流體傳動與控制基礎（第3版）課件：液壓控制閥4

流體傳動及控制基礎（

液壓控制元件4）5.6

電液比例閥n

電液比例閥簡稱比例閥，它是一種按給定的輸入電氣信號連續(xù)地、按比例地對液流的壓力、流量和方向進行遠距離控制的液壓控制閥。比例閥的發(fā)展n

比例閥是在普通液壓閥的基礎上，以比例電磁鐵代替手調(diào)機構(gòu)或開關電磁鐵而發(fā)展起來的。n

不僅用于開環(huán)控制，也被應用于閉環(huán)控制。電磁換向閥電液比例閥5.6.1

比例閥的特點液壓缸位移檢測指令控制器放大器比例閥過濾器液壓泵電機4兩種帶位移傳感器的伺服液壓缸位移傳感器比例放大器n

指令信號輸入n

對信號放大、濾波、調(diào)節(jié)n

電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號μCUU指令電源II差動放大斜坡、限幅、補償PID比例閥=+-=ab比例閥的工作原理框圖指

令信

號比例放大器比例電磁鐵比例控制閥液壓執(zhí)行元件電液比例控制閥負載比例閥的特點n

與普通液壓控制閥相比，比例閥有如下特點：n

能實現(xiàn)遠程控制、程序控制和自動控制。n

能連續(xù)地、按比例地控制液流的壓力、流量和改變液流的方向。n

可簡化液壓系統(tǒng)設計。n

與伺服閥相比，工作可靠，抗污染能力強。n主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，也可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。8比例閥閉環(huán)控制的工作原理負載反饋9比例方向閥位置閉環(huán)控制比例閥控液壓缸位置閉環(huán)105.6.2

比例壓力閥n

比例壓力閥是按輸入電信號的大小來控制系統(tǒng)壓力的液壓控制閥。按結(jié)構(gòu)特點的不同，比例壓力閥可分為直動式比例壓力閥和先導式比例壓力閥兩大類。11直動式比例壓力閥的工作原理4321PT12比例電磁鐵直動式比例壓力閥的調(diào)節(jié)特性n

直動式比例壓力閥是以比例電磁鐵取代常規(guī)直動式溢流閥的彈簧調(diào)節(jié)裝置，以產(chǎn)生與輸入電信號成比例的輸入力

。n

受比例電磁鐵吸力大小限制，直動式比例壓力閥僅適用于中、低壓液壓系統(tǒng)，或高壓、小流量的液壓系統(tǒng)。13先導式比例壓力閥n

由直動式比例壓力閥和主閥組成。n

直動式比例壓力閥起調(diào)壓作用。n

主閥的大流量溢流對定壓精度影響較小。n

主要應用于高壓、大流量的液壓系統(tǒng)中。14直動式、先導式比例溢流閥直動式比例溢流閥先導式比例溢流閥15先導式比例溢流閥的結(jié)構(gòu)先導閥主閥比例電磁鐵16先導式比例減壓閥先導閥主閥175.6.3

比例流量閥n

比例流量閥是按輸入電信號的大小來控制液流流量的液壓控制閥，如電液比例節(jié)流閥、電液比例調(diào)速閥等。比例節(jié)流閥的工作原理比例電磁鐵思考題：如何提高比例閥閥芯位置控制精度？19位移電反饋比例節(jié)流閥及其工作原理閥芯位移閉環(huán)控制閥芯位移傳感器比例電磁鐵閥芯20位移電反饋比例節(jié)流閥42XY3B1BAGAX

Y21比例節(jié)流閥的流量調(diào)節(jié)特性n

比例節(jié)流閥控制的是閥心位移或節(jié)流口面積，但流經(jīng)節(jié)流口的流量還受節(jié)流口前后壓差的影響。因此，節(jié)流口前后壓差變化將影響比例節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量的穩(wěn)定性。22比例調(diào)速閥n

壓差補償型比例流量閥，也稱比例調(diào)速閥，由比例節(jié)流閥和定差減壓閥串接組成。n

比例電磁鐵調(diào)節(jié)節(jié)流口的開度，對通過閥的流量進行控制；而定差減壓閥對系統(tǒng)壓力波動進行補償，使節(jié)流口壓差保持恒定。n

調(diào)節(jié)流量只與節(jié)流口大小有關。比例調(diào)速閥及其工作原理比例電磁鐵節(jié)流口24比例調(diào)速閥和放大器比例放大器比例調(diào)速閥255.6.4

比例方向節(jié)流閥n

比例方向節(jié)流閥是按輸入電信號的正、負和數(shù)值大小同時實現(xiàn)液流方向和流量比例控制的液壓控制閥。其結(jié)構(gòu)與普通電磁方向閥相似。按功率級分，比例方向閥有直接控制式和先導控制式兩種。26比例方向節(jié)流閥的工作原理比例閥閥芯27思考題：比例方向閥如何進行流量控制？比例控制放大器工作框圖比例閥位移反饋電液比例方向閥6324

5放大器1TPA

B29位移反饋【案例】電液比例方向閥應用n

大型活動發(fā)射平臺活動發(fā)射平臺調(diào)平系統(tǒng)n

電液比例方向閥n

液壓馬達

+絲杠【案例】電液比例方向閥應用n

電液比例位置閉環(huán)控制n

電液比方向控制閥：

D1FB(NG06)n

普通液壓缸：Φ25mm×Φ18mm×250mmn

直線位移傳感器：

250mm，精度0.01mmn

A/D采集：12位，0-10Vn

D/A轉(zhuǎn)換：12位，±10Vn

控制軟件：C++程序設計比例閥的靜態(tài)特性n

在穩(wěn)態(tài)工況下，輸入信號由零增加至額定值，再從額定值減小到零的一個循環(huán)工作過程中，被控參數(shù)壓力或流量隨輸入信號的變化關系來描述

。比例閥的靜態(tài)性能指標n

比例閥靜態(tài)特性所反映的主要特征指標nnnnn滯

回重復性死

區(qū)分辨率線性度33比例閥的滯回和重復性重復性滯回34比例閥的死區(qū)和分辨率死區(qū)分辨率35比例調(diào)速閥的靜態(tài)特性曲線36比例閥的動態(tài)性能n

比例閥的動態(tài)性能評價37頻率響應階躍響應頻率響應n

在不同頻率等幅值正弦輸入信號掃描下，計算不同頻率下輸出信號幅值相對于輸入信號幅值之比，即為幅頻特性，輸出信號相位相對于輸入信號相位差，即相頻特性。比例方向閥的頻率特性幅頻特性：

-3dB幅頻寬相頻特性：

-90°相頻寬階躍響應n

在額定供油壓力下，當比例閥輸入信號從零至額定值之間作不同幅值的階躍時，閥心位移(對應輸出量從

0％～100％)隨時間的變化關系。通常用上升時間、調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量來衡量比例閥動態(tài)性能的優(yōu)劣。40比例方向閥的階躍響應n

比例閥放大電路對輸入信號