電液伺服閥工作原理

1、電液伺服與比例控制電液伺服與比例控制機械工程系機電教研室機械工程系機電教研室第第2 2講講 電液伺服閥電液伺服閥Wenzhou Vocational & Technical College第第2 2講講 電液伺服閥電液伺服閥 電液伺服閥電液伺服閥既是既是電液轉換元件電液轉換元件，又是，又是功功率放大元件率放大元件。它能夠將輸入的微小電氣。它能夠將輸入的微小電氣信號轉換為大功率的液壓信號信號轉換為大功率的液壓信號(流量與壓流量與壓力力)輸出。輸出。 電液伺服閥電液伺服閥控制精度高控制精度高、響應速度快響應速度快，是一種高性能的電液控制元件，在液壓是一種高性能的電液控制元件，在液壓伺服系統(tǒng)

2、中得到了廣泛的應用。伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。航天十八所伺服閥產品航天十八所伺服閥產品 三級電液伺服閥三級電液伺服閥 噴嘴擋板伺服閥噴嘴擋板伺服閥 電液伺服閥的工作原理電液伺服閥的工作原理一、電液伺服閥的工作原理一、電液伺服閥的工作原理 在沒有控制信號的情況下在沒有控制信號的情況下，力矩馬達的銜鐵處于平衡位置，力矩馬達的銜鐵處于平衡位置，擋板停在兩噴咀中間。高壓油自油口流入，經油濾后分四路擋板停在兩噴咀中間。高壓油自油口流入，經油濾后分四路流出。其中兩路流經左、右固定節(jié)流孔，到閥芯左、右兩端，流出。其中兩路流經左、右固定節(jié)流孔，到閥芯左、右兩端，再經左、右噴嘴噴出，匯集在流溢腔內，然后經回油

3、節(jié)流孔再經左、右噴嘴噴出，匯集在流溢腔內，然后經回油節(jié)流孔從回油口流出。另外兩路高壓油分別流到閥套上被閥芯左、從回油口流出。另外兩路高壓油分別流到閥套上被閥芯左、右兩凸肩蓋住的窗口處，而不能流入負載油路右兩凸肩蓋住的窗口處，而不能流入負載油路(與作動筒相通與作動筒相通的油路的油路)。 當有控制信號時當有控制信號時，力矩馬達銜鐵帶動擋板組件偏轉一個角度，力矩馬達銜鐵帶動擋板組件偏轉一個角度，致使閥芯偏離中間位置致使閥芯偏離中間位置(如向右移動如向右移動)。結果閥芯的右凸肩將窗。結果閥芯的右凸肩將窗孔打開，使高壓油與作動筒進油管路接通，閥芯的中間凸肩孔打開，使高壓油與作動筒進油管路接通，閥芯的中間

4、凸肩左端將回油窗口打開，使之與作動筒的回油接通，這樣，伺左端將回油窗口打開，使之與作動筒的回油接通，這樣，伺服閥就可控制作動筒運動。服閥就可控制作動筒運動。 當控制信號改變極性當控制信號改變極性，則伺服閥控制的負載油路的高壓油路，則伺服閥控制的負載油路的高壓油路和回油路對換，使作動筒運行改變方向。和回油路對換，使作動筒運行改變方向。力反饋式電液伺服閥的方框圖力反饋式電液伺服閥的方框圖電液伺服閥圖形符號電液伺服閥圖形符號力矩馬達力矩馬達（力馬達）（力馬達）液壓放大器液壓放大器反饋機構反饋機構（平衡機構）（平衡機構）二、電液伺服閥的組成二、電液伺服閥的組成SSNNpSpS1234567891011

5、12pL, QL1信號線信號線; 2永磁體永磁體; 3線圈線圈; 4銜鐵銜鐵; 5彈簧管彈簧管; 6噴嘴噴嘴; 7擋板擋板; 8反饋彈簧桿反饋彈簧桿; 9閥芯閥芯; 10固定阻尼孔固定阻尼孔; 11過濾器過濾器; 12閥體閥體 力反饋兩級電液伺服閥結構原理圖力反饋兩級電液伺服閥結構原理圖反饋機構（或平衡機構）：反饋機構（或平衡機構）：使伺服閥的輸出壓力或流量與輸使伺服閥的輸出壓力或流量與輸入入 電氣控制信號成比例，使伺服閥本身成電氣控制信號成比例，使伺服閥本身成為閉環(huán)系統(tǒng)為閉環(huán)系統(tǒng)平衡機構：平衡機構：用于單級伺服閥和兩級彈簧對中式伺服閥，通常為用于單級伺服閥和兩級彈簧對中式伺服閥，通常為各種彈

6、性元件，為一力各種彈性元件，為一力-位移轉換元件位移轉換元件力矩馬達（或力馬達）：力矩馬達（或力馬達）：將電氣信號轉換為力矩或力將電氣信號轉換為力矩或力液壓放大器：液壓放大器：控制流向液壓執(zhí)行機構的流量或壓力控制流向液壓執(zhí)行機構的流量或壓力閥流量較大時，采用兩級或三級電液伺服閥的形式。包括液閥流量較大時，采用兩級或三級電液伺服閥的形式。包括液壓前置級和功率級壓前置級和功率級液壓前置級：液壓前置級：單（雙）噴嘴擋板閥、滑閥、射流管閥、射流單（雙）噴嘴擋板閥、滑閥、射流管閥、射流元件元件功率級：功率級：滑閥滑閥力反饋力反饋反饋彈簧桿動作示意圖反饋彈簧桿動作示意圖單級伺服閥：單級伺服閥：結構簡單、價

7、格低廉、輸出流量小、穩(wěn)定性差結構簡單、價格低廉、輸出流量小、穩(wěn)定性差三、電液伺服閥的分類三、電液伺服閥的分類1.按放大器的級數(shù)分：按放大器的級數(shù)分：兩級伺服閥：兩級伺服閥：最常用最常用三級伺服閥：三級伺服閥：兩級伺服閥兩級伺服閥+功率滑閥，電反饋，流量大于功率滑閥，電反饋，流量大于 200L/min2.按第一級閥（放大器）的結構形式分：按第一級閥（放大器）的結構形式分： 滑閥、單（雙）噴嘴擋板閥、射流管閥、偏轉板射流閥滑閥、單（雙）噴嘴擋板閥、射流管閥、偏轉板射流閥3.按反饋形式分：按反饋形式分： 位置反饋、負載流量反饋、負載壓力反饋位置反饋、負載流量反饋、負載壓力反饋四、力矩馬達四、力矩馬達

8、 電氣電氣-機械轉換器機械轉換器 利用電磁原理工作利用電磁原理工作1.力矩馬達的分類及要求力矩馬達的分類及要求（1） 分類分類1）可動件運動形式：）可動件運動形式：直線位移式（力馬達）、角位移式（力矩馬達）直線位移式（力馬達）、角位移式（力矩馬達）2）可動件結構形式：）可動件結構形式：動鐵式（銜鐵）、動圈式（控制線圈）動鐵式（銜鐵）、動圈式（控制線圈）3）極化磁場產生的方式：）極化磁場產生的方式：非激磁式（控制線圈差動連接）、固定電流激磁非激磁式（控制線圈差動連接）、固定電流激磁（激磁線圈，大的極化磁通，結構復雜，體積大）、永磁式（永久磁鐵，（激磁線圈，大的極化磁通，結構復雜，體積大）、永磁式

9、（永久磁鐵，結構簡單、重量輕、獲得的極化磁通?。┙Y構簡單、重量輕、獲得的極化磁通?。?）對力矩馬達的要求）對力矩馬達的要求1）產生足夠的力或行程，）產生足夠的力或行程，體積小、重量輕體積小、重量輕2）動態(tài)性能好、）動態(tài)性能好、響應速度快響應速度快3）直線性好、死區(qū)小、靈敏度高、磁滯小直線性好、死區(qū)小、靈敏度高、磁滯小4）特殊情況下特殊情況下，要求抗振、抗沖擊、不受環(huán)境溫度和壓力影響，要求抗振、抗沖擊、不受環(huán)境溫度和壓力影響2.力矩馬達工作原理力矩馬達工作原理永磁動鐵式力矩馬達永磁動鐵式力矩馬達 用彈簧管支承銜鐵的力矩馬達用彈簧管支承銜鐵的力矩馬達11彈簧管，彈簧管，22液壓放大元件液壓放大元

10、件 用彈簧管支承銜鐵的力矩馬達1彈簧管，2液壓放大元件 在在零位零位時，銜鐵時，銜鐵正好處于四個氣隙的正好處于四個氣隙的中間位置，彈簧管也中間位置，彈簧管也正好在正中零位。當正好在正中零位。當輸入輸入 i而產生電磁力而產生電磁力矩后，電磁力矩使銜矩后，電磁力矩使銜鐵偏轉，彈簧管也受鐵偏轉，彈簧管也受力歪斜變形，作用在力歪斜變形，作用在銜鐵上的銜鐵上的電磁力矩電磁力矩與與彈簧管變形時的彈簧管變形時的彈性彈性力矩力矩平衡，也就是電平衡，也就是電磁力矩磁力矩Td通過彈簧管通過彈簧管彎曲變形而轉化為銜彎曲變形而轉化為銜鐵的角位移。鐵的角位移。 例：帶鋼恒張力控制系統(tǒng)例：帶鋼恒張力控制系統(tǒng)1張力調節(jié)液壓缸；2牽引輥；3熱處理爐；4、4轉向輥；5力傳感器；6浮動閥；7電液伺服閥；8加載裝置；9電放大器 在帶鋼生產過程中，要求控制帶鋼的張力。在帶鋼生產過程中，要求控制帶鋼的張力。牽引輥牽引輥2 2牽引帶鋼移動，加載裝置牽引帶鋼移動，加載裝置8 8使帶鋼保持使帶鋼保持一定的張力。當張力由于某種干擾發(fā)生波動，一定的張力。當張力由于某種干擾發(fā)生波動，通過設置在轉向輥通過設置在轉向輥44軸承上的力傳感器軸承上的力傳感器5 5檢