变频技术在电动执行机构上的应用
在自动调节系统中，执行单元的工作质量至关重要。每套自调系统的对象特性、时间常数、滞后时间、放大倍数都不同。因此，作为执行单元的电动执行器也应有各种工作速度与之对应才是。但电动调节阀一旦确定选型，工作速度、行程时间就相对固定，无法满足系统要求。结果只有通过频繁的启动、停止来满足给定值附近的微调，造成了系统的振荡，容易发生电机烧毁事故。采用变频式电动调节阀能很方便的解决这个问题。电动执行器要实现高质量和高精度的控制，对控制信号的微小变化要反应灵敏。实现动态响应好，执行机构运行速度必须和控制信号幅度成比例。要克服系统静差，执行机构只有以低速运行通过*的微调作用才能修正给定值微小偏差。显然，不具有变速功能的电动执行器是难以满足上述要求的。
1 系统主要特点及其工作原理
智能型变频电动执行器是利用数字化变频、单片机技术，改造目前现有的电动执行器，使之具有智能化、变速运行、动态响应好、调节定位精度高、稳定性好、故障率低、寿命长及应用场合更加广泛的特点。
1.1 主要特点
1）起动电流小
系统的线路设计更加简化，不用配置动力柜，线路简单，安全可靠，起动电流zui多也就是变频电机的额定电流，而传统的执行机构能达到5-7倍左右。
2）实现控制过程*化减少电机起停次数，减少阀门磨损
变频控制电路使动作过程始终随控制信号和阀位反馈信号偏差自适应调整。可确保以zui小的启停次数来实现zui高的控制精度，从而实现控制过程*化，并因起停次数的减少而减少阀门的磨损。
3）“软启动”和“软关闭”在确保zui大力矩的同时可避免对阀门的冲撞
以zui大力矩的低速度渐进调整阀门开度，并柔性软起动使起动电流大大减少。即使频繁起动次数很多的流量，压力系统也不会烧毁电机。这就是变频、软启动、软关闭的特色。这一传统执行器难以实现的功能，因内置一体化变频器的采用而得以实现。在接近设定或极限位置时，变频器自动调整电机供电的频率和电压，降低电机转速，以zui低速度慢慢到达位置。避免因惯性对阀门造成的过调和冲撞而施加电制动功能，使执行机构的输出力矩永远都不会超过事先设定的关断力矩。
4）执行机构可改善阀门的线性特性，使用较为简单的阀门，完成复杂的控制
对于复杂的控制过程，总是希望阀门的开度与介质的流速成比例。根据阀门的特性，内置智能控制模块自动调整全行程过程中的运行速度，将全行程运行时间分为10档。每一档都以不同的速度运行。通过参数设定来完成设置。这一功能被称为“行程—速度特性”，主要被用来改善阀门线性特性。同时还具备改善阀门的流量特性。
5）智能程度高，应用软件性能丰富可靠
变频电动执行机构力矩、行程、速度编程可调，大大简化型号类别，节约备品件仓贮投资及方便管理。软件系统针对执行器和调节阀各种应用场合的要求开发。输入信号标准化，为4～20mA，1～5V；位置反馈信号标准化；断线保护；作用方式可现场任意设定；联锁控制；断相、过热、过力矩、阀卡等多重保护；具有看门狗、掉电保护等多项功能。
1.2 系统工作原理
图1为智能型变频电动执行器的工作原理图。智能型变频电动执行器由减速器部分和控制部分构成。控制部分又分为电机控制电路和控制回路电路。
图1 执行机构工作原理图
其简单工作过程是：输入信号（或数字通信信号）和位置反馈信号,同时进入智能控制器A/D转换电路,CPU将二者进行比较、运算,输出一个和偏差方向一致的开关信号及一个与偏差大小成比例的数字信号去电机控制电路,电机控制电路控制电机运行速度和运行方向,从而达到连续变速控制执行器开度,实现自动调节的目的。电机控制电路对于电机过载、短路、断相均可进行保护并输出相应报警信号。RS485通信接口是智能型变频电动执行器与外部按照通信协议进行的标准通信接口。智能型变频执行器通过显示屏和旋钮操作来设定满足各种使用场合的性能参数。CPU工作按照预定程序和参数来指挥执行器工作。
