典型電---氣比例閥、伺服閥的工作原理

1、典型電典型電氣比例閥、伺服閥的工作原理氣比例閥、伺服閥的工作原理電氣比例閥和伺服閥按其功能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。由于氣體的可壓縮性，使氣缸或氣馬達(dá)等執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度不僅取決于氣體流量。還取決于執(zhí)行元件的負(fù)載大小。因此精確地控制氣體流量往往是不必要的。單純的壓力式或流量式比例伺服閥應(yīng)用不多，往往是壓力和流量結(jié)合在一起應(yīng)用更為廣泛。電氣比

2、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)廉價(jià)的電子集成電路和各種檢測(cè)器件的大量出現(xiàn)，在1電氣比例伺服閥中越來(lái)越多地采用了電反饋方法，這也大大提高了比例伺服閥的性能。電氣比例伺服閥可采用的反饋控制方式，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。一、滑閥式電氣方向比例閥流量式四通或五通比例控制閥可以控制氣動(dòng)執(zhí)行元件在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度，這類閥也稱方向比例閥。圖示即為這類閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它由直流比例電磁鐵1

3、、閥芯2、閥套3、閥體4、位移傳感器5和控制放大器6等贊成。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性地轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出?？刂品糯笃鞯闹饕饔檬牵?）將位移傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大；2）比較指令信號(hào)Ue和位移反饋信號(hào)Uf，得到兩者的差植U；3）將U放大，轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)I輸出。此外，為了改善比例閥的性能，控制放大器還含有對(duì)反饋信號(hào)Uf和電壓差U的處理環(huán)節(jié)。比如狀態(tài)反饋控制和PID調(diào)節(jié)等。帶位置反饋的滑閥式方向比例閥，

4、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)位移傳感器的反饋電壓Uf=0。若閥芯受到某種干擾而偏離調(diào)定的零位時(shí)，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Ue0，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，推動(dòng)閥芯右移

5、。而閥芯的右移又引起反饋電壓Uf的增大，直至Uf與指令電壓Ue基本相等，閥芯達(dá)到力平衡。此時(shí)。移動(dòng)一定距離。當(dāng)閥芯左移時(shí)，氣源口P與輸出口A連通，B口通大氣；閥芯右移時(shí)，P與B通，A口通大氣。閥芯位移量越大，閥口開(kāi)口量也越大。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣流的流動(dòng)方向和流量的控制。這類閥采用動(dòng)圈式馬達(dá)，動(dòng)態(tài)性能好，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。三、動(dòng)圈式壓力伺服閥圖示是一種壓力伺服閥，其功能是將電信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換為氣體壓力輸出。主要組成部分有：動(dòng)圈式力馬達(dá)1、

6、噴嘴2、擋板3、固定節(jié)流口4、閥芯5、閥體6、復(fù)位彈簧7、租尼孔8等。初始狀態(tài)時(shí)，力馬達(dá)無(wú)電流輸入，噴嘴與擋板處在全開(kāi)位置，控制腔內(nèi)的壓力與大氣壓幾乎相等。滑閥閥芯在復(fù)位彈簧推力的作用下處在右位，這時(shí)輸出口A與排氣口通，與氣源口P斷開(kāi)。當(dāng)力馬達(dá)有電流I輸入時(shí)，力馬達(dá)產(chǎn)生推力Fm(=KiI)，將擋板推向噴嘴，控制腔內(nèi)的氣壓P9升高。P9的升高使擋板產(chǎn)生反推力，直至與電磁力Fm相平衡時(shí)P9才穩(wěn)定，這時(shí)Fm=Iki=P9AyYksy式中Ay噴