电液伺服阀介绍

伺服阀工作原理
• 输入一电流指令信号给力矩马达的线将会产生电磁力作用于衔 铁的两端，衔铁因此而带动弹簧管内的挡板偏转。而挡板的偏 转将减小某个喷嘴的流量，进而改变了与此喷嘴相通的阀芯一 侧的压力，推动主阀芯向一边移动。 • 阀芯的位移打开了供油口与一个控制油口的通道，沟通了另一 个控制油口与回油口之间的通道。同时阀芯的位移也对弹簧杆 产生一个作用力，此作用力形成了对衔铁挡板组件的回复力矩 ，当此回复力矩与由力矩马达的电磁力作用在衔铁挡板处的力 矩相平衡时，挡板回到零位，主阀芯保持在这一平衡状态的开 启位置，直到输入的给定信号发生改变。 • 总之：阀芯的位移与输入的电流信号大小成正比，在恒定的阀 压降下，流过阀的负载流量与阀芯位移成正比。
伺服阀工作原理
• 从而引起主阀芯移 动，伺服阀有流量 输出，随着主阀芯 的移动，当两个控 制腔中的压力相等 时，挡板又处于中 间位置，这是主阀 芯停止移动。
伺服阀技术参数
• 流量增益： • 阀套开有矩形通流窗口，它与主阀芯构 成控制阀口，此控制阀口开口的大小由 输入电流值来决Leabharlann Baidu定，流量增益（单位 阀芯位移对应的流量）由该矩形窗口宽 度决定。在输入电流100%，阀压降70bar 时，流经阀的流量是一个确定值，在此 情况下，若进一步增大流量增益，将使 阀体通流饱和而流量曲线弯折。
伺服阀结构
伺服阀结构
特点
采用双线圈、四气隙、对称式干 式力矩马达 两级液压放大器结构 前置级为无摩擦的双喷嘴挡板阀 阀芯驱动力大 阀芯对称式设计 动态响应性能高，频率响应:300Hz 结构坚固，使用寿命长 压力高：315bar 高分辨率，低滞环 可更换的控制油过滤器
伺服阀阀体
伺服阀结构从阀体开始
伺服阀技术参数
• 频率响应曲线（波德图） • 频率、相位与幅值之间的关系，可 以用波德图来表描述。 • -3dB处的频率表示，在该频率上阀 的输出流量比输入信号低-3dB，相 应地幅值比为0.707，该特征值为幅 频特性曲线的一个点。 • -90°频率在相频特性上指出一个工 作点，在该点输出信号滞后于输入 信号90°
伺服阀技术参数
• 压力增益 • 为了能够驱动控制进行校正，需 要一个相应的力。因此，输出压 力随输入信号的变化特征就显得 十分重要，这一变化特性用压力 特性曲线来表示
伺服阀技术参数
• 阀芯遮盖量 • 主阀芯的四个控制边对称布置，这样可以 选择正遮盖、负遮盖和零遮盖。正遮盖零 区曲线平坦，零位无流量，压力增益高； 负遮盖零区曲线很陡（流量增益可达200% ），零位流量较大，压力增益小。
伺服阀技术参数
• 零遮盖伺服阀 • 最常用的阀口形式，适用于各种闭环控制系统 中。
伺服阀技术参数
• 正遮盖伺服阀 • 常用于零位无流量、开环控制伺服系统中。
伺服阀技术参数
• 负遮盖伺服阀 • 适用于高精度闭环压力和力调节伺服控制系统 中。
伺服阀技术参数
• 分辨率 • 分辨率指的是：为使输出流量在某 个方向产生一个可检测的变化，所 需加上的同方向电信号变化量。前 者一度曾有停顿现象发生，克服这 一现象需在同一方向施加的最小电 信号变化率，分辨率用额定电流的 %表示
伺服阀喷嘴模块
伺服阀喷嘴
• 伺服阀先导级含有两个对称喷嘴
伺服阀力矩马达
• 喷嘴和力矩马达 ，弹簧管内的挡 板一方面与力矩 马达衔铁连接， 另一方面其穿过 两个喷嘴与主阀 芯连接
伺服阀工作原理
• 当伺服阀失电时， 挡板位于两个喷嘴 中间，所以主阀芯 两个控制腔中的压 力是相等的，主阀 芯也是位于中位。
电液伺服阀介绍
伺服阀概述
• 伺服阀的功能：将输入至系统的小功率控制电信号 转变为阀芯的运动，而阀芯的运动又去控制流向液 压执行元件的压力能（压力和流量），实现电液信 号的转换和放大以及对液压执行元件的精确控制。 伺服阀是电液伺服系统的核心元件。 • 伺服阀的特点：伺服阀有机地结合了精密机械、电 子技术和液压技术；具有控制精度高、响应快、体 积小、结构紧凑、功率放大系数高、直线度好、死 区小、灵敏度高、动态性能高等特点。已广泛应用 于各种液压伺服系统中。
伺服阀技术参数
• 电气特性 • 伺服阀力矩马达为双线圈，可实现冗余设计。其接线可由三种 接线方式：并联、串联和单个线圈。当线圈串联连接时，其额 定电流值是并联连接或单线圈工作时额定电流值的一半
伺服阀工作原理
• 在力矩马达中，安 装有环绕在衔铁四 周的永久磁铁磁轭
伺服阀工作原理
• 在力矩马达线圈中 输入电流会激励磁 衔铁，应引起衔铁 倾斜，衔铁倾斜方 向由电流的极性来 确定（正或负）， 倾斜程度则取决于 电流大小
伺服阀工作原理
• 衔铁倾斜会使挡板 更靠近一个喷嘴， 而远离另一个喷嘴 ； • 这样就会使主阀芯 两端控制腔中压力 产生压差。
伺服阀阀套
• 为了使阀芯凸肩与油口精密配套 ，在阀体内安装阀套。
伺服阀阀芯
• 伺服阀阀芯安装在阀套内，与阀套 进行精密配合，伺服阀阀芯与阀套 采用零遮盖量。
伺服阀过滤器
• 在主阀体内，还应安装用于过 滤先导控制油液的过滤器
伺服阀先导级油液
• 阀体端盖用于通过从过滤器 至伺服阀先导级的控制油液
伺服阀技术参数
• 反向回差（滞环） • 反向回差是指为使流量发生反向变 化所必须输入的电信号变化量，用 额定电流的%表示，前者一度曾有 停顿现象发生，克服这一现象需在 相反方向施加的最小电信号变化率 ，此时输入电流信号使一个控制点 朝着相反方向变化而得到调整。
伺服阀技术参数
• 伺服阀动态特性 • 驱动系统的固有频率及由此产生 的总增益，决定了改系统的条件 精度。而驱动系统的固有频率， 则取决于伺服阀的动态特性。 • 伺服阀的响应信号（流量）亦为 正弦信号，但其幅值和相位均为 激励信号存在偏差。 • 随着频率的增大，输出幅度越来 越小，阀芯运动与输入信号的相 位滞后也越来越大。