第六章 电液比例阀及比例控制回路(2015)

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1、第六章电液比例阀及比例控制回路6.1概述本章6.2电液比例阀介6.3电液比例控制基本回路绍6.4电液比例控制工业应用6.1概述从广义讲，凡是输出量，如压力、流量、位移、速度、加速度等，能随输入信号连续地按比例地变化的控制系统，都称为比例控制系统。从这个意义上说，伺服控制也是一种比例控制。电液比例控制可以分为开环控制和闭环控制。图6-1电液比例开环控制系统方框图图6-2电液比例闭环控制系统方框图目前，最常用的分类方式是按被控对象(量或参数)来进行分类。则电液比例控制系统可以分为：比例流量控制系统比例压力控制系统比例流量压力控制系统比例速度控制系统比例位置控制系统比例力控制系统比例同步控

2、制系统电液比例控制技术的发展动力1.传统的液压控制方式是开关型控制。它通过电磁驱动或手动驱动来实现液压流体的通、断和方向控制，从而实现被控对象的机械化和自动化。但是这种方式无法实现对液流流量、压力连续地按比例地控制，同时控制的速度比较低、精度差、换向时冲击比较大。2.当需要高性能的速度或位置控制时，以前电液伺服阀曾经是唯一实用的解决办法。电液伺服阀是一种高技术条件的方向和流量控制阀，不可避免地带来成本高、不耐污染、维修不便等问题。在并不需要伺服阀的全部性能潜力的应用场合，这些问题可能成为主要的缺点。3.发展电液比例阀的主要目的在于填补从简单的通/断电磁阀控制与复杂的电液伺服控制之间的

3、空白。虽然比例阀的部分性能指标不如伺服阀，但对许多应用场合来已经够用了,同时可以体现出明显的成本和维护优势。伺服、、比例、比例、、开关元件性能对照表、开关元件性能对照表电液伺服阀电液比例阀早期电液比例阀开关阀介质过滤度µ3-10252525阀内压力降7/210.5~20.25~0.50.25~0.5（MPa)滞环%1~31~34~7重复精度%0.50.5±1频宽HZ20~2001~301~5线圈功率w0.05~510~2410~30中位死区无有有有比例控制系统发展第二次世界大战期间，由于以飞机、火炮等军事装备为对象的控制系统，要求快速响应、高精度等高性能指标，在这个背景下迅速发展了电

4、液伺服控制。第一阶段：：1967年瑞士：Beringer公司率先生产出KL型比例复合阀，标志液压比例技术的诞生。第二阶段：：从1975年到：1980年，研制了耐高压的比例电磁铁，比例阀的频宽已达5～15Hz，滞环缩小到3％。第三阶段：：80年代以来：：比例阀的性能如滞环、频宽等，同工业伺服阀接近；比例技术同插装技术结合；同液压泵、液压马达等组合在一起，构成节能的比例容积器件。远程控制–开关系统在开关系统中，为了调节液压缸活塞运动速度，应将流量控制阀安装在合适位置处，这表明工作油管与操作台相连接。远程控制-比例系统不过，在比例系统中，比例阀通过电信号控制，即仅采用小功率电缆就可将操作台

5、与比例阀连接起来。PLC远程控制–比例系统当今机器控制通常采用电子控制器来实现，而比例阀在液压系统与电子控制器之间可提供一个简单接口。比例压力控制在一台机器中，若使用比例方向阀和比例压力阀，则表明这台机器的液压功能（运动和作用力）可由电信号控制。电磁换向阀的响应时间比例阀的最大优势就在于其电控能力，即通过电信号可无级控制其阀芯运动速度。电磁换向阀的响应时间0.015S根据电磁换向阀的通径大小和电源电压，其通电响应时间约为15ms。电磁换向阀的响应时间0.025S由于复位弹簧力比电磁力低，所以，电磁换向阀的断电响应时间稍微长一些（一般约为25ms）。比例阀的响应时间S不过，比例阀阀芯的

6、运动速度可由输入给比例电磁铁的电信号确定。通过渐增或渐降（称之为斜坡）电信号，可以获得几秒钟的通电和断电响应时间。比例阀的响应时间1.000S不过，比例阀阀芯的运动速度可由输入给比例电磁铁的电信号确定。通过渐增或渐降（称之为斜坡）电信号，可以获得几秒钟的通电和断电响应时间。比例阀的响应时间2.000S不过，比例阀阀芯的运动速度可由输入给比例电磁铁的电信号确定。通过渐增或渐降（称之为斜坡）电信号，可以获得几秒钟的通电和断电响应时间。比例阀的响应时间3.000S不过，比例阀阀芯的运动速度可由输入给比例电磁铁的电信号确定。通过渐增或渐降（称之为斜坡）电信号，可以获得几秒钟的通电和断电响应时

7、间。电梯举例–开关系统阀芯运动速度可控是非常有用的，这主要是因为其可以降低系统中的冲击，即通过控制执行元件的加速度和减加速度来达到此目的。假设以宾馆中电梯为例，其采用开关式液压系统。电梯举例–开关系统当电磁换向阀通电使电梯下降时，阀芯运动很快，这表明液压缸活塞很快加速到其最大速度（最大速度通过设定流量控制阀F来确定）。电梯的这种突然启动会使乘客感到非常不舒服。F电梯举例–开关系统同样，当电梯到达目的地时，因电磁换向阀的很快关闭，也会使电梯突然停止，从而再次