直流无刷电机的功能性能分析

将直流无刷电机用于电动执行器，极大地丰富了执行器的功能，并将执行器的主要技术指标有了空前的提高。

1、开关阀的速度可调

直流无刷电机的调速功能使得执行器的开、关阀速度可调。直流无刷电机可以实现无级调速。采用闭环调速控制技术，其速度可以不随负载力矩变化。为了用户选择速度的方便，一般控制电路将电机速度设计为分档可选形式。例如将速度分为8档，调速范围8:1.用户可以根据自己的需要，分别选择开、关速度。

2、分段变速运行

有些特殊用途的阀门工作，要求在不同的行程段以不同的速度工作。例如开度从0~50%，用10秒钟走完；用50%~用30秒走完。采用直流无刷电机的执行器，将很容易实现上述要求。

3.柔性开启

柔性开启是指启动电机时，让电机的转速从zui抵挡开始逐档升速，至用户设定的开、关阀速度。柔性开启一方面可以减小电机的启动电流，另一方面可减小减速机机构传动齿轮的撞击。

由于柔性启动能将电机的启动电流降低到不大于额定电流，所以电机的频繁启动不会导致电机和驱动电路发热。完全可以实现大于1200次/小时开、关频度的要求。由于启动时不会对传动齿轮造成撞击，也能有效延长了执行器的寿命。

4、柔性关闭

柔性关闭是指在执行器开、关动作时，阀门开度逐渐接近给定开度，在给定值与实际开度值接近到一定程度时（或到限位位置），控制电路自动开始逐档降低电机转速，在给定值与实际开度值相等关断电机前，电机速度已降至。由于电机速递的降低，能有效地提高定位精度高，并减小了制动时对减速机机构产生的冲击。

5.自动变速

当给定值与当前阀门开度差异较大时，控制电路可自动调高电机速度，使调节阀的调节速度加快，以迅速消除控制系统的被调量偏差，提高了控制系统的调节品质。

6、无摩擦制动

直流无刷电机在断电后的瞬间，转子具有的动能将通过定子线圈转换成电能。这时的电机工作于发电状态。如果将发电机的输出短路，所发出的电能即对转子产生制动作用。制动力矩的大小与转子的堕走速度成正比。即电机的堕走速度越高，产生的制动力矩越大。所以这一无摩擦力矩能使电机立刻停转。控制电路利用无摩擦自动刹车功能，可大大提高执行器的定位精度。在执行器的满行程时间大于10秒时，定位误差可做到不大于正负0.1%。与其他制动方式相比，直流无刷电机的制动不需要专门的电路或器材，且制动力矩随堕走速度自动变化，保证了zui佳的制动效果。由于这种制动是非摩擦式的，所以制动效果长期稳定。

7、力矩检测与过力矩保护

执行器的输出力矩源于电机的电磁力矩。通过检测电机的电磁力矩，可间接地得到执行器的输出力矩。

当负载力矩增加时，电机转速下降，从而使电流增加反电势下降。如果采用闭环控制电机转速，电流随阻力矩增加要保持速度不变，驱动电路会自动调高加在定子绕组上的平均电压。所以不管电机转速是开环控制还是闭环控制，电流都能正确反映执行器的负载力矩变化。

通过检测直流电机的电流、电压计算出力矩，是一简单有效的方法。与通过电气参数检测交流电机力矩的电路和软件相比，直流电机的力矩监测电路更简单。