電液比例閥在水輪機液壓伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、電液比例閥在水輪機液壓伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用何 偉 (武漢交通職業(yè)學院 湖北武漢 430062林昌杰 (武漢三聯(lián)水電控制設(shè)備有限公司 湖北武漢 430011 電液比例閥是閥內(nèi)比例電磁鐵根據(jù)輸入的電壓 信號產(chǎn)生相應(yīng)動作 , 使工作閥閥芯產(chǎn)生位移 , 閥口 尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例的壓 力 、 流量輸出的元件 。 由于電液比例閥具有形式種 類多樣 , 容易組成使用電氣及計算機控制的各種電 液系統(tǒng) , 控制精度高 , 安裝使用靈活以及抗污染能 力強等多方面優(yōu)點 , 因此得到越來越多的應(yīng)用 。1、 、 比 例換向閥 3大類感器 , 也不具有電子檢測和糾錯功能 。 所以 , 閥芯 位移量容易受負

2、載變化引起的壓力波動的影響 , 操 作過程中要靠視覺觀察來保證作業(yè)的完成 。近來 , 由于電子技術(shù)的發(fā)展 , 人們越來越多地采用內(nèi)裝的 差動變壓器等位移傳感器構(gòu)成閥芯位置移動的檢 測 , 實現(xiàn)閥芯位移閉環(huán)控制 。這種由電磁比例閥 、 位置反饋傳感器 、 驅(qū)動放大器和其它電子電路組成 的高度集成的比例閥 , 具有一定的校正功能 , 可以 有效地克服一般比例閥的缺點 , 使控制精度得到較 大提高 。2 電液比例閥的特點1 電液比例閥比電液轉(zhuǎn)換器在防卡能力上有 較大的提高 。 電液比例閥先導控制級的電磁操作力 比過去常用的電液轉(zhuǎn)換器的先導操作力提高了許多 倍 , 最大值達 5kg 。 而一般電液轉(zhuǎn)換

3、器先導控制級 的電 磁 操 作 力 通 常 小 于 015kg , 最 大 值 不 超 過 0175kg , 有些甚至不到 011kg , 連克服自身的靜摩 擦力都顯得艱難 。 根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗 , 電液轉(zhuǎn)換器的先 導控制部位是最容易產(chǎn)生卡澀的地方 ; 而先導控制 級的電磁操作力小 , 又是導致發(fā)卡的最重要的原因 之一 。 因此 , 電液比例閥防卡能力的增強對系統(tǒng)可 靠性的提高十分重要 。2 電液比例閥的配合精度與伺服閥 (電液轉(zhuǎn) 換器 完全在同一等級 。 其內(nèi)部的精配合部件完全 采用了伺服閥的加工工藝 , 不是同一只電液比例閥 的閥芯與閥套之間不具有互換性 , 其配合精度與伺 服閥完全在同一等級

4、 。 因此 , 。 3, 它對油質(zhì) , 通常小于 25即可 , 這主要是 由于在它的內(nèi)部流道里沒有極易被堵塞的細小節(jié)流 孔口 。 而一般的電液轉(zhuǎn)換器最常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象之 一 , 即是細小的噴油孔口極易被堵塞 。4 便于優(yōu)化引導閥與主配壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計 。 電液比例閥的新式流道結(jié)構(gòu)設(shè)計型式與其他同樣通 徑的電磁閥相比 , 在壓差相同的情況下 , 過流量卻 增加了許多 ; 用它來直接控制伺服缸 , 可以使伺服 缸的活塞芯在位移為 ±15mm 的范圍內(nèi)與輸入流量 呈線性關(guān)系 。5 具有較高的可靠性 。由于電液比例閥的先 導級采用的是動鐵式結(jié)構(gòu) , 因此其電磁線圈的連接 線不會因電磁鐵心的動作

5、而折斷或脫落 , 從而提高 了可靠性 。3 電液比例閥的應(yīng)用電液比例閥已經(jīng)在水輪機液壓伺服系統(tǒng)中得到 了十分成功的應(yīng)用 。 這里介紹的是水輪機調(diào)速器的 電液比例隨動系統(tǒng) , 它是由 1個高壓油源接通電液 比例方向閥和手動切換電磁閥 、 事故停機電磁閥 、 手 動操作閥構(gòu)成三并聯(lián)油路后交于 2點 , 并各串 1個 單向節(jié)流閥接至液壓缸油缸的 2個油口 , 構(gòu)成了各 自獨立的 3條控制回路 。 還裝有電氣反饋裝置及接 口放大器 , 并與電液比例方向閥構(gòu)成閉環(huán)控制 。該 伺服系統(tǒng)的原理 (見圖 1 , 其液壓系統(tǒng)圖 (見圖 2 。 71小水電 2007年第 4期 (總第 136期 技術(shù)交流 ;5 油

6、泵 ;6 高精度濾油器 ;7 單向閥 ;8 ;10;11 電接點壓力表 ;12 壓力繼電器 ;13 電液比例方向閥 ; 14 ;15 緊急停機閥 ;16 手動操作閥 ;17 單向節(jié)流閥 ;18 軟管 ;19 液壓缸 ;20 電氣反饋裝置 ;21 可調(diào)撞塊 ;22 單向行程節(jié)流閥 ;23 液控單向閥 。圖 2 伺服系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)圖圖 1 液壓伺服系統(tǒng)原理圖 這種水輪機調(diào)速器的電液比例隨動裝置主要由回油箱 、 電機 、 高壓油泵 、 蓄能器 、 液壓閥件 、 液 壓集成塊 、液壓缸 、位移傳感器和接口放大器組 成 。 它的特點是 :1 1個高壓油源通過壓力油路與 3個并聯(lián)的控 制回 路 相 聯(lián) ,

7、 3個 油 路 分 別 由 電 液 比 例 方 向 閥 (13 和手自動切換電磁閥 (14 、緊急停機電磁閥 (15 、 以及手動操作閥 (16 構(gòu)成 ; 3油路并聯(lián)于 2點后 , 又在之后油路上分別串接 2個單向節(jié)流閥 (17 , 兩者接至液壓缸組件的液壓缸 (19 的 2油口 , 從而構(gòu)成了各自獨立的電液比例控制 、 手動控制和事故停機控制 3條回路 ; 回油經(jīng)回油管流入回 油箱內(nèi) 。 2 在上述液壓缸組件上裝有兩段關(guān)閉裝置(21, 22 和電氣反饋裝置 (20 , 該放大器的輸出信號用導線接至電液比例方向閥 (13 兩側(cè)的工作 線圈 , 與上述電液比例控制回路構(gòu)成 1個閉環(huán)控制 的電液比例隨動裝置 。4 結(jié) 論電液比例閥對簡化工程機械操作 、 提高效率和 作業(yè)精度以及實現(xiàn)智能化作業(yè)都有著極其重要的意 義 , 其性能的進一步提高和應(yīng)用范圍的日益拓寬必 將使工程機械產(chǎn)品的技術(shù)水平得到較大程度的 提高 。 何 偉 (1960- , 男 , 高級工程師 , 主要從事機電一 體化技術(shù)的科研和教學工作 。 E