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淺談電液比例閥簡介及比例控制原理

電液比例控制閥 是介于普通液壓閥和電液伺服閥之間的一種液壓控制閥，與電液伺服閥的功能相似，其輸出的液壓量與輸入的電信號成比例關系。

1、電液比例控制閥簡介

流體傳動技術以17世紀的帕斯卡定律爲理論基石，之后獲得了發(fā)展，20世紀第二次世界大戰(zhàn)期間戰(zhàn)爭的激勵，使其取得了很大進展，整體上經曆了開關控制、伺服控制、比例控制3個階段。比例控制技術是20世紀60年代末人們開發(fā)的一種可靠、價廉、控制精度和響應特性，均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實際需要的控制技術。

當時，電液伺服技術已日趨完善，但電液伺服閥成本高、應用和維護條件苛刻，難以被工業(yè)界接受。人們希望有一種價廉、控制精度能滿足需要的控制技術，這種需求背景導緻了比例技術的誕生和發(fā)展。1967年瑞士某公司生産的KL比例複合閥標志著比例控制技術在液壓系統(tǒng)中正式開始應用，主要是將比例型的電機械轉換器（比例電磁鐵）應用于工業(yè)液壓閥，到20世紀80年代，隨著微電子技術的發(fā)展，比例控制技術已達到較完善的程度，主要表現(xiàn)在3個方面：

①采用了壓力、流量、位移、動壓等反饋及電校正手段，提高了閥的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應品質，這些標志著比例控制設計原理已經完善；

②比例技術與插裝閥已經結合，誕生了比例插裝技術；

③以比例控制泵爲代表的比例容積元件的誕生。電液比例閥在工業(yè)生産中獲得了廣泛的應用，可用于控制位置（轉角）、速度（轉速）、加速度（角加速度）、壓力（壓差）、力（力矩）等參數(shù)。如陶瓷地闆磚制坯壓力機、帶鋼軋機的帶鋼恒張力控制、壓力容器疲勞壽命試驗機、液壓電梯運動及控制系統(tǒng)、金屬切削機床工作臺運動控制、軋鋼機壓下及控制系統(tǒng)、液壓沖床、彎管機、塑料注射成形機等。

2、比例控制原理

電液比例閥多用于開環(huán)液壓控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)對液壓參數(shù)的遙控，也可以作爲信號轉換與放大組件用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。與手動調節(jié)和通斷控制的普通液壓閥相比，它能顯著地簡化液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)複雜程序和運動規(guī)律的控制，便于機電一體化，通過電信號實現(xiàn)遠距離控制，大大提高液壓系統(tǒng)的控制水平；與電液伺服閥相比，盡管其動態(tài)、靜態(tài)性能有些遜色，但在結構與成本上具有明顯優(yōu)勢，能夠滿足多數(shù)對動靜態(tài)性能指標要求不高的場合。隨著電液伺服比例閥的出現(xiàn)，電液比例閥的性能已接近甚至超過了伺服閥。

電液比例閥通常由電氣機械轉換器、液壓放大器（先導級閥和功率級主閥）和檢測反饋機構三部分組成（見圖1）。若是單級閥，則無先導級閥。

電

電液比例閥是比例控制系統(tǒng)中的主要功率放大元件，按輸人電信號指令連續(xù)、成比例控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量等參數(shù)。與伺服控制系統(tǒng)中的伺服閥相比，在某些方面還有一定的性能差距(主要性能比較見下表)，但它顯著的優(yōu)點是抗污染能力強，大大減少了由污染而造成的工作故障，提高了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性；另一方面比例閥的成本比伺服閥低，結構也簡單，已在許多場合獲得廣泛應用。

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