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淺談電液比例閥簡介及比例控制原理

電液比例控制閥 是介于普通液壓閥和電液伺服閥之間的一種液壓控制閥,與電液伺服閥的功能相似,其輸出的液壓量與輸入的電信號成比例關系。

1、電液比例控制閥簡介


流體傳動技術以17世紀的帕斯卡定律為理論基石,之后獲得了發展,20世紀第二次世界大戰期間戰爭的激勵,使其取得了很大進展,整體上經歷了開關控制、伺服控制、比例控制3個階段。比例控制技術是20世紀60年代末人們開發的一種可靠、價廉、控制精度和響應特性,均能滿足工業控制系統實際需要的控制技術。


當時,電液伺服技術已日趨完善,但電液伺服閥成本高、應用和維護條件苛刻,難以被工業界接受。人們希望有一種價廉、控制精度能滿足需要的控制技術,這種需求背景導致了比例技術的誕生和發展。1967年瑞士某公司生產的KL比例復合閥標志著比例控制技術在液壓系統中正式開始應用,主要是將比例型的電機械轉換器(比例電磁鐵)應用于工業液壓閥,到20世紀80年代,隨著微電子技術的發展,比例控制技術已達到較完善的程度,主要表現在3個方面:


①采用了壓力、流量、位移、動壓等反饋及電校正手段,提高了閥的穩態精度和動態響應品質,這些標志著比例控制設計原理已經完善;


②比例技術與插裝閥已經結合,誕生了比例插裝技術;


③以比例控制泵為代表的比例容積元件的誕生。電液比例閥在工業生產中獲得了廣泛的應用,可用于控制位置(轉角)、速度(轉速)、加速度(角加速度)、壓力(壓差)、力(力矩)等參數。如陶瓷地板磚制坯壓力機、帶鋼軋機的帶鋼恒張力控制、壓力容器疲勞壽命試驗機、液壓電梯運動及控制系統、金屬切削機床工作臺運動控制、軋鋼機壓下及控制系統、液壓沖床、彎管機、塑料注射成形機等。



2、比例控制原理


電液比例閥多用于開環液壓控制系統中,實現對液壓參數的遙控,也可以作為信號轉換與放大組件用于閉環控制系統。與手動調節和通斷控制的普通液壓閥相比,它能顯著地簡化液壓系統,實現復雜程序和運動規律的控制,便于機電一體化,通過電信號實現遠距離控制,大大提高液壓系統的控制水平;與電液伺服閥相比,盡管其動態、靜態性能有些遜色,但在結構與成本上具有明顯優勢,能夠滿足多數對動靜態性能指標要求不高的場合。隨著電液伺服比例閥的出現,電液比例閥的性能已接近甚至超過了伺服閥。


電液比例閥通常由電氣機械轉換器、液壓放大器(先導級閥和功率級主閥)和檢測反饋機構三部分組成(見圖1)。若是單級閥,則無先導級閥。


大蘭液壓電液比例閥的組成


電液比例閥是比例控制系統中的主要功率放大元件,按輸人電信號指令連續、成比例控制液壓系統的壓力、流量等參數。與伺服控制系統中的伺服閥相比,在某些方面還有一定的性能差距(主要性能比較見下表),但它顯著的優點是抗污染能力強,大大減少了由污染而造成的工作故障,提高了液壓系統的工作穩定性和可靠性;另一方面比例閥的成本比伺服閥低,結構也簡單,已在許多場合獲得廣泛應用。

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