专门就电液伺服阀疑难解答 点击：41868 | 回复：452
发表于：2003-11-24 18:39:00
2楼
如图所示:
永磁磁钢产生磁通在气隙中的方向从结构图中可知,都是从上而下的,而由控制线圈电流产生的磁通在气隙中的方向不同,在气隙B,C中是二者的叠加,而在A,D中,磁通是相减的,该磁力克服弹簧管的一定的弹力而做一逆时针角位移,若电流方向相反,则衔铁做一顺时针角位移.压力油除进入主阀体外,还经两对称节流孔过喷嘴回油.
该衔铁作一逆时针角位移后,右喷嘴挡板间隙减小,而左间隙增大,则P2增大P1减小,导致滑阀左移,并使钢球,反馈杆,挡板,衔铁组件顺时针转动,一直作用在挡板---衔铁的组件上诸力平衡为止.阀的输出流量,滑阀的位置,喷嘴挡板的间隙,力矩马达的输出扭矩都依次和输入电流成比例关系,电流方向反时,流量的方向也相反.
由于本人出差在外,不能更详细的告诉您,图也是用画图板画,效果不是很清楚,大家有什么觉得我说不对,尽管提出来,让大家共同探讨,更好建议一定存在!
发表于：2003-12-02 15:05:00
12楼
伺服放大器的主要作用是：1）控制伺服阀力矩马达线圈的电流，使其为放大器输入电压电压的函数；2）确保输出力矩马达一个安全的电流。下面举例说明伺服系统中应用伺复放大器代替指令系统信号和反馈装置直接驱动的力矩马达的优点。
上图所示是一个不用放大器的位置伺服系统，伺服阀的力矩马达直接挂接在指令电位器和反馈电位器的滑臂之间，力矩马达具有0.3安的额定电流和100%的过载能力，即0.6安。于是，供给力矩马达的最大电压为：
E=IR 即0.6*20=12伏
无放大器的电增益
假设反馈电位器的行程是25厘米。电压增益则为
12V/25cm=0.6V/cm
因为I=E/R 即I=0.6/40=0.015A
电流增益为0.015A/cm.
无放大器的误差：
假设死区是3毫安，则力矩马达的电流必须改变3毫安后负载才动作
误差=1cm/15毫安*3毫安=0.2cm
因此这个系统伺服位置误差不小于±0.2cm,当有一距中心2.5cm的指令信号时，图系统的桥路如图所示。不平衡桥路的戴维南等效电路电路如下图所示：
图4: 系统桥路
图5 不平衡电桥的戴维南等效电路
图6 等效开路
图7 总的等效电阻
等效开路的电压E0等效开路的电压是指令电位器滑臂移动2.5cm时所产生的的等效电压,此时线路中不联结力矩马达线圈.将电池终端短路可得获等效开路电阻
如图6所示,在线路中去掉力矩马达,观察留在两端点间的电阻.
由于电位器滑臂位置变化而造成电阻变化为4欧/2.5cm.因此,指令电位器上部是20-4=16欧,下部20+4=24欧.
对图7所示线路进行回路检查,可发现:每个电位器的上部和下部现在都是并联的.指令电位器的等效电阻示
(16*24)/(16+24)=9.6欧
反馈电位器的等效电阻是
2 0/2=10欧
总的等效电阻是 9.6+10≈20欧
就图8.所示的带有放大器的位置伺服系统来说,他用伺服放大器代替了上图的电位器驱动力矩马达.由于放大器的输入电阻高,因此可以使用高阻电位器,于是励磁电压就可以提高,他通常只受电位器的额定功率限制
图8
.
带放大器电增益
反馈电位器的电压增益=100/25cm.放大器的电增益是由系统的稳定性来决定的,对一个典型的系统,他为1000毫安/伏.若放大器在0.3伏饱和时则力矩马达所感受到的最大电流为(1000Ma/v)*0.3=300mA
总的电流增益=反馈*放大器增益
=10v/2.5cm*1000Ma
=10000mA/2.5cm=4000mA/cm
带放大器的误差
误差=(cm/4000mA)*3mA=0.0007cm
因此,一个带放大器的系统,其重复性精度可以在0.00075cm以内.这表明,他比无放大器的系统好得多,布过请大家注意,精度直接与放大器的增益有关.不过请大家注意,精度直接与放大器的增益有关.
发表于：2003-12-02 22:31:00
15楼
北京机床研究所气液部从60年代末开始研究、开发电液伺服阀，到90年代初已形成QDY1-QDY15系列电液伺服阀，流量1-500L／min，最高压力31.5MPa，各项性能指标达到或超过国外同类产品水平，在国内许多行业得到广泛应用，已形成年产500台(套)的生产能力。但QDY
系列电液伺服阀(除QDY4系列外)的结构为双喷嘴挡板式，工艺复杂，不仅加工困难，而且易受油液清洁度的影响，为保证QDY系列电液伺服阀的正常工作，必须保证油液清洁度不低于NASl6387级。国外在90年代初已开发了直接驱动式电液伺服阀，作为双喷嘴挡板式电液伺服阀的补充和发展。目前，国外能生产这种直动式电液伺服阀的厂家只有德国MOOG公司、BOSCH公司和意大利的ATOS公司。我所已于2000年成功地开发出了一种抗污染能力强、动态指标高、结构简单且成本较低的直动式电液伺服阀。目前已具备小批量生产直动式电液伺服阀的能力。
1 主要特点
QDYD直动式电液伺服阀的驱动装置是永磁式力马达，用集成电路实现阀芯位置的闭环控制，对中弹簧使阀芯保持中位，直线力马达克服弹簧对中力使阀芯在两个方向均能偏离中位，平衡在一个新的位置，解决了比例电磁线圈只能在一个方向产生力的不足之处，阀芯位置闭环控制电子线路固化为集成块，用特殊的连接技术固定在电液伺服阀内。QDYD系列电液伺服阀同传统的QDY系列电液伺服阀相比，有以下几个特点：
(1)取消传统电液伺服阀中的喷嘴挡板组，降低了制造难度，而且提高了电液伺服阀的抗污染能力，可达ISO4406 18/15。
(2)用大功率的直线力马达替代小功率的力矩马达。力马达主要由导磁体、磁钢、衔铁等零件组成。这些零件的结构、材料及加工工艺性是决定力马达性能的关键因素。因此我们通过对导磁体和高磁能积磁钢进行反复试验确定导磁体及磁钢的材料；在直线力马达的驱动衔铁上采用滚珠支承，减小了机械摩擦力。通过特殊加工，减小阀芯、阀套的配合间隙，提高了圆度和圆柱度。
(3)用微型位移传感器替代工艺复杂的机械反馈装置，将阀芯位移信号反馈到伺服放大器，与直线力马达形成一个闭环位置系统，通过采用原边短路补偿方法，解决了零点剩余电压问题，使位移传感器的分辨率达到1μm，大大提高了力马达的动、静态特性。
(4)微型伺服放大器与阀体采用整体式，用差动变压器控制阀芯位置，将位置信息反馈到比较环节，与马达形成一个闭环位置控制系统。电路上采用小电感大电流电磁线圈，在驱动级的功率放大级中，用反馈卸载式功率驱动电路代替传统的功率驱动电路，减小了驱动电流上升和下降的时延。
(5)在停电、电缆损坏或紧急停车情况下，电液伺服阀均能自行回到中位。
(6)一旦工作油液被污染，传统的喷嘴挡板式电液伺服阀的喷嘴或节流孔极易堵塞。万一堵塞，将使阀芯推向一边，造成执行机构"飞车"等严重后果。而直动式电液伺服阀克服了这种对伺服控制系统构成的潜在危险。
2 主要技术指标
新型QDYD电液伺服阀和传统的QDY6电液伺
新型和传统的电液伺服阀性能对比表
性 能
QDYD
QDY6
额定压力(MPa)
21
21
额定流量(L/min)
40
60
额定输入信号
10V
40mA
额定流量允差
＜=土10％Qo
＜=土10％Qo
流量对称度
＜10％Qo
＜10％Qo
零偏
＜=3％Vo
＜=3％Io
滞环
＜=3％Vo
＜=3％Io
分辨率
＜0．1％Vo
＜=0.5Io
压力零漂
＜1．5％Vo
＜=2％Io
内漏(L/min)
＜1．2
＜1.3
工作油液抗污染度
(ISO4406)
不低于18/15
不低于18/14
频宽(-3dB)
>=50Hz
>=50Hz
重量(kg)
0.75
0.8
服阀主要性能指标对比结果如上表所列。
QDYD电液伺服阀的性能指标已经接近或超过国外同类型电液伺服阀。该阀的价格与传统的QDY6型电液伺服阀价格相当，是国外同类产品的1/3，但其性能相当。
3 应用范
直动式电液伺服阀主要应用在以下几个行业：(1)冶金行业：压下控制、纠偏机构、张力控制、电炉电极自动升降恒功率控制等；(2)轻工机械行业：注塑机、包装机等；(3)工程机械：高档挖掘机、推土机、振动式压路机、清洁车等；(4)电力工业：水轮及汽轮机调速机构；(5)火炮控制机构、坦克及直升机试车台；(6)航空航天工业：卫星、导弹、火箭、飞机的模拟加载装置等；(7)其它：游戏机、地震模拟车等各种模拟机。
新型直动式电液伺服阀的面世，解决了传统的QDY系列电液伺服阀的抗污染能力差的难题，进一步提高了电液伺服阀的工作可靠性，扩大了电液伺服阀的应用领域，同时也使电液伺服技术发展成为内涵更丰富的完整的自动化技术。
****以上文章为转载！*****
作者：姚建庚
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