第2讲-电液伺服阀工作原理与组成_图文
电液伺服阀工作原理_电液伺服阀技术参数
电液伺服阀工作原理_电液伺服阀技术参数嘿，朋友们！今天咱们来唠唠电液伺服阀这个超酷的玩意儿。
你要是搞机械或者液压方面的工作，那肯定对它不陌生。
要是不太了解呢，也没关系，听我一一道来，保证你会觉得这东西特别有趣。
先来说说电液伺服阀的工作原理吧。
想象一下，电液伺服阀就像是一个超级智能的交通指挥官。
它有两个主要的输入信号，一个是电信号，就好比是交通指挥中心发来的指令；另一个是液压油，这就像是路上的车辆。
电信号一过来，就像指挥中心下达了特定的命令，比如说要让哪条路的车流量增大或者减小。
这个电信号作用在电液伺服阀内部的电磁部分。
这电磁部分就像是一个魔法棒，它能把电信号转化为机械运动。
你看啊，电磁力根据电信号的大小和方向，推动一个小阀芯或者挡板之类的部件。
这就好比魔法棒一挥，小木偶就开始动起来了。
这个小阀芯或者挡板的移动可不得了，它直接影响着液压油的流向和流量。
就像交通指挥官改变了路口的信号灯和道路的通行规则，液压油就得按照新的规则流动。
液压油通过电液伺服阀内部精心设计的通道，这些通道就像城市里规划好的道路一样，有进有出。
当阀芯或者挡板改变位置的时候，液压油通往不同的出口，从而驱动外部的液压执行机构，像液压缸或者液压马达。
这就像车辆根据新的交通规则到达不同的目的地，去完成各种各样的工作，比如举起一个很重的物体或者转动一个大轮子。
再说说电液伺服阀的技术参数，这可都是它的“身份证”信息呢。
其中一个重要的参数就是额定流量。
这额定流量就像一个人的饭量一样，告诉我们这个电液伺服阀在正常工作情况下能够允许通过多少液压油。
如果超过了这个额定流量，就好比一个人吃太多撑着了，电液伺服阀可能就会出问题，工作就不正常了。
还有一个参数叫响应频率。
这个怎么理解呢？就好比一个运动员的反应速度。
如果响应频率高，那就意味着电液伺服阀能够快速地根据电信号做出反应，就像一个反应超快的运动员，能迅速改变液压油的流动状态。
相反，如果响应频率低，那就像一个反应迟钝的人，在需要快速动作的时候就跟不上节奏了。
《伺服阀结构图》课件
滞环：伺服阀在 输入信号变化时， 输出压力的变化 滞后于输入信号 的现象
灵敏度：伺服阀 对输入信号的响 应速度，即输出 压力的变化速度 与输入信号的变 化速度之间的关 系
响应速度：伺服阀的响应速度非常 快，能够迅速响应控制信号的变化
稳定性：伺服阀的稳定性非常好， 能够长时间稳定工作
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伺服阀的工作原 理是通过改变阀 芯的位置来控制 液压油的流动， 从而实现对液压 系统的控制。
伺服阀的阀芯位 置由一个伺服电 机控制，伺服电 机的输出信号与 液压系统的压力、 流量和方向成正 比。
伺服阀的工作原 理可以概括为： 通过改变阀芯的 位置来控制液压 油的流动，从而 实现对液压系统 的控制。
工业自动化：用于控制机械设备的 运动和速度
作用：将输出信号反馈给输入端， 实现闭环控制
工作原理：通过检测输出信号的变 化，调整输入信号的大小和方向
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类型：电压、电流、压力等
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应用：广泛应用于各种自动化控制 系统中，如机器人、数控机床等
PART FOUR
传感器：检测外部环境变化，如温度、压力、流量等 信号处理：将传感器检测到的信号进行放大、滤波等处理 信号转换：将处理后的信号转换为电信号，如电压、电流等 信号传输：将电信号传输到伺服阀的输入端，控制伺服阀的动作
率最高。
伺服阀的功率和效 率特性与负载的关 系：伺服阀的功率 和效率特性与负载 的大小有关，负载 越大，伺服阀的功 率和效率特性越差。
伺服阀的功率和效 率特性与温度的关 系：伺服阀的功率 和效率特性与温度 的高低有关，温度 越高，伺服阀的功 率和效率特性越差。
PART SIX
确定伺服阀的用 途和性能要求
电液伺服阀知识学习电液伺服阀组成电液伺服阀原理
电液伺服阀电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件，它能够把微小的电气信号转换成大功率的液压能（流量和压力）输出。
它的性能的好坏对系统的影响专门大。
因此，它是电液控制系统的核心和关键。
为了能够正确设计和利用电液控制系统，必需掌握不同类型和性能的电液伺服阀。
伺服阀输入信号是由电气元件来完成的。
电气元件在传输、运算和参量的转换等方面既快速又简便，而且能够把各类物理量转换成为电量。
所以在自动控制系统中普遍利用电气装置作为电信号的比较、放大、反馈检测等元件；而液压元件具有体积小，结构紧凑、功率放大倍率高，线性度好，死区小，灵敏度高，动态性能好，响应速度快等长处，可作为电液转换功率放大的元件。
因此，在一控制系统中常以电气为“神经”，以机械为“骨架”，以液压控制为“肌肉”最大限度地发挥机电、液的优势。
由于电液伺服阀的种类很多，但各类伺服阀的工作原理又大体相似，其分析研究的方式也大体相同，故今以常常利用的力反馈两级电液伺服阀和位置反馈的双级滑阀式伺服阀为重点，讨论它的大体方程、传递函数、方块图及其特性分析。
其它伺服阀只介绍其工作原理，同时也介绍伺服阀的性能参数及其测试方式。
电液伺服阀的组成电液伺服阀在电液控制系统中的地位如图27所示。
电液伺服阀包括电力转换器、力位移转换器、前置级放大器和功率放大器等四部份。
3.1.1 电力转换器包括力矩马达（转动）或力马达（直线运动），可把电气信号转换为力信号。
3.1.2 力位移转换器包括钮簧、弹簧管或弹簧，可把力信号变成位移信号而输出。
3.1.3 前置级放大器包括滑阀放大器、喷嘴挡板放大器、射流管放大器。
3.1.4 功率放大器——滑阀放大器由功率放大器输出的液体流量则具有必然的压力，驱动执行元件进行工作。
图27 电液控制系统方块图电液伺服阀的分类电液伺服阀的分类电液伺服阀的种类很多，按照它的结构和性能可作如下分类：1）按液压放大级数，可分为单级伺服阀、两级伺服阀和三级伺服阀，其中两级伺服阀应用较广。
电液伺服阀结构分析
电液伺服阀结构分析1.电磁操纵部分：电磁操纵部分由电磁操纵阀芯、电磁线圈和阀体组成。
电磁操纵阀芯在无电压状态下处于闭合状态，当电磁线圈通电时，产生的磁场使阀芯向上移动，从而打开阀口。
当电磁线圈断电时，弹簧力使阀芯回到闭合状态，关闭阀口。
电磁操纵部分控制液压系统中的工作压力和流量，是电液伺服阀的控制部分。
2.液动执行部分：液动执行部分由主阀芯、主阀座和主阀弹簧组成。
主阀芯在电磁操纵部分的控制下，控制液压系统中的工作压力和流量。
主阀芯与主阀座之间的间隙决定了液压系统的工作压力和流量大小。
主阀弹簧的刚度决定了主阀芯回位的力大小，从而控制液压系统的工作状态。
3.辅助部分：辅助部分包括阀体、油路和密封组件等。
阀体是电液伺服阀的结构支撑部分，承受系统的工作压力和力矩。
油路是液压系统中的液体通路，将液压油引导到相应的部位。
密封组件用于防止液压油泄漏，保证系统的密封性能。
1.阀口设计：阀口设计直接影响液压系统的流量特性。
合理设计的阀口可以减小压力损失，提高系统的流量效率。
2.密封设计：液压系统要求具有较高的密封性能，阀口与阀座之间的密封性能直接影响系统的泄漏量。
密封件的材料和结构设计对系统的密封性能有很大影响。
3.材料选择：电液伺服阀需要承受较高的工作压力和力矩，因此需要选择具有较高强度和耐腐蚀性的材料。
4.结构可靠性：电液伺服阀通常工作在恶劣的环境条件下，需要具有良好的抗震、抗振动和抗冲击能力，保证系统长时间稳定运行。
综上所述，电液伺服阀的结构设计是保证其性能和功能的关键。
合理的结构设计能够提高电液伺服阀的控制精度、响应速度和可靠性，满足不同工况下的液压系统需求。
电液伺服阀的不断创新和发展将进一步推动工程技术的进步和应用。
液压伺服控制(电液伺服阀)课件
图6.2用弹簧管支承衔铁的力矩马达 1——弹簧管，2——液压放大元件
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在零位时，衔铁 正好处于四个气隙的 中间位置，弹簧管也 正好在正中零位。当 输 入 i 而 产 生 电 磁 力 矩后，电磁力矩使衔 铁偏转，弹簧管也受 力歪斜变形，作用在 衔铁上的电磁力矩与 弹簧管变形时的弹性 力矩平衡，也就是电 磁 力 矩 Td 通 过 弹 簧 管 弯曲变形而转化为衔 铁的角位移。
滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转板射流阀
滑阀： 优点：流量增益和压力增益高，对油液清洁度要求低 缺点：结构工艺复杂、阀芯受力大、阀分辨率低、滞环大、响应慢
喷嘴挡板阀：单喷嘴特性不好很少用，多为双喷嘴 优点：压力灵敏度高、线性好、零漂小、需输入功率小、动态响应 快 缺点：对油液清洁度要求高
射流管阀： 优点：抗污染能力强、压力效率和容积效率高，使功率级滑阀具有
图6.2用弹簧管支承衔铁的力矩马达 1——弹簧管，2——液压放大元件
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由于力矩马达直接控制液压放大元件，所以在结构安装上，力矩马 达必须与液压放大元件紧连在一起而形成一个整体。
液压放大元件中充满着油液，因弹簧管与液压放大元件间有密封圈 隔开，与衔铁也是，紧密固接的，这样，液压放大元件中的油液就不会 渗漏到力矩马达中去。力矩马达不是浸泡在油液中的，故称干式。
“失效对中”能力 缺点：特性不易预测、动态响应慢、低温特性差
8
3、按反馈形式分：位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈
位置反馈、负载流量反馈流量控制伺服阀：输出流量与输入电流成正比 负载压力反馈压力控制伺服阀：输出压力与输入电流成正比
滑阀位置反馈的两级伺服阀：最常用。 根据功率级滑阀位移反馈到放大器的形式可分为：
3
反馈机构（或平衡机构）：使伺服阀的输出压力或流量与输入 电气控制信号成比例，使伺服阀本身 成为闭环系统
电液伺服阀知识讲解，电液伺服阀组成和工作原理
电液伺服阀知识讲解，电液伺服阀组成和工作原理第1章电液伺服阀概论电液伺服阀是电液伺服控制系统中的重要控制元件，在系统中起电液转换和功率放大作用。
具体地说，系统工作时它直接接收系统传递来的电信号，并把电信号转换成具有相应极性的、成比例的、能够控制电液伺服阀的负载流量或负载压力的信号，从而使系统输出较大的液压功率，用以驱动相应的执行机构。
电液伺服阀的性能和可靠性将直接影响系统的性能和可靠性，是电液伺服控制系统中引人注目的关键元件。
由于系统服务对象和使用环境各式各样，相应地为系统服务的电液伺服阀型号、结构、性能也多种多样。
它们有个性，也有共性。
本章将对常见电液伺服阀的结构原理、组成、分类及有关特点作简要介绍。
1.1电液伺服阀组成电液伺服阀本身是一个闭环控制系统，一般由下列部分组成：（1）电－机转换部分；（2）机－液转换和功率放大部分；（3）反馈部分；（4）电控器部分。
大部分伺服阀仅由前三部分组成，只有电反馈伺服阀才含有电控器部分。
1. 电－机转换部分电－机转换部分的工作原理是把输入电信号的电能通过特定设计的元件转换成机械运动的机械能，由此机械能进而驱动液压放大器的控制元件，使之转换成液压能。
将电能转换为机械能的元件，人们通常称为力矩马达（输出为转角）或力马达（输出为位移）。
力矩马达和力马达有动铁式和动圈式两种结构。
常用的典型结构示于图1.1中。
图1.1（a）为永磁桥式动铁式力矩马达。
它结构紧凑体积小，固有频率高；但是输出转角线性范围窄；适用于驱动喷嘴挡板液压放大器的挡板，射流管液压放大器的射流管或偏转射流管的偏转板。
图1.1（b）为高能永磁动铁式直线力马达。
它体积大，加工工艺性好；驱动力大、行程较大；固有频率较低，约≤300Hz，适用于直接驱动功率级滑阀。
图1.1（c）为永磁动圈式力马达，它又有内磁型和外磁型两种结构形式。
图1.1（d）为激磁动圈式力马达。
它们的共同特点是体积大、加工工艺性好；但是同样的体积下输出力小；机械支撑弹簧的刚度通常不是很大，在同样的惯性下，动圈组件固有频率低；为提高固有频率，可增加支撑刚度及激磁和控制线圈功率，但尺寸大，功耗大。
电液伺服阀的组成
电液伺服阀的组成
电液伺服阀是一种调节元件，用于控制液压系统中的流量、压力和方向等参数。
它由电磁铁、阀芯、弹簧、阀体、油孔和连接件等组成。
电磁铁是电液伺服阀的核心部件，它通过控制阀芯的位置来调节液压系统中的流量或压力。
阀芯是电磁铁的动作部件，通过移动来控制油路的开闭状态。
弹簧则是阀芯的复位力来源，保证阀芯在无电信号时处于初始位置。
阀体是电液伺服阀的外壳，保护内部元件并提供装配和安装的接口。
油孔则是阀体中的通道，通过它们可以控制液压系统中的流量和方向等参数。
连接件则是将电液伺服阀与其他液压元件连接在一起的部件，包括螺纹接头、法兰接头等。
总之，电液伺服阀是一个复杂的机械装置，由多个部件协同工作来实现对液压系统中参数的精确控制。
- 1 -。
电液伺服阀
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二、永磁力矩马达
1、力矩马达的工作原理
组成：永久磁铁、上导磁体、下导磁体、
衔铁、控制线圈、弹簧管等组成。
原理：衔铁固定在弹簧管上端，由弹簧 管支承在上、下导磁体的中间位置，可绕 弹簧管（扭轴）的转动中心作微小的转动
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五 力反馈两级电液伺服阀
动圈式力矩马达方框图Fra bibliotek通常，惯性环节的转角频率可以略 去，则动圈式力马达的传递函数可 写成：
较大，抗加速度零漂性好。
缺点：限于气隙的形式，其转角和工作行程小，材料性
能及制造精度要求高，价格昂贵；此外，它的控制 电流小，故抗干扰能力较差。
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二、永磁力矩马达
当衔铁处于中位时，每个工作气隙的磁阻为
Rg
lg 0 Ag
l式中g —磁铁在中位时每个气隙的长度；
A g ——磁极面的面积；
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Kt 1 kc(ra rc) kc
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五 力反馈两级电液伺服阀
一、工作原理
1）无控制电流时，衔铁由弹簧管支承在上、下导磁体的中间位置，挡 板也处于两个喷嘴的中间位置，滑阀阀芯在反馈杆小球的约束下处于 中位，阀无液压输出。
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力反馈两级电液伺服阀结构原理图
力矩马达（或力马达）：将电气信号转换为力矩或力 液压放大器：控制流向液压执行机构的流量或压力 阀流量较大时，采用两级பைடு நூலகம்三级电液伺服阀的形式。包括液 压前置级和功率级
液压前置级：单（双）喷嘴挡板阀、滑阀、射流管阀、射流 元件
功率级：滑阀
反馈机构（或平衡机构）：使伺服阀的输出压力或流量与输
（2）对力矩马达的要求
1）产生足够的力或行程，体积小、重量轻 2）动态性能好、响应速度快 3）直线性好、死区小、灵敏度高、磁滞小 4）特殊情况下，要求抗振、抗冲击、不受环境温度和压力影响
2.力矩马达工作原理
用弹簧管支承衔铁的力矩马达 1——弹簧管，2——液压放大元件
永磁动铁式力矩马达
在零位时，衔铁 正好处于四个气隙的 中间位置，弹簧管也 正好在正中零位。当 输入i而产生电磁力 矩后，电磁力矩使衔 铁偏转，弹簧管也受 力歪斜变形，作用在 衔铁上的电磁力矩与 弹簧管变形时的弹性 力矩平衡，也就是电 磁力矩Td通过弹簧管 弯曲变形而转化为衔 铁的角位移。
入
电气控制信号成比例，使伺服阀本身成
为 平闭衡环机系构统：用于单级伺服阀和两级弹簧对中式伺服阀，通常为
各种弹性元件，为一力-位移转换元件
力反馈——反馈弹簧杆动作示意图
三、电液伺服阀的分类
1.按放大器的级数分：
单级伺服阀：结构简单、价格低廉、输出流量小、稳定性差 两级伺服阀：最常用 三级伺服阀：两级伺服阀+功率滑阀，电反馈，流量大于 200L/min
喷嘴挡板伺服阀
三级电液伺服阀
一、电液伺服阀的工作原理
电液伺服阀的工作原理
• 在没有控制信号的情况下，力矩马达的衔铁处于平衡位置， 挡板停在两喷咀中间。高压油自油口流入，经油滤后分四路 流出。其中两路流经左、右固定节流孔，到阀芯左、右两端 ，再经左、右喷嘴喷出，汇集在流溢腔内，然后经回油节流 孔从回油口流出。另外两路高压油分别流到阀套上被阀芯左 、右两凸肩盖住的窗口处，而不能流入负载油路(与作动筒相 通的油路)。
2.按第一级阀（放大器）的结构形式分：
滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转板射流阀
3.按反馈形式分：
位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈
四、力矩马达
电气-机械转换器 利用电磁原理工作
1.力矩马达的分类及要求 （1） 分类
1）可动件运动形式：直线位移式（力马达）、角位移式（力矩马达） 2）可动件结构形式：动铁式（衔铁）、动圈式（控制线圈） 3）极化磁场产生的方式：非激磁式（控制线圈差动连接）、固定电流激磁 （激磁线圈，大的极化磁通，结构复杂，体积大）、永磁式（永久磁铁， 结构简单、重量轻、获得的极化磁通小）
用弹簧管支承衔铁的力矩马达 1——弹簧管，2——液压放大元件
例：带钢恒张力控制系统
1张力调节液压缸；2牵引辊；3热处理炉；4、4’转向辊；5力传感器 ；6浮动阀；7电液伺服阀；8加载装置；9电放大器
力反馈式电液伺服阀的方框图 电液伺服阀图形符号
二、电液伺服阀的组成
1 2
力矩马达 （力马达）
S
S
3
4
N
N
5
液压放大器
6
反馈机构
7
（平衡机构）
8
9
10
11
pS
pS
pL, QL
12
1—信号线; 2—永磁体; 3—线圈; 4—衔铁; 5—弹簧管; 6—喷嘴; 7—挡板; 8—反馈弹簧杆; 9—阀芯; 10—固定阻尼孔; 11—过滤器; 12—阀体
• 当有控制信号时，力矩马达衔铁带动挡板组件偏转一个角度 ，致使阀芯偏离中间位置(如向右移动)。结果阀芯的右凸肩 将窗孔打开，使高压油与作动筒进油管路接通，阀芯的中间 凸肩左端将回油窗口打开，使之与作动筒的回油接通，这样 ，伺服阀就可控制作动筒运动。
• 当控制信号改变极性，则伺服阀控制的负载油路的高压油路 和回油路对换，使作动筒运行改变方向。
第2讲-电液伺服阀工作原理与组成_图文.ppt
第2讲 电液伺服阀
• 电液伺服阀既是电液转换元件，又是功 率放大元件。它能够将输入的微小电气 信号转换为大功率的液压信号(流量与压 力)输出。
• 电液伺服阀控制精度高、响应速度快， 是一种高性能的电液控制元件，在液压 伺服系统中得到了广泛的应用。
航天十八所伺服阀产品