电液伺服阀的工作原理

2023-06-02  

电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件,它是一种接受模拟电信号后,相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点,已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。


液压伺服阀是构建液压伺服控制系统的核心元件,因此液压控制系统书籍会包含电液伺服阀内容。


电液伺服阀的输出流量或压力是由输入的电信号控制的,主要用于高速闭环液压系统中,用以实现位置、速度和力的控制等;而比例阀多用于响应速度相对较低的开环控制系统中。伺服阀具有精度高、响应快等优点,但其价格也较高,对过滤精度的要求也很高。目前,伺服阀广泛应用于高精度控制的自动控制设备中。


电液伺服阀多为两级阀,有压力型伺服阀和流量型伺服阀之分,绝大部分伺服阀为流量型伺服阀。在流量型伺服阀中,要求主阀芯的位移XP与它的输入电流信号l成正比,为了保证主阀芯的定位控制,主阀和先导阀之间设有位置负反馈,位置反馈的形式主要有直接位置反馈和位置力反馈两种。


电液伺服阀一般是指双喷嘴挡板电液伺服阀。工作原理如下:

该阀前置放大级采用双喷嘴挡板结构,功率级采用力反馈滑阀结构,其结构原理如下图所示:

输入指令信号给力矩马达的线圈将会产生电磁力作用于衔铁的两端,这使衔铁组件(由衔铁、挡板及弹簧管组成)发生偏转。而挡板的偏转将减少某一个喷嘴的流量,进而改变了与该喷嘴相通的阀芯一侧的压力,推动阀芯朝一边移动。


阀芯的位移打开了进油口(J)与一个负载口之间的油路,沟通了回油口(H)与另一负载口之间的通道。同时阀芯的位移对反馈杆产生一个作用力,此作用力形成了对衔铁组件的回复力矩。当此回复力矩与力矩马达的电磁力矩相平衡时,衔铁挡板组件回到零位,阀芯保持在这一平衡状态的开启位置,直到输入的给定信号又发生变化。


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