电液伺服阀介绍

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。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确定，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。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•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