液壓比例閥比例電磁鐵的工作原理簡介

1、液壓比例閥比例電磁鐵的工作原理簡介-CAL-FENGHA1.-(YICAI)-Company One 1CAL-本頁僅作為文檔封面，使用請直接刪除液壓比例閥比例電磁鐵的工作原理簡介(總4頁)-CAL-FENGHAL-(YICAI)-Company One 1CAL-本頁僅作為文檔封面，使用請直接刪除液壓比例閥比例電磁鐵的工作原理簡介比例電磁鐵前面多次提到過在比例閥中占很重要地位的驅(qū)動控制部分一一將電信號轉(zhuǎn)換為 位移信號的電機械轉(zhuǎn)換器。那么此節(jié)將對它作一個詳細的介紹。液丿玉控制系統(tǒng)中最主要的被控參數(shù)是壓力與流量，而控制上述兩個參數(shù)的最基 本手段是對流阻進行控制。一種控制流阻的技術(shù)途徑是直接的電液

2、轉(zhuǎn)換。它是 利用一種對電信號有粘性敬感的流體介質(zhì)一電粘性液壓油，實現(xiàn)電液粘度轉(zhuǎn) 換，從而達到控制流阻、實現(xiàn)對系統(tǒng)的圧力和流量控制的L1的。顯然，這種流 阻控制方式更為簡便，它無需電一機轉(zhuǎn)換元件。但是U前這種技術(shù)還未達到實 用階段和要求。L1前生產(chǎn)技術(shù)上能實現(xiàn)的可控流阻結(jié)構(gòu)形式是通過電機械轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)間接的電 液轉(zhuǎn)換。將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成機械量。這種電機械轉(zhuǎn)換器是電液比例閥的 關(guān)鍵組件之一，它的作用是把經(jīng)過放大后的輸入信號電流成比例的轉(zhuǎn)換成機械 量。根據(jù)控制的對象或液壓參數(shù)的不同，這個力或者傳給壓力閥的一根彈簧，對它 進行預(yù)壓縮，或者輸岀的力、力矩與彈簧力相比較，產(chǎn)生一個與電流成比例的 小位移或轉(zhuǎn)

3、角，操縱閥芯動作，從而改變可控流阻的液阻?？梢?，電一機轉(zhuǎn)換 器是電液比例閥的驅(qū)動裝置。它的靜態(tài)，動態(tài)特性對整個比例閥的設(shè)計和性能 起著重要的作用。電機械轉(zhuǎn)換器分類a.按其作用原理和磁系統(tǒng)的特征分，主要有：電磁式、感應(yīng)式、電動力式、電 磁鐵式、永磁式、極化式；動圈式、動鐵式；直流、交流。b按其結(jié)構(gòu)形式和性能分，主要有：開關(guān)型電磁鐵、比例電磁鐵、動圈式馬 達、力矩馬達、步進電動機等。比例電磁鐵本設(shè)計屬于電液比例閥一大類，顧名思義其應(yīng)用的電機械轉(zhuǎn)換器應(yīng)是比例電磁 鐵。比例電磁鐵的功能是將比例控制放大器輸出的電信號轉(zhuǎn)換成力或位移。比例電 磁鐵推力大，結(jié)構(gòu)簡單，對油液清潔度要求不高，維護方便，成本低，銜

4、鐵腔 可做成耐高壓結(jié)構(gòu)，是電液比例控制元件中廣泛應(yīng)用的電機械轉(zhuǎn)換器件。比例 電磁鐵的特性及工作可黑性，對電液比例控制系統(tǒng)和元件的性能具有十分重要 的影響，是電液比例控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。比例電磁鐵的分類比例電磁鐵的類型按照工作原理主要分為如下兒類：力控制型這類電磁鐵的行程短，輸出力與輸入電流成正比，常用在比例閥的先導(dǎo)控制級Jt;行程控制型山力控制型加負載彈簧共同組成，電磁鐵輸出的力先通過彈簧轉(zhuǎn)換成輸出位移， 輸出位移與輸入電流成正比，工作行程達3mm,線性好，可以用在直控式比例閥 上；位置調(diào)節(jié)型銜鐵的位置山傳感器檢測后，發(fā)出一個閥內(nèi)反饋信號，在閥內(nèi)進行比較后重新調(diào) 節(jié)銜鐵的位置。在閥內(nèi)形成閉

5、環(huán)控制，精度高，銜鐵的位置與力無關(guān)。精度高的 比例閥如德國的博世、意大利的阿托斯等都采用這種結(jié)構(gòu)。比例電磁鐵應(yīng)滿足的要求（1）具有水平吸力特性，即輸出的機械力與電信號大小成比例，與銜鐵位移無 關(guān)，能把電氣信號按比例地、連續(xù)地轉(zhuǎn)換成機械力輸出給液壓閥；（2）有足夠的輸出力和行程，結(jié)構(gòu)緊湊，體積??；線性好，死區(qū)小，靈敬度高；動態(tài)性能好，響應(yīng)速度快；（5）比例閥在長期工作中，其溫升不得超過要求。在允許溫升下能穩(wěn)定工作；能承受液壓系統(tǒng)的高壓，抗干擾性好：對于以上這些要求，很多情況下難以同時得到滿足，這時應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場合 加以考慮。對某些應(yīng)用場合，可能輸出的有效作用力及行程最為重要。比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)比

6、例電磁鐵結(jié)構(gòu)如上圖，它山線圈、銜鐵、推桿、外殼等組成。當(dāng)有信號輸入線圈時，線圈內(nèi)磁場對銜鐵產(chǎn)生作用力，銜鐵在磁場中按信號電流 的大小和方向成比例、連續(xù)地運動'再通過固連在一起的銷釘帶動推桿運動'從 而控制滑閥閥芯的運動。比例電磁鐵的位移一力特性比例電磁鐵是一種濕式直電磁鐵，普通電磁換向閥所用電磁鐵只要求有吸合和 斷開兩個位置，并且為了增加電磁吸引力，磁路中兒乎沒有氣隙，而比例電磁 鐵根據(jù)電磁原理，在結(jié)構(gòu)上進行特殊設(shè)計,使之形成特殊的磁路（這種磁路在銜 鐵的工作位置上磁路中必須保證一定的氣隙），以獲得基本的吸力特性，即水 平的位移一力特性，能使其產(chǎn)生的機械量（力或力矩和位移）與銜

7、鐵的位移無關(guān)， 而與輸入電信號（電流）的大小成比例。這個水平力再連續(xù)地控制液壓閥閥芯的 位置，進而實現(xiàn)連續(xù)地控制液壓系統(tǒng)的壓力、方向和流量。山于比例電磁鐵可 以在不同的電流下得到不同的力（或行程），因此可以無級地改變壓力、流量。其 原理見下圖：比例電磁鐵的特性比例電磁鐵位移一力特性的實現(xiàn)原理比例電磁鐵的磁路在工作氣隙附近被分為兩個部分，其中的一部分沿軸向穿過 工作氣隙進入極靴，產(chǎn)生端面力Fml：而另一部分穿過徑向間隙進入導(dǎo)套前 端，產(chǎn)生軸向附加力Fm2。兩者的綜合就得到了比例電磁鐵的水平位移一力特 性。該特殊形式磁路的形成，主要是山于采用了隔磁環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一個帶 錐形周邊的盆形極靴。比例電

8、磁鐵電流一力特性3山于本設(shè)計中用的比例電磁鐵是力控制型，這種比例電磁鐵的銜鐵丄作在有效 行程區(qū)域內(nèi)時，改變控制線圈的電流，可調(diào)節(jié)輸岀電磁力的大小。山于在比例 放大器中設(shè)置了電流負反饋環(huán)節(jié)，在電流設(shè)定值恒定不變時，即使磁阻變化， 也可使電磁力保持不變。下圖為相應(yīng)的電流一力特性曲線。圖比例電磁鐵的電流一力特性曲線對比例閥的性能指標的分析靜態(tài)性能指標(1) 滯環(huán)電液比例閥的輸入電流在正負額定值之間作一次往復(fù)循環(huán)時，同一輸出 值(圧力或流量)對應(yīng)的輸入電流存在差值 L通常規(guī)定差值中的最大值與額定 電流的白分比為電液比例閥的滯環(huán)誤差。滯環(huán)誤差越小，電液比例閥靜態(tài)性能 越好，一般允許最大滯環(huán)誤差為7%。(

9、2) 線性范圍及線性度為了保證電液比例閥輸出的流量或壓力與輸入的電流成正 比變化，一般將壓力一一電流、流量一一電流的工作范II取在特性曲線的近似 直線部分，這個工作范圍稱為電液比例閥的線性范圍。線性度是指線性范圍內(nèi) 特性曲線與直線的最大位移相對于額定輸入電流的白分比。選擇電液比例閥 時，應(yīng)選線性范圍寬及線性度小的閥。(3) 分辨率電液比例閥輸出的流量或圧力發(fā)生微小變化( Q或p)時，所需要的 輸入電流的最小變化量與額定輸入電流的白分比稱為分辨率。分辨率小，靜態(tài) 性能好，但分辨率不能過小，否則會使閥的工作不穩(wěn)定。(4) 重復(fù)精度在某一壓力或流量下重復(fù)輸入電流，多次輸入電流的最大差值與額 定輸入電

10、流的百分比稱為重復(fù)精度。重復(fù)精度越小閥的性能越好。動態(tài)性能指標(1) 階躍響應(yīng)當(dāng)給定的輸入電流為階躍信號時，輸出的圧力或流量達到穩(wěn)定狀態(tài) 所需的時間稱為階躍時間，它的大小反映了比例閥動作的靈墩度。階躍時間一 般應(yīng)小于0.45so所謂穩(wěn)定狀態(tài)系指輸出信號大于調(diào)定值的98%的工況。(2) 頻率響應(yīng)當(dāng)加入頻率為U)的正弦擾動時，在穩(wěn)定狀態(tài)下輸出和輸入的復(fù)數(shù)比 值關(guān)系稱為頻率響應(yīng)。電液比例閥的頻率響應(yīng)定義在增益為-3db、滯后相位角 為-45。處，該處的頻率越高，閥的性能越好。國產(chǎn)閥一般為4Hz結(jié)論電液比例控制技術(shù)是一門起步較晚，但發(fā)展極為迅速、應(yīng)用已相當(dāng)廣泛的機電 液一體化綜合技術(shù)。今天，電液比例控制技術(shù)以其一系列優(yōu)點在工業(yè)中應(yīng)用已 經(jīng)相當(dāng)普遍，在新系統(tǒng)設(shè)計和舊設(shè)備改造中正成為用戶的重要選擇方案，對提 高企業(yè)的技術(shù)專裝備水平和設(shè)備的自動化程度，發(fā)揮了極為重要的作用。電液比例控制技術(shù)一個發(fā)展趨勢是與電液伺服技術(shù)技術(shù)的密切結(jié)