英國Norgren諾冠比例壓力閥原理特點

由圖可知，近期發(fā)展的高性能比例閥，一般都內(nèi)涵主控制參量的反饋閉環(huán)。這種反饋閉環(huán)，可以是主控制參量的機械或液壓的力反饋，也可以是主控制參量的電反饋。目前市場上提供的比例閥，型式眾多。有占主導地位的力反饋和電反饋現(xiàn)代比例閥，也有不內(nèi)涵主控制參量反饋閉環(huán)的早期開發(fā)的比例閥（含局部小閉環(huán)）。二者在性能上有較大差別。

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結(jié)構(gòu)特點早期比例閥，多數(shù)是用比例電磁鐵替代傳統(tǒng)工業(yè)液壓閥的調(diào)節(jié)手柄而成。近期的比例閥具有如下特點：1、與插裝閥結(jié)合，開發(fā)出各種不同功能和規(guī)格的二通插裝式比例閥，插孔符合ISO和國標。二通插裝開關和比例控制元件，具有結(jié)構(gòu)上的兼容特性。2、生產(chǎn)批量較大的比例壓力閥、比例方向閥，常與開關閥通用主閥閥體（有的甚至通用先導閥體），有利于生產(chǎn)管理和標準化設計，也將給原有液壓系統(tǒng)的技術改造帶來方便。3、應用新近開發(fā)的雙向極化式耐高壓比例電磁鐵，發(fā)展了三通（P、A、O三個主通油口）插裝式比例閥，其插孔正在形成標準。4、力反饋比例元件可以配用多種控制輸入方式，不同的輸入單元，具有統(tǒng)一的聯(lián)接尺寸。5、比例泵的恒壓、恒流、壓力流量復合等多種功能控制塊，多采用組合疊加方式，便于在其泵上進行控制功能的增減組合。6、已經(jīng)出現(xiàn)控制放大器、電磁鐵和比例閥，以及測量放大器、電磁鐵和比例閥組合成一體，即電液一體化結(jié)構(gòu)。更進一步，比例閥與動力油源，與執(zhí)行機構(gòu)組合，形成機電液一體化結(jié)構(gòu)。這是當代機械工業(yè)及工程控制系統(tǒng)發(fā)展的重要特征。機電液一體化的框圖如圖１－４所示?？刂莆⑻幚頇C電子環(huán)境機械環(huán)境測量電子單元元傳感器液壓執(zhí)行機構(gòu)液壓缸（直線）液壓馬達（回轉(zhuǎn)）控制放大電子單元電－機械轉(zhuǎn)換器電液伺服電液比例控制單元§1－4比例控制系統(tǒng)的構(gòu)成分類及特點－2一、比例控制系統(tǒng)的構(gòu)成與分類１．構(gòu)成由電子放大及校正單元，電液比例控制單元（含電機械轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的比例閥、電液比例變量泵和變量馬達），動力執(zhí)行單元及動力源，工程負載及信號檢測反饋處理單元所組成，見圖１－５。1）、系統(tǒng)的指令及放大器件：該單元多采用電子設備。2）、電－機械轉(zhuǎn)換器：往往采用比例電磁鐵。其功能是將放大器輸出的控制電流或電壓信號，轉(zhuǎn)換為機械量的控制信號（力、力矩、位移、轉(zhuǎn)角）。3）、液壓轉(zhuǎn)換及放大器件：就是比例閥、比例泵及馬達，實際上是一功率放大單元。4）、液壓執(zhí)行元件：是液壓缸或液壓馬達，其輸出參數(shù)只能是位移、速度、加速度和力，或者轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度和轉(zhuǎn)矩。5）、動力執(zhí)行單元：系統(tǒng)可通過設置液壓（壓力和流量）和機械參數(shù)中間變量檢測反饋閉環(huán)，或動力執(zhí)行單元輸出參數(shù)檢測反饋閉環(huán)，來改善其穩(wěn)態(tài)控制精度和動態(tài)品質(zhì)。6）、信號處理單元：可采用模擬電子電路、數(shù)字式微處理芯片或微型計算機來實現(xiàn)。（數(shù)字式集成電路在精度、可靠性、穩(wěn)定性等項均占優(yōu)勢，其成本也越來越低廉，故應用日益廣泛）。２．分類1）、根據(jù)檢測反饋閉環(huán)的不同，可將比例控制系統(tǒng)分為閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)設置動力執(zhí)行單元輸出參數(shù)（壓力、力、力矩、位移、速度和加速度）檢測反饋閉環(huán)。開環(huán)控制系統(tǒng)：是控制元件內(nèi)部，對整個控制系統(tǒng)而言只是中間參量的小閉環(huán)。２）、按功率調(diào)節(jié)元件的不同，可將比例控制系統(tǒng)分為節(jié)流控制系統(tǒng)和容積控制系統(tǒng)。而容積控制系統(tǒng)又可分為液壓泵調(diào)節(jié)和液壓馬達調(diào)節(jié)。節(jié)流控制系統(tǒng)的特點：動態(tài)響應快，利用公共恒壓油源可控制不同執(zhí)行元件（三通調(diào)速閥構(gòu)成的負載適應系統(tǒng)除外），功率損失較大。容積控制系統(tǒng)的特點：節(jié)能。（事實上，現(xiàn)代容積控制多是通過電液節(jié)流控制元件，對液壓泵或馬達的排量參數(shù)（傾角或偏心量）進行控制而實現(xiàn)的。）３）、按被控參數(shù)的不同分類：位置（或轉(zhuǎn)角）控制系統(tǒng)；速度（或轉(zhuǎn)速）控制系統(tǒng)；3加速度（或角加速度）控制系統(tǒng)；壓力（或壓差）控制系統(tǒng)；力（或力矩）控制系統(tǒng)；其他參數(shù)控制系統(tǒng)。

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比例控制系統(tǒng)的基本特點１、可明顯地簡化液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)復雜程序控制通過輸入信號按預定規(guī)律的變化，連續(xù)成比例地調(diào)節(jié)受控工作機械作用力或力矩，往返速度或轉(zhuǎn)速，位移或轉(zhuǎn)角等，是比例控制技術的基本功能，這一基本功能，不僅改善了系統(tǒng)控制性能，而且大大簡化了液壓系統(tǒng)，降低了費用，提高了可靠性。4圖1-9所示為機床進給控制的對比。系統(tǒng)在工作臺啟動和制動過程中，可實現(xiàn)加速和減速工況。為實現(xiàn)6擋速度控制，圖a采用了三組三位四通電磁閥和6個節(jié)流閥；為達到三級壓力控制，需要一個三位四通電磁閥和三個壓力先導閥。而達到同樣的性能要求，圖b只需一個電液比例方向閥和一個比例溢流閥，可使系統(tǒng)得以顯著簡化。并能實現(xiàn)而無沖擊的加速或減速，不但改善了控制過程品質(zhì)，還可縮短工作循環(huán)時間。２．利用電信號便于實現(xiàn)遠距離控制或遙控采用電液比例控制系統(tǒng)不但可實現(xiàn)遠距離有線或無線控制，也可改善主機的設計柔性，并且可以實現(xiàn)多通道并行控制。圖1-10所示的關節(jié)式云梯系統(tǒng)，可由在藍車上的工作人員自己操作電控器，以實現(xiàn)所需空間位置的精細遠控。5３．利用反饋提高控制精度或?qū)崿F(xiàn)特定的控制目標如圖1-11所示：鋸片旋轉(zhuǎn)由感應電機M驅(qū)動，切割進給由比例調(diào)速閥控制液壓缸的運動速度來實現(xiàn)。當切割負荷增大或減小時，感應電機的相電流也隨之變化，該誤差信號經(jīng)電流互感器和比例閥控制放大器實現(xiàn)反饋控制，以調(diào)整進給速度和改變切削負荷，從而達到鋸片恒速運行的目標。該系統(tǒng)由于采用了電液比例流量控制閥，實現(xiàn)了負載功率敏感閉環(huán)恒速調(diào)節(jié)，使切割機效率提高，并可避免由于負載而引起設備故障。6第二章比例控制放大器與檢測反饋系統(tǒng)比例控制放大器：是一種用來對比例電磁鐵提供特定性能電流，并對電流比例閥或電液比例控制系統(tǒng)進行開環(huán)或閉環(huán)調(diào)節(jié)的電子裝置。它是電液比例控制元件或系統(tǒng)的主要組成單元。檢測反饋系統(tǒng)：是電液比例元件或系統(tǒng)中的組成單元之一。它是元件內(nèi)部閉環(huán)或系統(tǒng)閉環(huán)控制中*的部分。在閉環(huán)控制中，它檢測出實際控制量，并通過反饋與設定值相比較。２-1比例控制放大器概述比例控制在電液比例控制系統(tǒng)中，對比例控制放大器一般有以下要求：放大器１）、良好的穩(wěn)態(tài)控制特性的組成２）、動態(tài)響應快、頻帶寬３）、功率放大級的功耗?。矗⒖垢蓴_能力強，有很好的穩(wěn)定性和可靠性５）、較強的控制功能６）、標準化、規(guī)范化一、典型構(gòu)成：根據(jù)電－機械轉(zhuǎn)換器的類別和受控對象的不同技術要求，比例控制放大器的原理、構(gòu)成和參數(shù)各不相同。隨著電子技術的發(fā)展，放大器的元件、線路以及結(jié)構(gòu)也不斷改善。圖４-1是比例控制放大器的典型構(gòu)成。顫振電路內(nèi)設定外輸入輸入接口位置處理調(diào)節(jié)器前置放大功率放大比例電磁鐵負載電源變換測量放大

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分類比例控制放大器根據(jù)受控對象，功率及工作原理等的不同，可有多種分類方式。常見有：1、單路和雙路比例控制放大器：1）、單路比例控制放大器：用來控制單個比例電磁鐵驅(qū)動工作的比例閥。例如：比例流量閥、壓力閥、單電磁鐵二7位（三位）比例方向閥等。2）、雙路比例控制放大器：用來控制雙電磁鐵驅(qū)動工作的三位比例方向閥等。解釋:雙路比例控制放大器工作時，始終只讓其中一個比例電磁鐵通電，這是三位比例方向閥工作所要求的，因此，它與下述的雙通道比例控制放大器是*不同的。2、單通道、雙通道和多通道比例控制放大器：1）、單通道比例控制放大器：就是單路比例控制放大器，只能控制一個比例電磁鐵。2）、雙通道、多通道比例控制放大器：將二個或二個以上單通道比例控制放大器集中在一塊標準的控制板上，就構(gòu)成了雙通或多通比例控制放大器。例如：比例壓力流量復合閥、多路比例閥等。雙通道或多通道比例控制放大器能同時單獨控制二個或二個以上比例電磁鐵。當然，雙通道或多通道比例控制放大器并不是兩個或多個單通道比例放大器的簡單組合，而是在結(jié)構(gòu)上作了有機調(diào)整組合而成的，如公用電源等。3、電反饋和不帶電反饋比例放大器：1）、電反饋比例控制放大器：用來控制電反饋比例閥，也可作為某些閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制器。2）、不帶電反饋比例控制放大器：用來控制不帶電反饋的比例閥，不能作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制器。兩者在電路結(jié)構(gòu)上的zui大區(qū)別：電反饋比例控制放大器設置有測量放大電路、反饋比較電路和調(diào)節(jié)器，但不一定有顫振信號發(fā)生器。不帶電反饋比例控制放大器沒有測放電路、反饋單元和調(diào)節(jié)器，但一般有顫振信號發(fā)生器。４、模擬式和開關式比例控制放大器１）、模擬式比例控制放大器：屬于連續(xù)電壓控制式，功放管工作在線性放大區(qū)，比例電磁鐵控制線圈兩端的電壓為連續(xù)的直流電壓，因而功耗較大。２）、開關式比例控制放大器：此放大器的功放管工作在截止區(qū)或飽和區(qū)，即開關狀態(tài)，比例電磁鐵控制線圈兩端電壓為脈沖電壓，因而功耗很小。開關式比例控制放大器又可分為:脈寬調(diào)制（ＰＷＭ）：zui常用脈頻調(diào)制（ＰＦＭ）脈幅調(diào)制（ＰＡＭ）脈碼調(diào)制（ＰＣＭ）脈數(shù)調(diào)制（ＰＮＭ）等。５、單向和雙向比例控制放大器根據(jù)所控比例電磁鐵的類型分為：１）、單向比例控制放大器：就是通常所說的比例控制放大器。用來控制普通單向比例電磁鐵。２）、雙向比例控制放大器：用來控制雙向比例電磁鐵。６、恒壓式和恒流式比例控制放大器：根據(jù)比例電磁鐵控制線圈上需要恒定的信號不同而區(qū)分：恒壓式恒流式：能抑制負載阻抗熱特性的影響，且有較優(yōu)的動態(tài)特性。因而比例控制放大器多采用恒流式結(jié)構(gòu)。2-2比例控制放大器主要電路的構(gòu)成、比例控制放大器主要電路的構(gòu)成、原理及功能

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