伺服閥工作原理

1、http:/電子發(fā)燒友http:/電子技術(shù)論壇典型電-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

2、中越來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、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AU;3）彳處

3、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，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AU=-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A(yù)U增大，使控制放大器的輸出電流增大， 比例電磁鐵的輸

4、出推力也增大， 推動(dòng)閥芯右移。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)。Ue=Uf=KfX(Kf為位移傳感器增益)http:/電子發(fā)燒友http:/電子技術(shù)論壇上式表明閥芯位移X與輸入信號(hào)Ue成正比。若指令電壓信號(hào)Ue0,控制放大器輸出電流I增大，使-電一氣比例閥的閥芯左移，氣源口與A口之間的節(jié)流面積增大，氣缸A腔的壓 力Pa升高并推動(dòng)活塞右移。氣缸活塞的右移又使反饋電壓信號(hào)Uf增大，因此電壓偏差人U減小，直至U幾乎為零（采用PID調(diào)節(jié)的控制放大器可將穩(wěn)態(tài)偏差調(diào)節(jié)至零）。當(dāng)給定的輸入信號(hào)小于反饋信號(hào)Uf時(shí)A Uv 0,同樣通過類似于上述的調(diào)節(jié)過程使偏差趨于零。因此在穩(wěn)定時(shí)，A U=0即Ue=Uf=KX（K為常數(shù)）這就實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)Uf對(duì)氣缸活塞位移X的比例控