含但不仅限于:
一、智能家居领域
电动执行机构可以用来控制家居设备的开关、升降运动和旋转等动作,从而实现智能家居的功能。例如,可以通过电动执行机构控制窗帘的打开和关闭,或者控制床垫的升降,让用户享受更加舒适、便利的生活体验。
二、工业自动化领域
在工业自动化领域,电动执行机构是一种重要的执行元件。它可以用来控制机器人的动作,并且可以实现高精度、高速度的动作控制。例如,在汽车制造工业中,电动执行机构可以用来控制机器人的精确位置和方向,实现汽车生产线的自动化生产。
三、医疗设备领域
在医疗设备领域,电动执行机构也有着广泛的应用。例如,在手术机器人中,电动执行机构可以用来控制机器人手臂的精确移动,实现高精度的手术操作。另外,在医用床上,也可以使用电动执行机构来控制床的升降和位置调整,提高患者的舒适度和护理质量。
工作原理
电动执行机构的工作原理主要基于电机驱动,通过接收控制信号,将其转换为电机的驱动信号,进而控制执行机构的运动。以下是电动执行机构工作原理的详细步骤:
1、接收信号
控制电路接收来自控制系统的信号,这些信号可以是4-20mA电流信号或数字信号,用于指示执行机构的目标位置或动作。
2、信号处理
控制电路将接收到的信号转换为电机的驱动信号。这一步骤可能包括信号的放大、滤波等处理,以确保电机能够根据控制信号准确动作。
3、电机驱动
电机根据控制信号开始旋转,带动减速机构工作。减速机构的作用是将电机的旋转速度降低,同时增加输出扭矩,以满足执行机构的需求。
4、减速转动
减速机构将电机的高速旋转转换为低速旋转,提供足够的扭矩来驱动执行机构。这一步骤对于确保执行机构的稳定运行至关重要。
5、位置反馈
位置反馈装置监测执行机构的当前位置,并将信息反馈给控制电路。这一反馈机制确保了执行机构能够精确地达到目标位置。
6、控制调节
控制电路根据位置反馈和控制信号,调节电机的转速和方向,确保执行机构达到预定位置。这一过程可能涉及PID控制等高级算法,以提高系统的响应速度和精度。