一种新型的变频电动执行机构

　　1 引言

　　电动执行机构的存在已有近百余年的历史，从最早的单马达驱动到后期的双马达多极变速电动驱动，到了近期，电动执行机构中逐步加入了一些电子控制单元，如单片机控制器、PLC控制单元等，以此更好地做到自动化、智能化、简易化。总的趋势是机械结构更趋合理巧妙，防护等级能适应复杂的现场环境，减速机构越做越小，智能化单元的功能更趋增强。然面机械零件的加工、装配、材质、微动开关的触点接触等因素，都直接影响电动执行机构的质量及使用、检修维护复杂系数及其工作量。为了将电动机的转速降低至阀门开启所需的缓慢速度，齿轮减速机构这一加工成本高、难度大的机械部件必不可少。同样控制电机正反转的配电装置及换向控制单元以及繁琐的机械保护力矩的整定无法简化，这一切均极大地限制了电动执行机构的快速发展。

　　八十年代末，随着自动控制技术、电力电子技术以及计算机技术最新发展，交流电动机的调速手段有了极大的发展，变频调速技术应运而生，并在九十年代日臻成熟。崭新的变频调速技术与电动执行机构的结合，使 得电动执行机构在完全取代以往所有电动执 行机构功能的基础上，增加了令人耳目一新 并且极其宝贵的特性，如柔性起动关闭、运行 速度随时可调、定位精度高、启动电流平稳、 无电气换向单元、力矩行程速度参数软件编 程设定可调、结构相当简单紧凑、有 PROFIBUS现场总线接口、在阀门上使用对阀 门无冲击等等，变频电动执行机构的出现将 电动执行机构的发展水平推到了一个全新的 层次，进而大幅度提高了整个自动控制系统 的安全运行水平、可靠性、调节品质。并在此 行业，率先建立起面向二十一世纪的生产技 术标准。这种新型的变频电动执行机构就是 德国西门子公司推出的SIPOS5系列电动执 行机构。

　　2 工作原理

　　新型SIPOS5系列变频电动执行机构采用的是以电子设备代替机械设备的设计思想，通过其内部集成的一体化变频单元对其电机的转向和转速进行直接控制，在无需拆 解和不改变执行机构内部机械结构的前提 下，进行n级变速调节输出。

　　其主要由三部分组成，即变频控制单元、变频电机和带位置检测反馈的蜗轮蜗杆机械传动装置

　　2.1 变频单元

　　变频控制单元是变频电动执行机构的大脑，其主要功能之一是接收变频电动执行机构的电源输入，并将输入的交流电整流、逆变成电压频率可调的交流电，进而控制变频电机的运行，最终输出执行动作。另外提供了与外界控制单元如PLC、DCS等模拟开关量信号接口和现场总线通讯接口。变频控制单元的接口如右图所示。