伺服阀和比例阀

第9章伺服阀和比例阀一、概述在实际应用中，除了开关和定值控制外，还更多地需要比例控制，即保持输出和输入成连续、正比关系，这不仅有利于降低系统的复杂程度，而且会大大提高系统的自动化程度和控制精度。(Chaper9Servovalveandproportionalvalve)伺服阀的输出量（流量）和输入量（电信号等）成连续比例关系，应用在精度要求较高的力、位移和速度的控制场合。伺服阀对油液的清洁度要求较高，价格较昂贵。二、伺服阀(ServoValve)从输入信号的类型而言，伺服阀可分为电液伺服阀、气液伺服阀和机液伺服阀。三者的工作原理大体相同，只是输入信号与阀芯控制信号间的转换方式不同。其中，电液伺服阀最为常用。1、结构组成伺服放大器伺服放大器把输入的电压信号与反馈的电压信号进行比较和放大运算后，转换为与偏差电压成比例关系的电流信号，作用在控制线圈上，从而控制伺服阀的动作。电气－机械转换装置电－机转换装置包含了电流－力转换和力－位移转换两个功能。电气信号转换为力（力矩）信号后作用在液压前置放大器上，经弹性元件转换为位移。典型的电气－机械转换装置有力马达和力矩马达两种。力矩马达力矩马达基于衔铁在磁场中受力发生偏转的原理进行工作，衔铁在液压力矩、弹簧力矩和电磁力矩的作用下保持平衡，从而控制阀芯在输入信号的作用下移动对应的位移后也保持新的平衡，使输出位移和输入信号一一对应。力矩马达的尺寸及惯性较小，动态响应特性好，但其线性度不及力马达，常用于喷嘴—挡板阀。力马达力马达基于带电线圈在磁场中受力的原理进行工作，使输出力和输入电信号成正比关系，然后通过弹簧把力与位移对应起来，从而最后实现阀芯输出位移与输入电信号的一一对应。力马达的线性度好，价廉易制，但其尺寸和惯性较大，动态响应特性较低，通常配用滑阀或射流管阀，用于工业伺服阀中。

液压功率放大器液压功率放大器把来自电气－机械转换装置的力（力矩）信号转换为油液的流量信号和压力信号。受结构尺寸的限制，电气－机械转换器的输出力或力矩较小，难以直接驱动大功率的液压放大器，因此伺服阀一般为两级液压放大，即转换器驱动液压前置放大器，由前置放大器再驱动液压功率放大器。常用的液压前置放大器分为滑阀、喷嘴－挡板阀和射流管阀三种（可根据液压前置放大器的种类对伺服阀进行分类），而液压功率放大器则几乎都是滑阀。反馈装置伺服阀的反馈总的来说可分为两部分：一是前置放大器和功率放滑阀间的负反馈，保证功率滑阀的准确定位；二是控制参量及中间环节参数的反馈，它们是保证控制能力和提高控制精度的必要环节。2、工作原理伺服放大器电气－机械转换装置前置级功率滑阀执行元件液压放大器比例阀是一种性能低于伺服阀的液压控制阀，其输出与输入成比例关系，它对油液的清洁度要求较伺服阀低，价格也更低，在大多数工业应用中具有更强的竞争力。比例阀诞生于20世纪70年代早期，是行业需求和市场驱动的结果。三、比例阀可以这样理解：比例阀的工作原理类似于普通的液压开关和定值阀，只是比例阀的加载装置（换向、调压和调速）较特殊。当然，为了提高比例阀的性能，在阀芯和阀腔结构的设计上做了大量的改进，并且高性能的比例阀还增加了内部信号反馈处理环节。1、分类由于比例阀的主要特点在于其加载装置有别于普通阀，因此只需在普通液压阀的主体名称前面加上“比例”两个字便可标识比例阀。例如，我们可以这样说：先导比例溢流阀、比例调速阀、三位四通比例方向流量阀等等。比例电磁铁是一种线性的电—机转换装置，其输入电信号与输出电磁吸力成正比，通过弹簧把力转换为位移，从而把输入电信号与阀芯的位移对应起来。2、比例电磁铁比例电磁铁带电后，输出与输入信号成比例的电磁吸力，推动滑芯运动。对压力阀而言，弹簧并不压缩，只起传力的作用；对流量阀而言，弹簧把力转换为对应的位移，从而实现阀芯的运动位移与输入电信号间的比例关系。3、工作原理四、最新比例液压元件的情况介绍比例阀比例变量泵日本油研、德国力士乐、美国vickers,bosch等。五、插装阀开发目的工作原理结构型式应用情况注意要点六、小结伺服阀是一种高性能的液压控制阀，由于它对油液的清洁度较高，并且价格昂贵，只在少数有较高要求的应用领域得到应用。比例阀的控制性能可满足大多数工