電液比例控制技術(shù)講義

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二章 電機(jī)械轉(zhuǎn)換器§2.1 引論電機(jī)械轉(zhuǎn)換器是電液控制元件的輸入單元，它將控制放大器輸入的電信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械量，即力（力矩）和位移。作為電液放大器的前置級，它的性能對整個元件的特性有十分重要的影響。它影響穩(wěn)態(tài)控制精度、動態(tài)響應(yīng)性能、抗干擾能力、工作可靠性。常見的有六種電機(jī)械轉(zhuǎn)換器：即直流和交流伺服電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；動圈式力馬達(dá)；動鐵式力馬達(dá)；力矩馬達(dá)；比例電磁鐵。表2-1 電機(jī)械轉(zhuǎn)換器對比表型式比例電磁鐵動圈式力馬達(dá)力矩馬達(dá)伺服電機(jī)工作原理利用磁路中磁通力圖縮短其長度或磁場使磁路中磁阻減小的特性，使銜鐵和軛鐵間產(chǎn)生吸力，輸出機(jī)械力。導(dǎo)體（線圈）在磁場中受力，使

2、線圈相對軛鐵移動輸出機(jī)械力?？刂拼艌龊陀来艌鱿嗷プ饔?，銜鐵相對軛鐵轉(zhuǎn)動，輸出機(jī)械力矩。載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力。特點一般材料，工藝性好，輸出力大，動態(tài)性能較差。貴重材料，工藝性尚好，機(jī)械力較大，動態(tài)性能好。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，貴重材料，動態(tài)性能好。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動態(tài)性能一般。應(yīng)用比例壓力閥，比例流量閥，比例方向閥，比例復(fù)合閥。壓力閥，流量閥。壓力閥，方向流量閥。流量閥，壓力閥。§2.2 比例電磁鐵能夠把輸入的直流電流信號，連續(xù)地、按比例地轉(zhuǎn)換成機(jī)械力輸出，推動液壓閥芯位移。 §2.2.1分類力調(diào)節(jié)型比例電磁鐵具有特定的力電流特性行程調(diào)節(jié)型比例電磁鐵具有模擬形式的位移電流特性表2-2 比例

3、電磁鐵對比表項目力調(diào)節(jié)型比例電磁鐵行程調(diào)節(jié)型比例電磁鐵基本特性電流-力特性位移-電流特性工作原理銜鐵行程沒有明顯的變化時，改變電流I，就可調(diào)節(jié)其輸出的電磁力。銜鐵的位置由一個閉環(huán)調(diào)節(jié)回路進(jìn)行調(diào)節(jié)。只要電磁鐵在其允許的工作區(qū)域內(nèi)工作，其銜鐵位置就保持不變，而與所受反力無關(guān)。反饋環(huán)節(jié)由于電子放大器中設(shè)置電流反饋環(huán)節(jié)，在電流值恒定不變時，可使磁通量進(jìn)而使電磁力保持不變。配上電反饋環(huán)節(jié)后，電磁鐵的滯環(huán)及重復(fù)誤差均較小。此外，作用在閥芯上的液動力也受到控制（與各種可能產(chǎn)生的干擾力相比，電磁力較?。?。工作行程在控制電流不變時，電磁力在其工作行程內(nèi)保持恒定，其有效工作行程約1.5mm。電磁鐵的行程，因其規(guī)格

4、而異，一般在35mm之間。應(yīng)用行程較小，結(jié)構(gòu)很緊湊，故可用于比例方向閥和比例壓力閥的先導(dǎo)級，將電磁力轉(zhuǎn)換為液壓力。它是一種可調(diào)節(jié)型直流比例電磁鐵，在其銜鐵中充滿工作油液。能夠直接推動諸如比例方向閥、流量閥及壓力閥的閥芯，并將其控制在任意位置上。 其主要用來控制直接作用式四通比例方向閥。§2.2.2結(jié)構(gòu)及工作原理（1）力調(diào)節(jié)型比例電磁鐵圖2-1力調(diào)節(jié)型比例電磁鐵結(jié)構(gòu)圖 圖2-2力調(diào)節(jié)型比例電磁鐵原理圖（2）行程調(diào)節(jié)型比例電磁鐵圖2-3行程調(diào)節(jié)型比例電磁鐵結(jié)構(gòu)圖圖2-4行程調(diào)節(jié)型比例電磁鐵原理圖（3）磁路分析 前端蓋極靴工作氣隙銜鐵非工作氣隙導(dǎo)套導(dǎo)磁外殼圖2-5比例電磁鐵磁路圖（4）反饋特性加上電感式位移傳感器構(gòu)成閉環(huán)控制，可改善滯環(huán)特性和非線性。帶電流反饋提高了快速響應(yīng)性能，顯著縮短了時間常數(shù)。§2.2.3技術(shù)要求（1）應(yīng)具有水平的吸力位移特性即力的大小只與電流信號的大小有關(guān)，而與閥可動部分的位置無關(guān)（可參見圖2-1）。（2）磁化曲線是非線性的，應(yīng)盡量使其呈線性磁化曲線是磁場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線。輸入控制電流決定磁場強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度決定輸出電磁吸力。所以輸入控制電流與輸出電磁吸力存在非線性，應(yīng)當(dāng)改善其特性，使之具有良好的線性。（3）要減少滯環(huán)誤差輸出力與輸入電流的關(guān)系特性或穩(wěn)態(tài)特性，存在明顯的滯環(huán)，這是由磁滯和電