電液伺服閥與比例閥
動(dòng)鐵式力矩馬達與動(dòng)圈式力馬達相比較有:
1)動(dòng)鐵式力矩馬達因磁滯影響而引起的輸出位移滯后比動(dòng)圈式力馬達大。
2)動(dòng)圈式力馬達的線(xiàn)性范圍比動(dòng)鐵式力矩馬達寬。因此.動(dòng)圈式力馬達的工作行程大,而動(dòng)鐵式力矩馬達的工作行程小。
3)在同樣的慣性下,動(dòng)鐵式力矩馬達的輸出力矩大,而動(dòng)圈式力馬達的輸出力小。動(dòng)鐵式力矩馬達因輸出力矩大,支承彈簧剛度可以取得大,使銜鐵組件的固有頻率高,而力馬達的彈簧剛度小,動(dòng)圈組件的固有頻率低。
4)減小工作氣隙的長(cháng)度可提高動(dòng)圈式力馬達和動(dòng)鐵式力矩馬達的靈敏度。但動(dòng)圈式力馬達受動(dòng)圈尺寸的限制,而動(dòng)鐵式力矩馬達受靜不穩定的限制。
5)在相同功率情況下,動(dòng)圈式力馬達比動(dòng)鐵式力矩馬達體積大,但動(dòng)圈式力馬達的造價(jià)低。
用掛圖說(shuō)明力反饋兩級電液伺服閥的結構原理,這是目前廣泛應用的一種結構形式。其第—級液壓放大器為雙噴嘴擋板閥,由永磁動(dòng)鐵式力矩馬達控制,第二級液壓放大器為四通滑閥,閥芯位移通過(guò)反饋桿與銜鐵擋板組件相連,構成滑閥位移力反饋回路。
無(wú)控制電流時(shí),銜鐵由彈簧管支承在上、下導磁體的中間位置,擋板也處于兩個(gè)噴嘴的中間位置,滑閥閥芯在反饋桿小球的約束下處于中位,閥無(wú)液壓輸出。當有差動(dòng)控制電流輸入時(shí).在銜鐵上產(chǎn)生逆時(shí)針?lè )较虻碾姶帕?,使銜鐵擋板組件繞彈簧轉動(dòng)中心逆時(shí)針?lè )较蚱D,彈簧管和反饋桿產(chǎn)生變形,擋板偏離中位。這時(shí),噴嘴擋板閥右間隙減小而左間隙增大,引起滑閥左腔控制壓力增大,右腔控制壓力減小,推動(dòng)滑閥閥芯左移。同時(shí)帶動(dòng)反饋桿端部小球左移,使反饋桿進(jìn)一步變形。當反饋桿和彈簧管變形產(chǎn)生的反力矩與電磁力矩相平衡時(shí),銜鐵擋板組件便處于一個(gè)平衡位旨。在反饋桿端部左移進(jìn)一步變形時(shí),使擋板的偏移減小,趨于中位。這使左腔控制壓力又降低,右腔控制壓力增高,當閥芯兩端的液壓力與反饋桿變形對閥芯產(chǎn)生的反作用力以及滑閻的液動(dòng)力相平衡時(shí),閥芯停止運動(dòng),其位移與控制電流成比例。在負載壓差—定時(shí),閥的輸出流量也與控制電流成比例。所以這是一種流量控制伺服閥。
包括基本電壓方程,銜鐵和擋板組件的運動(dòng)方程,擋板位移于轉角之間的關(guān)系,噴嘴擋板至滑閥的傳遞函數,閥控液壓缸的傳遞函數,以及作用在擋板上的壓力反饋方程,根據這些方程可以畫(huà)出電液伺服閥的方框圖。
給出穩定性條件
給出穩定性條件
給出的傳遞函數是一個(gè)慣性加振蕩的環(huán)節,重點(diǎn)介紹近似的傳遞函數:在大多數電液伺服系統中,伺服閥的動(dòng)態(tài)響應往往高于動(dòng)力元件的動(dòng)態(tài)響應。為了簡(jiǎn)化系統的動(dòng)態(tài)持性分析與設計,伺服閥的傳遞函數可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化,一般可用二階振蕩環(huán)節表示。如果伺服閥二階環(huán)節的固有頻率高于動(dòng)力元件的固有頻率,伺服閥傳遞函數還可用一階慣性環(huán)節表示,當伺服閥的固有頻率遠大于動(dòng)力元件的固有頻率,伺服閥可看成比例環(huán)節。
給出計算力反饋伺服閥的頻寬的表達式
穩態(tài)時(shí),伺服閥的閥芯位移正比于輸入電流,伺服閥的流量可用滑閥的流量公式表示,只不過(guò)用電流代替了閥芯位移值。
給出一個(gè)實(shí)例設計力反饋兩級電液伺服閥。
5 4直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥
用掛圖說(shuō)明其工作原理。
根據控制線(xiàn)圈的電壓平衡方程和線(xiàn)圈組件的力的平衡方程,前置級滑閥的開(kāi)口量和閥控缸的方程,可以得到直接位置反饋滑閥式伺服閥的方框圖。
通過(guò)對方框圖的簡(jiǎn)化可得到其傳遞函數。該閥由動(dòng)圈式力馬達和兩級滑閥式液壓放大器組成。前置級是帶兩個(gè)固定節流孔的四通閥(雙邊滑閻),功率級是零開(kāi)口四邊滑閥。功率級閥芯也是前置級的閥套,構成直接位得反饋。
5.5 其它型式的電液伺服閥簡(jiǎn)介(50分鐘)(第十四次課)
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