电液比例阀在水轮机液压伺服系统中的应用

1、电液比例阀在水轮机液压伺服系统中的应用何 伟 (武汉交通职业学院 湖北武汉 430062林昌杰 (武汉三联水电控制设备有限公司 湖北武汉 430011 电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压 信号产生相应动作 , 使工作阀阀芯产生位移 , 阀口 尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压 力 、 流量输出的元件 。 由于电液比例阀具有形式种 类多样 , 容易组成使用电气及计算机控制的各种电 液系统 , 控制精度高 , 安装使用灵活以及抗污染能 力强等多方面优点 , 因此得到越来越多的应用 。1、 、 比 例换向阀 3大类感器 , 也不具有电子检测和纠错功能 。 所以 , 阀芯 位移量容易受负

2、载变化引起的压力波动的影响 , 操 作过程中要靠视觉观察来保证作业的完成 。近来 , 由于电子技术的发展 , 人们越来越多地采用内装的 差动变压器等位移传感器构成阀芯位置移动的检 测 , 实现阀芯位移闭环控制 。这种由电磁比例阀 、 位置反馈传感器 、 驱动放大器和其它电子电路组成 的高度集成的比例阀 , 具有一定的校正功能 , 可以 有效地克服一般比例阀的缺点 , 使控制精度得到较 大提高 。2 电液比例阀的特点1 电液比例阀比电液转换器在防卡能力上有 较大的提高 。 电液比例阀先导控制级的电磁操作力 比过去常用的电液转换器的先导操作力提高了许多 倍 , 最大值达 5kg 。 而一般电液转换

3、器先导控制级 的电 磁 操 作 力 通 常 小 于 015kg , 最 大 值 不 超 过 0175kg , 有些甚至不到 011kg , 连克服自身的静摩 擦力都显得艰难 。 根据现场经验 , 电液转换器的先 导控制部位是最容易产生卡涩的地方 ; 而先导控制 级的电磁操作力小 , 又是导致发卡的最重要的原因 之一 。 因此 , 电液比例阀防卡能力的增强对系统可 靠性的提高十分重要 。2 电液比例阀的配合精度与伺服阀 (电液转 换器 完全在同一等级 。 其内部的精配合部件完全 采用了伺服阀的加工工艺 , 不是同一只电液比例阀 的阀芯与阀套之间不具有互换性 , 其配合精度与伺 服阀完全在同一等级

4、 。 因此 , 。 3, 它对油质 , 通常小于 25即可 , 这主要是 由于在它的内部流道里没有极易被堵塞的细小节流 孔口 。 而一般的电液转换器最常出现的故障现象之 一 , 即是细小的喷油孔口极易被堵塞 。4 便于优化引导阀与主配压阀的结构设计 。 电液比例阀的新式流道结构设计型式与其他同样通 径的电磁阀相比 , 在压差相同的情况下 , 过流量却 增加了许多 ; 用它来直接控制伺服缸 , 可以使伺服 缸的活塞芯在位移为 ±15mm 的范围内与输入流量 呈线性关系 。5 具有较高的可靠性 。由于电液比例阀的先 导级采用的是动铁式结构 , 因此其电磁线圈的连接 线不会因电磁铁心的动作

5、而折断或脱落 , 从而提高 了可靠性 。3 电液比例阀的应用电液比例阀已经在水轮机液压伺服系统中得到 了十分成功的应用 。 这里介绍的是水轮机调速器的 电液比例随动系统 , 它是由 1个高压油源接通电液 比例方向阀和手动切换电磁阀 、 事故停机电磁阀 、 手 动操作阀构成三并联油路后交于 2点 , 并各串 1个 单向节流阀接至液压缸油缸的 2个油口 , 构成了各 自独立的 3条控制回路 。 还装有电气反馈装置及接 口放大器 , 并与电液比例方向阀构成闭环控制 。该 伺服系统的原理 (见图 1 , 其液压系统图 (见图 2 。 71小水电 2007年第 4期 (总第 136期 技术交流 ;5 油

6、泵 ;6 高精度滤油器 ;7 单向阀 ;8 ;10;11 电接点压力表 ;12 压力继电器 ;13 电液比例方向阀 ; 14 ;15 紧急停机阀 ;16 手动操作阀 ;17 单向节流阀 ;18 软管 ;19 液压缸 ;20 电气反馈装置 ;21 可调撞块 ;22 单向行程节流阀 ;23 液控单向阀 。图 2 伺服系统的液压系统图图 1 液压伺服系统原理图 这种水轮机调速器的电液比例随动装置主要由回油箱 、 电机 、 高压油泵 、 蓄能器 、 液压阀件 、 液 压集成块 、液压缸 、位移传感器和接口放大器组 成 。 它的特点是 :1 1个高压油源通过压力油路与 3个并联的控 制回 路 相 联 ,

7、 3个 油 路 分 别 由 电 液 比 例 方 向 阀 (13 和手自动切换电磁阀 (14 、紧急停机电磁阀 (15 、 以及手动操作阀 (16 构成 ; 3油路并联于 2点后 , 又在之后油路上分别串接 2个单向节流阀 (17 , 两者接至液压缸组件的液压缸 (19 的 2油口 , 从而构成了各自独立的电液比例控制 、 手动控制和事故停机控制 3条回路 ; 回油经回油管流入回 油箱内 。 2 在上述液压缸组件上装有两段关闭装置(21, 22 和电气反馈装置 (20 , 该放大器的输出信号用导线接至电液比例方向阀 (13 两侧的工作 线圈 , 与上述电液比例控制回路构成 1个闭环控制 的电液比例随动装置 。4 结 论电液比例阀对简化工程机械操作 、 提高效率和 作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要的意 义 , 其性能的进一步提高和应用范围的日益拓宽必 将使工程机械产品的技术水平得到较大程度的 提高 。 何 伟 (1960- , 男 , 高级工程师 , 主要从事机电一 体化技术的科研和教学工作 。 E