一种智能型变频电动执行机构制造技术

一种智能型变频电动执行机构，提供了一种利用直流无刷电机代替交流感应电机或直流有刷电机，并采用电机转子位置检测替代电位器阀门开度反馈的智能型变频电机执行机构，本实用新型专利技术使电动执行机构结构简单，体积小、制造成本低、运行可靠维护方便，速度简单可调，软启动无冲击，延长机械寿命，省去了交流制动，节省能耗，采用软停机无需电制动，无震荡过程，定位精度高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动执行机构，具体为一种用于石油化工电力等工业控制管道阀门开度的智能型变频电动执行机构。
技术介绍
目前，各种电动执行机构只要是有交流感应电机(或直流电机)，减速机构、反馈电位器等组成，其中交流感应电机作为动力源存在机械特性软，调速困难，需要电气制动，耗损大，启动及振荡冲击缩短机械寿命，体积大，制造成本高等诸多缺陷。而直流电机由于电刷和转向器的存在，引起的噪声、火花、电磁干扰、寿命短等一系列弊病，反馈电位器由于有死区，及长期磨损容易出故障，而且要反映阀门开度就必须配置一套与减速器相应变比的小型减速器，它既增加了执行器的故障点，又增加体积及生产成本，目前一种直流无刷电机(简称BLDCM)，内部具有霍尔传感器检测电机转子位置，采用电子换向器替代了传统直流电动机的机械换向装置，克服了直流电机的弊端，既具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电机的运行效率高、无励磁损耗、调速方法简单、体积小、重量轻、高功率密度、启动扭矩大、惯量小和响应快等优点，但这种直流无刷电机并未得到普及应用，在实际执行方面仍存在难题。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题在于提供一种智能型变频电动执行机构，以解决上述
技术介绍
中的缺点。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种智能型变频电动执行机构，包括有电源电路，所述的电源电路分别连接并向IPM模块接口单元和控制单 元提供直流电源；所述的IPM模块接口单元连接和驱动直流无刷电机；所述的控制单元分别连接A/D、D/A转换单元EEPROM存储单元、I/O扩展单元和显示通讯单元，通过A/D、D/A转换单元接收和检测输入4 20ma给定信号，将阀门位置转换成4 20ma信号反馈给中控室，计算阀门的位置，经EEPROM存储单元及I/O扩展单元检测外部开关量输出单元和保存设备正常运行所必需的参数，通过显示通讯单元输出报警信号和显示当前系统信息；在直流无刷电机转动时监测电机霍尔传感器的信号并根据此信号输出不同的PWM信号给IPM模块接口单元；所述的直流无刷电机连接减速机构，所述的减速机构连接阀门。所述的电源电路包括有向IPM模块接口单元提供直流电源的滤波整流输出电路，以及向控制单元提供的降压输出电路。所述的控制单元是由单片机Ul构成。在本技术中，对于单片机的引脚序以通用的引脚序来标注，即左上角为I脚，然后逆时针一次2、3、4……排序。所述的直流无刷电机是带有三个霍尔传感器的电机，所述的控制单元的单片机Ul的12、13、14脚分别各通过一个电阻对应连接三个霍尔传感器的输出端，控制单元的单片机Ul的24脚上的5V电源端分别通过一个电阻对应连接三个霍尔传感器的电源端，而控制单元的单片机Ul的25脚的地端分别通过一个电容对应连接三个霍尔传感器的接地端。所述的A/D、D/A转换单元包括有A/D转换集成块U2和D/A转换集成块U3两部分，其中，A/D转换集成块U2的输出端连接控制单元的单片机Ul的第18脚，D/A转换集成块U3的输入连接控制单元的单片机Ul的第8脚。所述的A/D、D/A转换单元包括有A/D转换集成块U2和D/A转换集成块U3两部分，其中，A/D转换集成块U2的输出端连接控制单元的单片机Ul的第18脚，D/A转换集成块U3的输入连接控制单元的单片机Ul的第8脚。所述的EEPROM及I/O扩展单元是由扩展集成块U4构成，所述扩展集成块U4的1、2、3、7、8脚连接开关量输出单元；第20、21、22连接控制单元的单片机仍的第12、13、14脚；第23、24、25、26脚连接显示通讯单元。所述的EEPROM及I/O扩展单元是由扩展集成块U4构成，所述的扩展集成块U4的1、2、3、7、8脚连接开关量输出单元；第20、21、22连接控制单元的单片机Ul的第12、13、14脚；第23、24、25、26脚连接显示通讯单元。所述的开关量输出单元包括有两组相同结构的磁保护继电器驱动电路和一组通用继电器触发电路，其中，所述的磁保护继电器驱动电路设置有磁保护继电器U5/U6，所述的磁保护继电器U5/U6的驱动线圈通过电阻R5/R6连接到开关三极管T1/T2的集电极，还通过续流二极管D2/D1连接到15V电源，磁保护继电器U5/U6的释放线圈通过续流二极管D5/D4接15V电源，还通过电阻R10/R9电阻连接开关三极管T4/T3的集电极，三极管T1/T2和三极管T4/T3的发射极都接 地，三极管T1/T2的基极通过电阻R4/R3连接EEPROM及I/O扩展单元的第3/2脚，三极管T4/T3的基极通过电阻R13/R12连接EEPROM及I/O扩展单元的第7/8脚，磁保护继电器U5/U6常开接点为输出报警端口 ；所述的通用继电器触发电路是:三极管T5的基极通过电阻R8连接EEPROM及I/O扩展单元的I脚，三极管T5的发射极接地，集电极通过一个电阻R7分别连接二极管D3和继电器U7的线圈，所述的二极管和继电器线圈的另一端连接15V电源，15V电源通过两个耦合电容的并联接地，所述继电器U7的常开接点为输出报警端口。所述的显示通讯单元是由通讯电路和显示电路构成,其中的通讯电路包括有三个高速光耦芯片U6、U7、U8及通讯驱动集成块U9，其中，芯片U6的2脚接5V电源，3脚连接控制单元的单片机Ul的37脚，高速光耦芯片U6的8脚接电源Vdd，还通过一个电阻与6脚一起连接集成块U9的2、3脚，5脚接地；高速光耦芯片U7的2脚接5V电源，还通过两个电容的并联接地，3脚通过一个电阻连接控制单元的单片机Ul的36脚，8脚接电源Vdd，还通过一个电阻与6脚一起连接集成块U9的4脚，5脚接地；高速光耦芯片U8的8脚接5V电源，还通过一个电阻和6脚一起接控制单元的单片机Ul的35脚,2脚接电源Vdd, 3脚通过一个电阻接集成块U9的I脚；集成块U9的6脚和7脚为输出端连接外部计算机，6脚和7脚之间还连接一个电阻，集成块U9的8脚连接电源Vdd，还通过两个电容的并联连接电源Vss ；所述的显示电路包括有显示板插口 J1，所述的显示板插口 Jl的1、2、3、4脚各通过一个电阻连接EEPROM及I/O扩展单元的集成块U4的26、25、24、23脚，以及再分别各通过一个电容接地，以及通过一个电阻接地，显示板插口 Jl的5、6、7、8脚分别对应连接控制单元的单片机Ul的31、39、40、38脚，显示板插口 Jl的9脚接地，10脚接5V电源，9脚与10脚之间还连接有相并联的两个电容。所述的IPM模块接口单元包括有IPM模块UlO，所述的IPM模块UlO的I脚通过一个电容与2脚一起、4脚通过一个电容与5脚一起、7脚通过一个电容与8脚一起分别连接电机的三相，IPM模块UlO的10脚接电源电路中的AC-A，12脚接地，10脚与12脚之间还连接一个电容，IPM模块UlO的15、16、17、18、19、20脚分别对应连接控制单元的单片机Ul的42、44、2、43、1、3脚，21脚还通过一个电阻连接控制单元的单片机Ul的4脚，22脚还通过一个电阻连接控制单元的单片机Ul的19脚，23脚接地，还通过两个电容的并联接5V电源，IPM模块UlO的15、16、17、18、19、20脚还分别各通过一个电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型变频电动执行机构，其特征在于，包括有电源电路，所述的电源电路分别连接并向IPM模块接口单元和控制单元提供直流电源；所述的IPM模块接口单元连接和驱动直流无刷电机；所述的控制单元分别连接A/D、D/A转换单元EEPROM存储单元、I/O扩展单元和显示通讯单元，通过A/D、D/A转换单元接收和检测输入4～20ma给定信号，将阀门位置转换成4～20ma信号反馈给中控室，计算阀门的位置，经EEPROM存储单元及I/O扩展单元检测外部开关量输出单元和保存设备正常运行所必需的参数，通过显示通讯单元输出报警信号和显示当前系统信息；在直流无刷电机转动时监测电机霍尔传感器的信号并根据此信号输出不同的PWM信号给IPM模块接口单元；所述的直流无刷电机连接减速机构，所述的减速机构连接阀门。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王自团，
申请(专利权)人：株洲振邦科技实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：