比例换向阀技术.doc

关闭窗口课程结构第一讲 比例液压技术概述及比例放大器一、电液比例技术含义二、电液比例技术的特点三、液桥与电桥的类比四、比例放大器概述五、常用比例控制放大器简介六、比例控制放大器调整七、检测反馈系统八、比例放大器性能实验课程内容： 本课程主要介绍比例液压基础知识及比例换向回路原理及应用。课程共分两讲：第一讲主要介绍比例液压技术基本概念及比例放大器；第二讲主要介绍比例阀工作原理及典型比例换向回路。 一、电液比例技术含义电液比例技术作为连接现代微电子技术和大功率工控制设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程的基本技术构成之一。电液控制系统在不同的三个层面上，都有相应的实用技术；不同层面的电液控制技术，在技术的交融、整合上也跨出了一大步。电液比例控制系统构成 ：信号处理单元可采用模拟电子电路、数字式微处理芯片或微型计算机来实现。数字式集成电路在精度、可靠性、稳定性等项均占优势，其成本也越来越低廉，故应用日益广泛。电液比例控制系统构成、分类：二、电液比例技术的特点1.可明显地简化液压系统，实现复杂程序控制；2.利用电信号便于实现远距离控制；3.利用反馈提高控制精度。电液比例技术的应用：三、液桥与电桥的类比负遮盖的四边控制滑阀是一个四臂可变的液压全桥。在恒压源供油p0=常数和回油压力PR =常数(通常令PR =O)的条件下，液桥的两个液阻(控制阀口)控制一个排油腔(即液压缸的一个控制腔) ，y为外加控制信号。照图示方向的双线箭头表示R1，R4的阀口开度增加而液阻减小，单线箭头表示R2，R3的开度减小而液阻增大。由图可见，负遮盖的四边控制滑阀是一个四臂可变的液压全桥。液桥的基本功能从四边控制阀引出的全桥，是一个恒压源供油的，以阀口开口量(阀芯位移的函数)为输入变量，以左右两个半桥的分压力PA 和PB 之差为输出变量的位移-压差转换器。 当活塞上诸力平衡，而速度为零时，液桥只起压力转换器作用；当活塞上诸力平衡但获得一个稳定速度x时，则两个半桥还要输出流量q=Ax，于是液桥还起功率放大作用。 在比例控制元件内部的先导液桥，同样兼有这两种作用。但就其对功率级稳态工况的控制性能而言，先导液桥主要是一个恒压源供油的位移-压力转换器。 液压量与电量的类比关系。只要注意电量与液压量类比中的差别，熟悉电工技术的人们就可对比理解液压桥路。液压半桥液压半桥多用于液压控制器件的先导控制油路，故常称为先导液压半桥。 如图为溢流阀的先导液压半桥。液压半桥的基本功能为:稳态时，起位移-压差转换器作用;动态时 (控制变化过程)起位移-压差转换器与功率放大器的双重作用。四、比例放大器概述1.比例放大器典型构成： 它一般由电源、输入接口、信号处理、调节器、前置放大级、功率放大级、测量放大电路等部分组成。 2.比例放大器主要电路的构成、原理及功能：3.国内外比例控制放大器的发展趋势 ： （1）开关式比例控制放大器应用领域日趋广泛，尤其是大功率控制场合，模拟式有被开关式代替的趋势。这是由于以开关放大原理工作的功率放大级易做成高频响结构，功耗小，易于小型化、集成化。 （2）在开关式中，最常用的是脉宽调制型，其中高频开关式比传统的跃频开关式有更好 的稳态控制性能，因此，高频开关式将占主导地位。 （3）快速型（高频响型）和普通型比例控制放大器将并存，以满足不同控制系统的要求。（4）输入接口多样化，增强适应性和自动化程度，便于控制。除通常的模拟量输入接口外，还带有数字接口、逻辑开关等，可直接与微机或可编程控制器联接，或受微机或受可编程控制器控制，甚至还有遥控功能。 （5）比例控制放大器本身集成化、智能化；比例控制放大器、传感器、测量放大电路和液压元件一体化。开关式放大原理应用的意义不仅在于提高了电功率利用率，还使得大功率控制元件可以集成在单片器件内，使比例控制放大器的体积大为减小，同时还可以使用微处理机（单片机）等构成带智能型比例控制放大器，使之结构更简单，功能更强，性能价格比更高。 （6）标准化、系列化、商品化。 五、常用比例控制放大器简介国外较早开始了对比例控制放大器的研究工作。过去生产的比例控制放大器大多为模拟式和低频开关式，现在逐步转向高频开关式。 日本的油研EH系列比例阀将比例控制放大器集成在位移传感器插座上，外加液晶显示， 构成内置式比例控制放大器，体积小、成本低。 Rexroth VT3000-S-30(不带反馈双路)比例控制放大器 ：-斜坡发生器-阶跃函数发生器-加法器-电流调节器-脉宽调制器-功率驱动级六、比例控制放大器调整初始检查。按电路图检查接线，确保电源电压在容许的范围内，且输出级已被接通。零位调整。由OV开始逐渐增加输入信号，观测比例电磁铁两端电压，当其产生跳变时说明输入信号已越过零位调节死区，此时保持输入信号不变调节零位电位器，直到比例阀所控制的物理量(如压力、流量或执行器速度达到所需的最小值即可。 灵敏度调整。将比例放大器的输入设置值信号增加至信号源所能提供的最大值(一般是士10V或20mA) ，然后调节灵敏度电位器，使比例阀所控制的物理量(如压力、流量或执行器速度)达到所需要的最大值即可。斜坡调整。通过调整斜坡信号发生器电位器，调节斜坡时间，即压力或流量的变化率，直到达到所要求的平稳度为止。斜波时间调整及作用：斜波的应用：七、检测反馈系统在电液比例控制系统或内含反馈的电液比例控制元件中，流量、压力、位移、转角等常通过传感器件予以检测，经处理放大后成为反馈信号，构成系统或元件内部的闭环。从物理量检测到构成反馈信号，即为检测反馈系统。检测反馈系统的基本构成框图 ：位移(转角)传感器件：电感式位移传感器差动变压器式位移传感器 组装在液压缸中的位移传感器：八、比例放大器性能实验FESTO比例放大器FESTO比例放大器控制电流IBASIC-零位对中 IJUMP-克服死区 ILimitation-限制最大电流 FESTO比例放大器参数：电气控制主要组成部分及功能电源部分：包括电源供给电路和滤波、稳压电路。它对整个电气控制系统提供能源。（24v，18v，+9v-9v）信号输入：用于产生给定值，作为输入控制信号的参考值。电位器组或信号发生器来产生阶跃变化或连续变化的控制信号。斜坡发生器：为了避免在指令值阶跃变化时液压系统冲击。（在设定时间内，它将从上一个指令值开始，到现时要加的指令值进行积分。通常积分时间能在0.03秒5秒之间变化。）信号输出：通常有一个或两个输出通道。把经过放大的功率信号送到比例电磁铁，以驱动较大功率的比例电磁铁。测量部分：利用检测元件检测实际输出值（实际电信号值）形成反馈，