第7讲-电液伺服阀_精品.ppt

yhli@buaa.edu.cn * yhli@buaa.edu.cn * 7 电液伺服阀的特性分析、性能指标与选择方法 电液伺服阀是电液控制系统的功率转换与放大元件，将功率很小的电信号放大并转换成液压功率输出。 组成：电机械转换元件（力矩马达、电磁铁或伺服电机等）+液压放大器（单级，双级或三级） 分类：见表2.1。 位置检测型--- 力反馈型电液伺服阀，直接位置反馈型电液伺服阀，阀芯位移反馈型电液伺服阀 压力反馈型--- 压力阀 负载流量反馈型---流量阀 单级阀：一般流量小于20 L/min 双级阀：流量介于20 L/min ~200 L/min 三级阀：流量在200L/min~400L/min * yhli@buaa.edu.cn * 7电液伺服阀的特性分析、性能指标与选择方法 本节主要内容 几种常见电液伺服阀的结构与工作原理 特性分析及性能指标 选择与使用 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 共性特征： 电-机械转换元件+液压放大器 多级阀中的液压放大器一般采用喷嘴挡板阀作前置级，滑阀作功率级，电机械转换元件为力矩马达。 1 力反馈型电液伺服阀 力反馈杆以位置力反馈的方式检测阀芯位移，在力矩马达处通过力矩平衡方式综合。 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 特点：动态特性好，体积小 缺点：对油清洁度要求高，弹簧管寿命有限，加工制造难度大 电机械转换器 双喷嘴挡板液压放大器 滑阀式液压放大器 * yhli@buaa.edu.cn * 力反馈电液伺服阀示意图 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 力反馈电液伺服阀 的力反馈原理 自由位置 实际位置 阀芯位移力反馈原理：以力反馈的方式实现对阀芯位移的检测 * yhli@buaa.edu.cn * 力矩表达式 以下通过简化的静态分析，说明主滑阀的阀芯位移量是和力矩马达线圈电流成比例的。根据力矩马达的电磁力矩分析（详见本书3.2.2节），力矩马达的电磁转矩Td为 Td=Kti+Kmθ (2-120) 式中：Kt为力矩马达的力矩系数；i为力矩马达线圈中的电流； Km为力矩马达的电磁弹簧系数；θ为力矩马达衔铁的偏转角。 说明力矩马达的电磁力矩和输入电流i以及偏转角θ成比例。 主阀作用于反馈杆的力和力矩分别为(2-121) 式中：pv1,pv2为主滑阀两端的压力；Av为主滑阀的端面面积； r为喷嘴中心到支点的距离；b为主滑阀中心到喷嘴中心的距离。 喷嘴作用于挡板的力矩近似为(2-122) : 式中，AN为喷嘴孔面积。 * yhli@buaa.edu.cn * 阀芯位移量与电流成比例 弹簧管对力矩马达的反力矩为 Ts=Ksθ (2-123) 式中，Ks为弹簧管的抗扭转刚度。而Ks由作用在力矩马达衔铁上的力矩平衡得到(2-124) 考虑到偏转角很小，故可得近似关系式为(2-125) 上式说明，阀芯位移量与电流成比例，空载流量也与电流成比例。 C1 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 2 电反馈式大流量工业伺服阀 结构与伺服阀相似， 但公差放宽，流量大， 响应速度较低。一般 为三级阀，主级带阀 芯位移反馈。 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 3 直接位置式反馈电液伺服阀 无弹簧管和反馈杆，力矩 马达直接驱动挡板，两个 喷嘴直接安装在二级阀的 阀芯上，形成直接位置反 馈，电流与阀芯位移成正比。 这种阀结构虽然简单，但调试比较困难。 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 4 动圈式电液伺服阀 动圈式电气机械转换器 小滑阀与二级阀之间形成可变节流口，两个可变节流口与两个固定节流孔形成双B桥液压放大器。 直接位置反馈。 该阀对加工要求低，耐污染，但频宽低。阀的频宽一般在50Hz以下，用于工业场合。 * yhli@buaa.edu.cn * 7.1 结构与工作原理 5固定节流孔 3固定节流孔 * yhli@buaa.edu.cn * 7.2 特性分析与性能指标 1 静态性能 （1）负载流量特性曲线 负载压力，效率 图中，黑线的电流大于 蓝色线的电流 i2 i1 i2i1 * yhli@buaa.edu.cn * 7.2 特性分析与性能指标 1 静态性能 （2）空载流量特性曲线 伺服阀的必做测试项目。指负载压力为零时，负载流量