《液压传动与控制实用技术》课件第6章 电液控制技术及应用.ppt

2．电液比例阀的类型 液压系统的压力和流量是两个主要被控参数。常见比例阀有比例压力控制阀、比例流量控制阀、比例方向阀和比例复合阀。比例压力控制阀、比例流量控制阀为单参数控制阀；比例方向阀同时控制液流方向和流量，是两参数控制阀；比例复合阀为多参数控制阀。 6.3.4 电液比例系统构成及特点 1．电液比例系统组成 电液比例控制系统尽管其结构各异，功能也不相同，但都可归纳为由功能相同的基本单元组成的系统，如图6.18所示。 2．电液比例控制系统的分类及特点 按被控量是否被检测和反馈来分类，可分为开环比例控制和闭环比例控制系统。 按控制信号的形式来分类，可分为模拟式控制和数字式控制。后者又分为脉宽调制、脉码调制和脉数调制等。 按比例元件的类型来分类，可分为比例节流控制和比例容积控制两大类。比例节流用在功率较小的系统，而比例容积控制用在功率较大的场合。 目前，最常用的分类方式是按被控对象(量或参数)来进行分类，则电液比例控制系统可以分为：比例流量控制系统、比例压力控制系统、比例流量压力控制系统、比例速度控制系统、比例位置控制系统、比例力控制系统和比例同步控制系统。 主要优点： 操作方便，容易实现遥控； 自动化程度高，容易实现编程控制； 工作平稳，控制精度较高； 结构简单，使用元件较少，对污染不敏感； 系统的节能效果好。 主要缺点是成本较高，技术较复杂。 6.3.5 电液比例技术应用实例 1．铁路起重机液压系统电液比例控制 国内大吨位铁路起重机主要用于铁路线上机车车辆颠覆、脱轨等事故的救援工作，尤其以济车公司的NS-1601型、武汉桥梁厂的NS-1602型为代表的160吨全液压伸缩臂式铁路起重机（以下称铁路起重机），是当前国内的主型大吨位救援用铁路起重机。目前，国外先进的铁路起重机，包括铁道部最近从德国KIROW公司引进的NS-1600型起重机，已将电液比例控制技术应用到其液压系统中。 1）起重机液压系统的调速控制 图6.19为其工作原理。 图6.20为采用电液比例控制的工作油路。 2）马达与制动器动作协调的控制 铁路起重机的起升和回转机构均由液压马达来驱动，并辅以制动器来保证起升/回转到位后的锁定。 应用电液比例控制技术能方便地消除上述现象。图6.21为使用电液比例顺序阀控制制动器，消除二次起升下滑现象的原理框图。 2．塑料注射机电液比例控制 1）负载感应型塑料注射机的机电液控制系统 图6.22所示的是负载感应型塑料注射机液压系统图，即变量泵(V4型变量叶片泵) 和电液比例控制的负载感应型塑料注射机电液控制系统。 2）压力-流量比例复合液压泵的电液控制系统 负载感应型电液比例控制系统最大的优势是低速稳速定性好，通过节流调速消耗一部分能量换取低速的稳速定性。但是，负载感应型电液比例控制系统节流损失较大，特别是快速进给时能耗大。液压动力机构采用图6.23所示高响应的压力-流量闭环电液比例控制，则无节流损失，能耗大为降低。 3）变频调速电液控制系统 为了进一步降低能耗与噪声，如图6.24所示，新型的塑料注射机采用变频调速电机作液压泵的动力源。 3．拖拉机液压悬挂耕深电液比例控制 拖拉机液压悬挂系统有多种耕深控制方法供操作者选择，其中位置控制、力控制、高度控制是3种基本控制方法。电液控制的特点是：信号传递准确、快捷、可靠；信号的比较、叠加和加权处理简单，易于实现多参数调节的综合控制和自动控制；操纵方便省力，易于实现遥控和多点控制。从拖拉机液压悬挂耕深电液控制系统的原理出发，介绍一种以电液比例阀为主控制阀的耕深电液控制系统。 6.4 数字液压控制技术 从20世纪90年代开始，人类已进入了数字化、信息化、知识化时代。“计算机不再只和计算有关，它决定我们的生存”，尼葛洛庞帝的这句名言正是数字化时代的一个很好的表述。 数字技术的数学基础—离散数学、逻辑数学等，早在17-18世纪就已经出现。但是发展成为数字技术并付诸实用，则是在微电子技术和器件的发展之后。20世纪60年代是以使用电子管为主的时期，这时要在液压系统中大量采用数字技术是有困难的，主要是因为设备庞大、功率损耗很多、系统可靠性和稳定性也不易满足要求。 6.4.1 数字液压元件 为了能使液压系统实现高速、高效及高可靠性，需研制将电信号转换为液压输出的且性能好的数字元件。这种数字液压元件通过把电子控制装置安装于传统阀、缸或泵内，并进行集成化处理(如把传感器集成于液压缸的活塞杆上)，形成了种类繁多的数字元件。如数字阀、数字缸、数字泵等。由数-模转换元件直接与计算机相连，利用计算机输出的脉冲数和频率来控制电液系统的压力和流量。 1．数字液压阀 液压系统中采用的数字控制阀可分为模拟式阀、组合式数字阀、步进式数字阀及高速开关阀等类型。 2．数字液压执行元件 数字液压缸是增量式数字控制