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MOOG電液伺服比例閥原理
 

美國(guó)MOOG伺服閥，伺服閥的工作原理及作用

1、電液伺服閥主要用于電液伺服自動(dòng)控制系統(tǒng),其作用是將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓輸出,經(jīng)過(guò)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制. SupeSite/X-Space站 y Q d:E p p.P

伺服閥是一種經(jīng)過(guò)改動(dòng)輸入信號(hào)。依據(jù)輸入信號(hào)的方式不同，分為電液伺服閥和機(jī)液伺服閥。 SupeSite/X-Space站(R w _ }/i-A

電液伺服閥既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件，它的作用是將小功率的電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能（壓力和流量）輸出，完成執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力控制。

+C6S c {(p a0液壓泵的輸出壓力是指液壓泵在實(shí)踐工作時(shí)輸出油液的壓力，即泵工作時(shí)的出口壓力，通常稱(chēng)為工作壓力，其大小取決于負(fù)載。 SupeSite/X-Space站 Y \ h+I r2k L

電液伺服閥通常由電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換安裝、液壓放大器和反應(yīng)（均衡）機(jī)構(gòu)三局部組成。反應(yīng)戰(zhàn)爭(zhēng)衡機(jī)構(gòu)使電液伺服閥輸出的流量或壓力取得與輸入電信號(hào)成比例的特性。壓力的穩(wěn)定通常采用壓力，比方溢流閥等。

2.細(xì)致材料：

典型電---氣比例閥、伺服閥的工作原理
電---氣比例閥和伺服閥按其功用可分為壓力式和流量式兩種。壓力式比例/伺服閥將輸給的電信號(hào)線(xiàn)性地轉(zhuǎn)換為氣體壓力；流量式比例/伺服閥將輸給的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣體流量。美國(guó)威格士VICKERS由于氣體的可緊縮性，使氣缸或氣馬達(dá)等執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度不只取決于氣體流量。還取決于執(zhí)行元件的負(fù)載大小。因而準(zhǔn)確地控制氣體流量常常是不用要的。單純的壓力式或流量式比例/伺服閥應(yīng)用不多，常常是壓力和流量分離在一同應(yīng)用更為普遍。

電---氣比例閥和伺服閥主要由電---機(jī)械轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)放大器組成。但隨著近年來(lái)低價(jià)的電子集成電路和各種檢測(cè)器件的大量呈現(xiàn)，在1電---氣比例/伺服閥中越來(lái)越多地采用了電反應(yīng)辦法，這也大大進(jìn)步了比例/伺服閥的性能。電---氣比例/伺服閥可采用的反應(yīng)控制方式，閥內(nèi)就增加了位移或壓力檢測(cè)器件，有的還集成有控制放大器。

滑閥式電---氣方向比例閥

美國(guó)穆格伺服閥，流量式四通或五通比例控制閥能夠控制氣動(dòng)執(zhí)行元件在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度，這類(lèi)閥也稱(chēng)方向比例閥。圖示即為這類(lèi)閥的構(gòu)造原理圖。它由直流比例電磁鐵1、閥芯2、閥套3、閥體45和控制放大器6等同意。位移傳感器采用電感式原理，它的作用是將比例電磁鐵的銜鐵位移線(xiàn)性地轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。控制放大器的主要作用是：
MOOG電液伺服比例閥原理

1） 將位移傳感器的輸出信號(hào)停止放大；

2） 比擬指3） 令信號(hào)Ue和位移反應(yīng)信號(hào)Uf，4） 得到兩者的差植5）   U；

6） 將 U放大，7） 轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)I輸出。此外，8） 為了改善比例閥的性能，9） 控制放大器還含有對(duì)反應(yīng)信號(hào)Uf和電壓差 U的處置環(huán)節(jié)。比方狀態(tài)反應(yīng)控制和PID調(diào)理等。

帶位置反應(yīng)的滑閥式方向比例閥，其工作原理是：在初始狀態(tài)，控制放大器的指令信號(hào)UF=0，閥芯處于零位，此時(shí)氣源口P與A、B兩端輸出口同時(shí)被切斷，A、B兩口與排氣口也切斷，無(wú)流量輸出；同時(shí)位移傳感器的反應(yīng)電壓Uf=0。若閥芯遭到某種干擾而偏離調(diào)定的零位時(shí)，美國(guó)穆格MOOG伺服閥位移傳感器將輸出一定的電壓Uf，控制放大器將得到的 U=-Uf放大后輸出給電流比例電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生的推力迫使閥芯回到零位。若指令Ue>0，則電壓差   U增大，使控制放大器的輸出電流增大，比例電磁鐵的輸出推力也增大，推進(jìn)閥芯右移。而閥芯的右移又惹起反應(yīng)電壓Uf的增大，直至Uf與指令電壓Ue根本相等，閥芯到達(dá)力均衡。此時(shí)。

                Ue=Uf=KfX(Kf為位移傳感器增益)

上式標(biāo)明閥芯位移X與輸入信號(hào)Ue成正比。若指令電壓信號(hào)Ue<0，經(jīng)過(guò)上式相似的反應(yīng)調(diào)理過(guò)程，使閥芯左移一定間隔。

閥芯右移時(shí)，氣源口P與A口連通，B口與排氣口連通；閥芯左移時(shí)，P與B連通，A與排氣口連通。節(jié)流口啟齒量隨閥芯位移的增大而增大。上述的工作原理闡明帶位移反應(yīng)的方向比例閥節(jié)流口啟齒量與氣流方向均受輸入電壓Ue的線(xiàn)性控制。

這類(lèi)閥的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)性度好，滯回小，動(dòng)態(tài)性能高。

滑閥式二級(jí)方向伺閥

下圖所示為一種動(dòng)圈式二級(jí)方向伺服閥。它主要由動(dòng)圈式力馬達(dá)、噴嘴擋板式氣動(dòng)放大器、滑閥式氣動(dòng)放大器、反應(yīng)彈簧等組成。噴嘴檔板氣動(dòng)放大器做前置級(jí)，滑閥式氣動(dòng)放大器做功率級(jí)。

這種二級(jí)方向伺服閥的工作原理是：在初始狀態(tài)，左右兩動(dòng)圈式力馬達(dá)均無(wú)電流輸入，也無(wú)力輸出。在噴嘴氣流作用下，兩擋板使可變節(jié)流器處于全開(kāi)狀態(tài)，容腔3、7內(nèi)壓力簡(jiǎn)直與大氣壓相同。滑閥閥芯被裝在兩側(cè)的反應(yīng)彈簧5、6推在中位，兩輸出口A、B與氣源口P和排氣口O均被隔開(kāi)。

當(dāng)某個(gè)動(dòng)圈式馬達(dá)有電流輸入是（例如右側(cè)力馬達(dá)），輸出與電流I成正比的推力Fm將擋板推向噴嘴，使可變節(jié)流器的流通面積減小，容腔6內(nèi)的氣壓P6升高，升高后的P6又經(jīng)過(guò)噴嘴對(duì)檔板產(chǎn)生反推力Ff。當(dāng)Ff與Fm均衡時(shí)，P6趨于穩(wěn)定，其穩(wěn)定值乘以噴嘴面積Ay等于電磁力。另一方面，美國(guó)派克PARKER柱塞泵P6升高使閥芯兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，該壓力差作用于閥芯斷面使閥芯克制反應(yīng)彈簧力左移，并使左邊反應(yīng)彈簧的緊縮量增加，產(chǎn)生附加的彈簧力Fs，方向向右，大小與閥芯位移X成正比。當(dāng)閥芯挪動(dòng)到一定位置時(shí)，彈簧附加作用力與7、3容腔的壓差對(duì)閥芯的作用力到達(dá)均衡，閥芯不在挪動(dòng)。此時(shí)同時(shí)存在閥芯和擋板的受力均衡方程式：

       Fs=KsX=(P6-P5)Ax

       Ff=P6Ay=KiI

式中   KS----反應(yīng)彈簧剛度

       Ax----閥芯斷面積

       Kf----動(dòng)圈式力馬達(dá)的電流增益。

在上述的調(diào)理過(guò)程中，左側(cè)的噴嘴擋板一直處于全開(kāi)狀態(tài)，能夠以為P5=0，代入后整理上述兩式可得

                     X=(AxKi/AyKs)*I

MOOG電液伺服比例閥原理
閥芯位移與輸入電流成正比。當(dāng)另一側(cè)動(dòng)圈式馬達(dá)有輸入時(shí)，經(jīng)過(guò)上述相似的調(diào)理過(guò)程，閥芯將向相反方向挪動(dòng)一定間隔。

當(dāng)閥芯左移時(shí)，氣源口P與輸出口A連通，B口通大氣；美國(guó)穆格MOOG伺服閥閥芯右移時(shí)，P與B通，A口通大氣。閥芯位移量越大，閥口啟齒量也越大。這樣就完成了對(duì)氣流的活動(dòng)方向和流量的控制。

這類(lèi)閥采用動(dòng)圈式馬達(dá)，動(dòng)態(tài)性能好，缺陷是構(gòu)造比擬復(fù)雜。