比例阀动态性能实验讲解
燃气比例阀的数学建模和动态特性研究
燃气比例阀的数学建模和动态特性研究齐亚腾;邓钰才;胡标;林立春;冯良【摘要】为了提高燃气比例阀的性能以便于更好地对其进行推广应用，使用AMESIM软件对燃气比例阀进行仿真建模，并结合动态特性试验对影响比例阀性能的因素进行研究，结果表明操作阀下方至针阀阀口流动通道(18)直径、腔室 q1体积、燃气入口调节器的弹簧刚度和主切断阀阀口面积对燃气比例阀动态性能的影响较为明显，但是其他的因素也不可以忽略。
在模型正确的基础上，针对这些影响因素进行仿真分析，并对原燃气比例阀模型进行改进。
仿真结果表明，改进后的模型在性能优于原模型。
%To improve the characteristics of the gas proportional valve and for a better application, simulation modeling with AMESIM software has been introduced to find the factors affecting its properties, and measures have been made to improve its characters, and results show that the performance of the new gas proportional valve improved is better than the old one.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P30-32,39)【关键词】燃气比例阀;全预混燃烧;AMESIM动;态特性;空燃比【作者】齐亚腾;邓钰才;胡标;林立春;冯良【作者单位】同济大学;同济大学;同济大学;同济大学;同济大学【正文语种】中文当前，燃气行业迅猛发展，全预混燃烧技术的应用日趋广泛，为提高燃气燃烧设备热效率、降低污染物排放量，越来越多的新技术、新产品需要使用燃气比例阀来合理控制空燃比，例如恒温数码热水器等。
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究当前进入新的科学技术发展时期，电子技术以及与其相关的信号检测、处理、传输等技术得以提升。
一般而言，在传统掘进机通过电液比例技术结合放大器驱动器以及控制方式，通过通信协议予以完成。
然而在现实中，程序运行和信息校验过程较为复杂，占用大量运行时间，导致比例阀稳定性差，由此引发故障。
为了提升系统运行效果，PWM（脉冲宽度调制）电液比例控制技术被引入。
该技术将输入的信号进行编码，获得对外驱动的控制信令信号，通过数字控制来提升整体稳定性。
为了实现优化控制，依托编码程序控制来对输入的信令来进行跟踪补偿，结合PID控制器来进行调节，对其电磁阀的响应速度、控制精度和开口大小进行优化控制，从而实现系统稳态性能、动态性能等进行很高程度的加强[1]。
1电液比例阀及驱动及其发展现状1.1 电液比例阀及驱动概念作为当前最为先进的控制技术，比例控制电液控制的主要组成为比例电液阀，其实现电子和液压之间的连接，从而能够对复杂指令的处理，以实现稳态可攻至信号的输出，实现优化控制[2]。
比例电液阀从硬件结构看，是一个液压元件，产生与控制阀芯位置成比例的磁力，并通过类似于比例阀芯电磁阀的信令信号来控制载量和压力的响应。
通常，普通液压阀只能控制预定义液体流量的压力和流量。
在这一类控制设备的运行中，采用普通液压阀是难以对控制载量和压力的响应进行自适应调节的[3]。
1.2 电液比例阀及驱动发展现状PWM驱动器广泛应用于自动控制、电气工程等领域。
安装可靠的驱动器对控制系统非常重要[4]。
目前，大多数电动比例阀制造商都配备了一种特殊的驱动装置——比例放大器。
该机械部件会在断电的过程中出现比例设置放大器驱动阀负载，这导致两端的应力尖头释放非常高。
由开关组成的PWM驱动器的优缺点不仅关系到设备本身，也关系到负载性质等因素，电源电路稳定性等。
在该电路中，负载驱动器的比例PWM阀是一个感应负载，穿过电路的线路包含感应散射。
先进的液压比例阀测试、调试方法
目录摘要 (1)一、前言 (1)二、比例阀测试、调试技术的背景介绍 (1)三、比例阀测试、调试系统介绍 (2)四、比例方向阀试验 (3)五、结束语 (5)致谢 (5)参考文献 (6)先进的液压比例阀测试、调试方法【摘要】文章首先对REXROTH公司最新技术生产的液压综合试验台中最具代表意义的液压比例阀的测试方法进行了综合介绍，然后以自编的比例方向阀试验程序为实例对DASYLAB软件的编程方式进行了说明。
最后附以比例阀试验的试验结果。
【关键词】液压比例阀；计算机辅助测试一、前言上海大众工厂服务科由于液压设备维修的需要，经过一年多时间的规划，于1998年10月从德国引进了1台液压元件综合试验台（Universal Test Rig）。
这台试验台由德国REXROTH公司生产。
它具有对比例阀、比例泵等液压比例元件进行调试、测试等功能。
试验台比例阀试验的最大技术特点在于：对于每一项比例阀试验，虽然系统没有提供现成的试验程序，但用户可以方便地用DASYLAB软件，根据自己的试验要求设计试验程序。
因此，试验台功能可以得到最大限度的发挥。
二、比例阀测试、调试技术的背景介绍在液压元件试验技术中，比例阀的试验难度较大，试验手段发展也较快。
在常规元件的试验中，试验工况的变化一般是通过手调实现，工况点是有限的、离散的。
试验结果的记录也是通过读表手抄到试验表格中的。
比例阀的试验与常规元件试验不同，它的工况的变化是连续的，试验结果也是连续的，一般通过特性曲线反映试验结果。
常规的比例阀调试、测试过程如下：用信号发生器根据试验要求产生斜波、三角波等控制信号并将其接入比例阀，比例阀发生工况移动。
受控的压力、流量等工况参量通过相应传感器记录到X-Y记录仪上。
这样就可以得到受控参量（压力，流量等）与控制信号（电流等）之间的反映比例阀性能的特性曲线。
20世纪80年代后期随着计算机技术的发展，比例阀计算机辅助调试、测试系统开始出现，如由北京理工大学用C＋＋语言开发的宝钢综合液压试验台比例阀测试系统和浙江大学用Turbo C语言开发的杭州液压件厂比例阀测试系统。
(完整版)比例阀
一、比例阀及元器件技术 二、利用压力补偿器实现负载压力补偿 三、比例阀的用电控制器 四、比例阀开环控制系统的设计准则 五、伺服阀及其元器件技术 六、闭环系统的控制 七、伺服阀动态特性对控制回路的影响 八、液压系统的油液过滤 九、液压系统常见故障的诊断方法 十、液压件常见故障及处理 十一、比例阀和伺服阀在实际中应用的案例分享 十二、变量叶片泵和柱塞泵
2）调整环节的任务 抑制干扰量 调整指令参量 3.基本传递环节汇总
4.闭环控制原理
5.实现闭环控制的设备构成 伺服放大器 通用插板 带斜坡发生器的插板 信号限制放大器 6.实际值的测量 数字式、模拟式或增量式、绝对式
第七章 伺服阀动态特性对控制回路的影响 1.闭环控制回路
2.Kv（回路增益）的最大允许值 3.固有频率的特性 4.测量系统的选择
安全。
10.质量应纯净，尽量减少机械杂质、水分和灰尘等的含量。
6.2液压油的分类 6.2.1矿物基液压油 6.2.2植物基液压油 6.2.3合成液压油 6.2.4防火液压油 6.3液压油的黏度和密度 6.4材料的相容性 6.5可过滤能力 6.6固态污染颗粒 6.7系统污染的测量
7.滤油器的设计计算
第一章 比例阀及元器件技术
比例电磁铁 比例方向阀 比例压力阀 比例流量阀 比例阀的安装、调试和维护
比例阀技术入门
比例控制设备的技术优势,主要在于阀位转换过程是受控的,设 定值可无级调节,而且实现控制所需的液压元件较少,从而减少投资 费用.
使用比例阀可更快捷、更简便和更精确地实现工作循环控制 ，并满足切换过程的性能要求。
7.1滤油器在液压系统中的作用 7.2液压系统中滤油器的布置位置
7.3滤油器的设计准则 7.4滤油器过滤精度的确定 7.5油液对滤油器设计的影响 7.6滤油器尺寸的确定
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究
L I Guang - bin , ZHANG Xue - mei , ZHAO Guang , L IU Zhi - hai (Shandong University of Science and Technology , Qingdao 266510 , China)
电液比例控制的核心是控制电液比例阀的电 流 。模拟式控制功率输出极到比例阀线圈的电流是 连续电流 ,电子功率器件功耗大 ,需加装散热装置 。
而 PWM 控制功率输出极为开关型结构 , 功耗小 , PWM 信号中包含了同频率的脉动量 ,无需另加颤振 信号 ,抗干扰 、抗污染能力强 ,滞后时间短 、重复精度 高 。由于采用数控形式 ,与计算机或微机的连接方 便 ,可实现程序控制 。 1 电液比例阀的结构控制器特点
比例阀的结构简图如图 1 所示 ,是一个三通阀 。 2 个比例电磁铁分别控制阀芯 2 个方向的运动 ,两 端分别有对中复位弹簧 。在有些使用场合时也可当 二通阀用作阀口 ,并对称地分为 2 组 ,在轴线方向相 对错开一定的距离 ,既保持了较高的分辨率 ,又获得 了较大的控制流量输出 。比例电磁铁能根据电流的
t = kT + Th 和 t = ( k + 1) T ( k = 0 ,1 ,2 …) 时刻
的电流值分别为
I + d I = UΠRL + ( I - d I - UΠRL ) e - DTΠτ I - d I = ( I + d I) e - T(1 - D)Πτ
解得
I
=
2
U RL
(1 -
文章编号 :100320794 (2006) 1120116203
浅谈乳化液混合器
高速开关阀桥先导控制比例阀静动态特性分析
高速开关阀桥先导控制比例阀静动态特性分析高速开关阀桥先导控制比例阀静动态特性分析一、引言高速开关阀桥先导控制比例阀是一种常用的工业控制装置，广泛应用于气液控制系统中。
它通过改变比例阀的通道开合程度，调节流体流量，实现对系统压力、流量的精确控制。
在实际工程应用中，对高速开关阀桥先导控制比例阀的静态和动态特性进行准确的分析是非常重要的，可以帮助优化系统的设计和控制算法，提高系统的性能和稳定性。
二、高速开关阀桥先导控制比例阀的工作原理高速开关阀桥先导控制比例阀由电磁阀、比例阀和减压阀组成。
当控制信号到达电磁阀，电磁阀的动作会改变比例阀的通道开合程度，从而改变流体流量。
减压阀用来保持系统的稳定压力。
高速开关阀桥先导控制比例阀通过调节比例阀的开度来控制系统的压力和流量，实现精确的气液控制。
三、静态特性分析1. 开度-流量特性在分析高速开关阀桥先导控制比例阀的静态特性时，首先需要研究比例阀的开度与流量之间的关系。
可以通过实验方法，将不同开度下的流量进行测量，然后将测得的数据作图得到开度-流量特性曲线。
通过分析曲线的形状，可以了解比例阀的流量调节性能，确定比例阀的最大流量和最小流量。
2. 开度-压力特性另一个静态特性是比例阀的开度与系统压力之间的关系。
同样可以通过实验方法，将不同开度下的系统压力进行测量，然后作图得到开度-压力特性曲线。
通过分析曲线的形状，可以了解比例阀的压力调节性能，确定比例阀的最大工作压力和最小工作压力。
四、动态特性分析1. 响应时间高速开关阀桥先导控制比例阀的响应时间是指控制信号到达时，比例阀实际开始改变通道开合程度的时间。
通过实验方法，可以测得不同控制信号到达时比例阀的开度变化曲线，然后分析曲线上的时间点得到响应时间。
2. 稳定性分析稳定性是指系统能够快速、准确地达到设定的控制目标，并能够在一定范围内保持稳定。
对于高速开关阀桥先导控制比例阀来说，稳定性分析主要包括超调量和调节时间两个参数。
比例阀特性测试手册
公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject按YES 就可以清楚CPU 程序公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject把EIN改成AUS 保存并下载.公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject已经改成AUS.下面有绿色下划线的是需要根据比例阀特性而改变的参数.O以上都是负数.0以下都是正数.不能搞反公司名称company name 人员 Engineer公司地址 company时间 Dateaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject原来送线速度是1600,现在改成2000.全部测试ok后再改成1600公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject查看实际线速度,打开上面这个历史趋势公司名称company name 人员 Engineer时间 Date公司地址 companyaddress入住宾馆 Hotel：工作概要 Subject。
比例阀动态性能实验讲解
P 11 P P
13 9
4、输入电信号阶跃响应特性 测试 （选做） 比例溢流阀：调压稳压（手调）
P 14
A B P T
15
比例流量阀：开度最大（手调）
比例方向阀：输入阶跃电信号
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5、频率响应特性测试分析
比例溢流阀：调压稳压（手调） 比例流量阀：开度最大（手调）
1 4
7
1、稳态流量控制特性测试
13
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12 8 6 5 10 3 12
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2、稳态负载特性测试（选做） 3、输出流量与阀压降特性测 试 4、输入电信号阶跃响应特性 测试 （选做） 5、频率响应特性测试分析
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电液比例方向阀性能实验
7
1、稳态流量控制特性测试
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12 8 6 5 例方向阀阀口压降恒定时， 输入电流与通过流量之间的关 系。
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原理：利用进出口压差形成负 反馈，去调节系统压油口比例 溢流阀4，最终保证比例方向 阀压降恒定。 PID控制
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1 4
受控流量取决于阀芯位移x和阀口压降△P=PP-PA+PB-PT。
比例阀性能实验回路 及原理
电液比例溢流阀性能实验
1、稳态压力控制特性测试 3、输入信号阶跃响应测试 （选做）
2、稳态负载特性 4、频率响应特性测试
1、电液比例溢流阀稳态压力控制特性测试
内容：
测试阀控制电流与阀入口压力之间关系，画特性曲线， 计算死区、滞环、非线性度。 控制电流：三角波信号（转换开关转入自动位置，由信号发生器发出） 比例流量阀4的作用
简单易懂的比例阀基本原理课件
阀体是比例阀的主体，用 于容纳其他组件。
驱动装置用于驱动阀芯移 动。
比例阀的工作流程
控制系统根据输入信号发 出指令。
阀芯移动改变流体通道的 大小，进而控制流体的流 量和压力。
驱动装置接收指令并驱动 阀芯移动。
反馈装置将阀芯位置信号 反馈给控制系统，形成闭 环控制。
比例阀的工作原理图解
工作原理图解可以帮助理解比例阀的 工作过程，包括各部件的作用和工作 流程。
THANKS FOR WATCHING
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比例阀对电源和输入信号的质量有一定的 要求，如果电源或信号受到干扰或不稳定 ，可能会影响其控制精度和稳定性。
06 比例阀的发展趋势和未来 展望
发展趋势
智能化
随着工业4.0和智能制造的推 进，比例阀将更加智能化， 能够实现远程控制、实时监 测和故障诊断等功能。
高精度化
集成化
为了满足高精度控制的需求， 比例阀将进一步提高其控制 精度和响应速度，实现更精 细的流量和压力调节。
双座比例阀
有两个阀芯和阀体，适用于大流量、 中等精度场合。
按驱动方式分类
电驱动比例阀
通过电机驱动阀的开度，如直流电机、步进电机等。
气动驱动比例阀
通过气压驱动阀的开度，如气瓶、气泵等。
04 比例阀的应用
在液压系统中的应用
控制液压系统的流量和压力
比例阀能够根据输入信号的大小，按比例调节液压油的流量和方向， 从而实现液压系统的流量和压力控制。
未来比例阀将更加集成化， 将多种功能集成于一体，减 少设备体积和安装成本，提 高系统的可靠性和稳定性。
环保化
随着环保意识的提高，比例 阀将更加注重环保设计，采 用低污染材料和节能技术， 降低能耗和排放。
水液压数字比例阀实验研究
３ ． 弹 簧座 Ｉ ４ ． 主 阀 阀芯
５ ． 主 阀 阔套
０ ０ ０ ０１ １ ！ ． ／ｑ ＩＹ ６ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ １ １ １ １ ０ ０ ０
．
６ ． 先导 阀阀体
７ ． 柔顺机构
８ ． 开关 阀阀座
统 的 比例 阀相 比， 数字 比例 阀是 一种 新 型 的 、 可 由计 算
为水液压数字比例阀总装图。该阀由主阀和先导阀组 成， 主 阀为采 用 弹簧对 中形 式 的三位 四通 滑 阀 ， 先 导 阀
由 ２组开 关 阀组成 ， 每组 开 关 阀 组 由 ４个 开 关 阀并 联
并 分别 串联 一阻 尼孑 Ｌ ， 然 后 与 一 阻尼 孔 串联 组 成 。开 关 阀阀芯 由压 电致 动 器 输 出位 移 ， 经 柔顺 机 构 放 大 后
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｏ Ｉ １ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｅ ａ ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｖａ ｌ ｖ ｅ
Ｚ ＨＵ Ｂ ｉ — ｈ ａ ｉ ，ＭＥＮＧ Ｊ ｕ ｎ — ｘ ｉ ａ ｎ，ＨＥ Ｗｅ ｉ ，ＨＥ Ｘ ｉ ａ ｏ — ｆ ｅ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｙｉ ｎ — ｓ ｈ ｕ ｉ
引 言
水液 压技 术是 以纯水 或 海水 作为工 作介 质 的传 动 控制 技术 ， 具有 安全 可 靠 、 经 济 环 保 等 优点 ， 已广 泛应 于各 个领 域 ¨ Ｊ 。水 液 压 比例 阀 价 格 便 宜 ， 制 造容易 ， 抗 污染 能力 强 ， 使用 于精 度 要 求 不太 高 的场 合 。 与传
（ 华中科技大学 机械科学 与工程学院 ， 湖 北 武汉
４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
电液比例方向阀动态性能实验
电液比例方向阀动态性能实验4.1 实验目的一了解比例方向阀动态特性测试装置；二掌握比例方向阀流量阶跃响应特性曲线的测试方法；三掌握比例方向阀动态特性各参数物理意义和计算方法4.2 测试装置及实验原理4.2.1测试装置的液压原理图图4-1 测试原理图图4-2 测试操作原理图4.2.2实验原理比例方向阀流量阶跃响应特性是比例方向阀动态特性的主要特性，该实验是测试比例方向阀流量阶跃响应曲线并计算动态特性的主要参数。
给被试的比例方向阀的控制器施加一个升幅的阶跃信号（从起始电压至最大电压），A 口至B 口的流量相应地完成一个流量增加过程；这一过程完成后，再给被试的比例方向阀的控制器施加一个降幅的阶跃信号（从最大电压至起始电压），比例方向阀A 口至B 口的流量也相应地完成一个流量减小过程；记录被试比例方向阀流量变化全过程，绘制流量响应曲线。
根据被试比例方向阀流量阶跃响应曲线，计算阀的动态特性的主要参数：稳态流量)( Xo 、幅值（amp X ）、超调量（Mp ）、峰值（tp ）、上升时间(tr )、下降时间(td )、调整时间(ts )等。
阀的流量动态特性的主要参数物理意义如下图所示。
4.3 实验软件功能软件的操作功能：显示液压原理图、测试数据、流量阶跃响应曲线、阀动态特性测试结果、输出实验报告（HTML 格式）、实验结果查询等。
实验软件界面如下图所示。
4.4 实验操作步骤(关闭截止阀I、II、III、VI、IX；开启截止阀V、VII、VIII。
)4.4.1.按[液压原理图]检查测试回路；4.4.2.启动电机，调节溢流阀YI，使系统达到阀测试压力(如8MPa)，通电换向阀1YA、2YA使比例换向阀油口与流量传感器接通；4.4.3.在[测试参数设置]栏内的编辑框内填写相应的数据；比例方向阀的控制电压范围为-5v-------+5v，所以最大电压不能超过5v。
4.4.4.在[测试数据操作]栏内的编辑框内，填入[测试数据文件]名；在【试验报告文件储存】填写试验报告储存的文件名，可以和测试数据文件名一样。
电液比例阀的性能分析及其在提升机制动系统中应用的实验研究
矿井提升机是矿 山企业 的主要设备 ，而矿井提升 机 的制动 液压站 是矿井 提升系统的重要组成部分 。从 液压站 的功能可知 ，液压 站主要是控 制制动器获得 不 同的制动力矩确保提升安全运行 。传统的矿井提升机 采用液压传动技术 ，由于压力 和速度 不能 连续调 节 ， 导致液压站在压力和速度 的转换过程 中产生 冲击和 噪 声 ，而且 系统采用 的元件 较多 ，液 压系统 过 于复杂 ， 导致 系统可靠性低 ，故 障诊断难度大 。作者 以电液 比 例 控制技术 在Ｔ ｌ １ 提升机液 压站 中的应用 为例 ， Ｅ６ 型 建立 电液 比例 阀的 数学模 型 ，应 用 ＭＡ Ｌ Ｂ对 其 传 ＴＡ 递 函数进 行静 动态 性 能分 析 ；最 后利 用数 据 采集 系 统 、传感器技术 以及计算机技术对液压站进行性能测 试 和数据 处 理 ，采 集 比例调 压 阀 和提 升机 的运 行参 数 。通过 参数 和图形变化规律能够判断提升机液压系 统的安全状况 ，便于操作人员及时地进行现场处理 。
ｂｌｔ．Ｔ ｒ ｕ ｈ ａ ｓｇ ａ ｅ ｔｓ ｓｅ ，ｔ ｅ ｆｌ ｗ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｖ ｌｅ ｉ ｏｓ ｒ ｋ ｎ ｙ ｒ ｕｉ ｙ ｔｍ ｅ ｔｓａ ｄ ｗ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ． ｉ ｙ ｈ ｏ ｇ ｉｎ ｌ ｓ ｙ ｔｍ ｉ ｔ ｈ ｏ ｌ ｅｆ ｍａ ｃ ｆｔ ａｖ ｎ ｈ ｉｔｂ ａ ｉ ｇ ｈ ｄ ａ ｌ ｓ ｓ ｏ ｏ ｈ ｃ ｅ ｔｓ ｔ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ
（ ） 一 （ ） ５ ８ ：
Ｆ （）＝ Ｘ （）一 （） ＝Ｆ （） ｓ Ｋ ［ ｓ Ｘ ｓ ］ ｓ
。
（） ｔ为作用在 阀芯上 的指令 力 ； Ｋ。 弹簧 刚度 ； 为 （） 比例 电磁铁推杆 的输 出位移 ； ｔ为 （） ｔ为锥阀芯 的位移 ，溢流开启时不等于零 。 （ ）锥 阀芯上 的力平衡方程 ２ 由牛顿运动定理得 ：
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究_李光彬
文章编号:1003-0794(2006)11-0114-03基于PWM 控制技术的电液比例阀的研究李光彬,张雪梅,赵 光,刘志海(山东科技大学,山东青岛266510)摘要:介绍了基于PW M(Pulse Width Modulation)技术控制的电液比例阀的特点和原理。
分析了占空比D 与平均电流I 之间的关系,并对一基于PW M 控制的电液比例阀的流量特性曲线进行了分析。
提出了通过改进PW M 技术以改善液压控制系统的动态性能,提高控制精度的一般方法。
关键词:电液比例阀;PW M 控制;占空比;平均电流中图号:TH137152文献标志码:AResearch of Electronic -hydraulic Proportional Valve Based onPW M Control TechnologyLI Guang -bin ,ZHANG Xue -mei ,ZHAO Guang ,LIU Zhi -hai (Shandong Universi ty of Science and Technology ,Qi ngdao 266510,China)Abstract :The characteristic and principle of electronic-hydraulic proportional valve based on PW M (Pulse Width Modulation)control technology is introduced.The relations between duty ratio (D )and average current (I )is discussed,and it analyzes the flow characteristic curve of electronic-hydraulic proportional valve based on PW M(Pulse Width Modulation)control technology.In order to improve the dynamic characteristic and pre -cision of hydraulic control system,it puts for ward the common method by developing PW M technology.Key words :electronic-hydraulic proportional valve;PW M control;duty ratio,average current 0 引言电液比例阀是在传统的液压阀基础上采用廉价而可靠的螺管式比例电磁铁进行控制,构成比例溢流阀、比例流量阀、比例方向阀等。
比例电磁铁静动态特性检测系统设计
计算机 采集 系统包括计算机 、Ｕ Ｂ多功能数据采 Ｓ 集卡 、精密程控恒 流源 和 ２ ４ Ｖ开关 电源等 。所有 硬
１ 测试 系统 的硬件 组 成
电磁铁测试 系统硬件 主要 包括机械台架和计算机
件安装在 一 个测 试 机箱 内。其 中，Ｕ Ｂ采 集卡 内含 Ｓ １ ６位 ８通 道 Ａ Ｄ，模拟 量 输入 范 围 一１ ／ ０～ ＋１ ０ Ｖ，
电机 有 限 公 司 ，０ ６ ２０．
Ｍ０
Ｃ Ｉ ０ Ｄ１ ８６ ＫＩ ７
Ｃ ｏｖ
站 点 号设 定 ；主 站设 定 为０
【】张丽萍 ， 民．Ｌ ６ 李卫 Ｐ Ｃ伺 服电机 和触摸屏 在模 内 自动贴
标机 中的应 用 ［ ］ 辽 宁工 业 大学 学 报 ： Ｊ． 自然科 学 版 ，
比例 电磁 铁 静 动态 特 性检 测 系统 设计
柳 静 ，吴超 海 ，马 宁 ，杨 海 龙
（ 中国计 量 学Ｒ ＿程 训 练 中心 ，浙 江杭 １ １ ０ ８ ｚ － ・３ ０ １ ） ３ ，
摘要 ：比例 电磁铁是 多种电液 比例 阀重要 的执行器 件 ，其静 动态性能对 比例阀有关键影 响。为准确 方便 快速地测 试 比 例电磁铁 的各种静 动态 特性 ，设 计并研制 了一种 比例 电磁铁 性能测试 系统。该 系统 由机 械平 台、位移 和拉压力传 感器 、计 算 机采集控制 系统 和上 位机 Ｖ Ｃ＋＋ ． ６ ０开发 的测试软件组成 。实验 结果 表ห้องสมุดไป่ตู้ ：该 系统测试结果准确 可靠 ，操作方便 ，能够
进给机构 、电磁铁定位夹紧机构 、拉压力传感 器和光 栅位移传感器等组成 。台架实物 图如 图 １ 。拉压力传 感器 选 择 Ｊ Ｂ —Ｉ Ｌ Ｓ Ｉ Ｓ型 传 感 器 ，量 程 ５ ０ Ｎ，精 度 ０１ ． ％。光栅 尺选 用信 合光 栅 ＳＮ Ａ ３０型 ，量程 ＩＯ Ｋ － ０ １０ｍ ２ ｍ。栅距 ２ ｍ，经过后续 ４倍频 辨向细分 电路 ０ 后位 移 分 辨 力 可 达 ５ ｍ。伺 服 进 给 加 载 机 构 由
呼吸机用电磁比例阀内振动特性数值模拟研究
第41卷,总第242期2023年11月,第6期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.41,Sum.No.242Nov.2023,No.6 呼吸机用电磁比例阀内振动特性数值模拟研究高贵锋1,李 悦2,王双卫1,罗 磊2,杜 巍2(1.深圳市安保科技有限公司,广东 深圳 518100;2.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:作为呼吸机内的核心部件之一,电磁比例阀内的振动问题不可忽视。
本文通过CFD 方法首先探究了稳态条件下不同开度和质量流量对时均激振力大小的影响,其次对本文探究的电磁比例阀的固有频率进行了计算,最后对大时均激振力工况的瞬时激振力进行了计算并通过避开率对不同工况下呼吸机的安全性进行了评估。
研究结果表明,在本文探究工况内,呼吸机的激振力对固有频率和公频的避开率均大于10%,符合规定。
关键词:呼吸机;电磁比例阀;振动特性;激振力;频域分析中图分类号:TH137.52 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2023)06-0507-05 Numerical Investigation of Vibration Characteristics in ElectromagneticProportional Valve for VentilatorGAO Gui-feng1,LI Yue2,WANG Shuang-wei1,LUO Lei2,DU Wei2 (1.Shenzhen Security Technology Co.,Ltd.,Shenzhen518100,China;2.School of Energy Scienceand Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin150001,China)Abstract:As one of the core components in the ventilator,the vibration problem in the electromagnetic proportional valve should not be ignored.Firstly,the CFD method is used to explore the influence of o⁃penings and mass flux on the time-averaged exciting force under steady-state conditions herein.Sec⁃ondly,the natural frequency of the electromagnetic proportional valve is calculated.Finally,the instanta⁃neous exciting force under the condition of a large time-averaged exciting force is calculated.Moreover, the safety of the ventilator under different working conditions is evaluated by avoidance rate.The results show that the avoidance rate of the exciting force to the natural frequency and common frequency is grea⁃ter than10%,which is in line with the regulations.Key words:ventilator;electromagnetic proportional valve;vibration characteristics;exciting force;fre⁃quency domain analysis收稿日期 2023-11-01 修订稿日期 2023-12-01基金项目:哈尔滨工业大学交叉科学基金(IR2021220);深圳市技术攻关重点项目(JSGG20201103153805015);国家重点研发计划课题(2021YFC0122402)作者简介:高贵锋(1987~),男,工学学士,高级工程师,从事医疗器械核心部件泵阀等工作。
简单易懂的比例阀基本原理
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在这种情况下，为了改变灯泡亮度，可以 在全关闭位置和全打开位置之间的任意位 置上切换触点。
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在这种情况下，为了改变灯泡亮度，可以 在全关闭位置和全打开位置之间的任意位 置上切换触点。
其可以通过电气装置来控制，这些电气装置在能这够接种通情或况关下断，电流为。了改变灯泡亮度，可以 驱号首动装先比 置 ，例可主电以阀磁为芯铁简上的单带大的有电电V形流位槽（计，一。这般可为以2实~ 现3A阀）口在置由开上全电度切关源的提换闭无供触位级，点调置而节。和来。全自输打入开信位号置装之置间的电的流任都意是位很小的（通常为几个毫安），因此，输入信
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基本系统
三位电磁换向阀可以完成下列功能： - 液压缸活塞杆伸出 - 液压缸活塞杆回缩 - 停止液压缸
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因此，电磁换向阀的作用就像电气回路中 的开关一样。 在一个位置上，关闭灯...
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... 而在另一个位置上，接通灯， 但并没有中间位置。
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不过，另一种类型的开关可以用于控制 灯泡亮度，该开关被称之为光度调整开 关。
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远程控制 – 开关系统
当流体流过比例阀时，通常产生液动力，这些液动力与弹簧力一起克服电磁力，从而使阀口开度变小。
衔铁密闭在导磁套（ F ）中，比例电磁铁通常采用塑料树脂材料(G)封装。
在这种比例阀中，阀芯与阀套研配，阀芯由单比例电磁铁驱动，阀芯工作边为半边，当单比例电磁铁通电时，即获得相应工作位置。
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电梯举例 – 开关系统 当电磁换向阀通电时，液压缸活塞杆以一定速度伸出或回缩，该速度大小可通过流量控制阀确定，因此，电磁换向阀本身并不控制液 压缸活塞运动速度。 进一步讲，电磁换向阀与比例阀之间的不同就在于阀芯结构上。 理论上，这可以通过光度调整类型元件（如可调电阻）来实现，但由于热量产生和漂移等问题，实际上并不使用这种元件，除非对于 最简单的应用场合。 在这种情况下，为了改变灯泡亮度，可以在全关闭位置和全打开位置之间的任意位置上切换触点。 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。 电磁力越大，所需将溢流口打开的压力就越大。 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。 驱动比例电磁铁的大电流（一般为2 ~ 3A）由电源提供，而来自输入信号装置的电流都是很小的（通常为几个毫安），因此，输入信 号装置可以为简单的电位计。 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。 这种类型结构可使比例阀动作更快，性能更好，但也是以牺牲制造成本为代价。 当需要控制较大流量时，采用先导式比例阀是最佳解决方案（而不是采用大规格和大比例电磁铁）。 假设以宾馆中电梯为例，其采用开关式液压系统。 另一个比例电磁铁通电，主阀芯向相反方向运动，但弹簧仍然处于压缩状态。
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2、电液比例溢流阀稳态负载特性（压力-流量）测试
内容：
当输入电流不变时，控制压力随通过的流量不同而变化。 控制电流：某一个定电流信号（转换开关转入自动位置） 比例流量阀4的作用：流量加载。改变阀4开度，间接实现 改变通过阀6的流量
3、电液比例溢流阀频率响应特性测试
内容：
当输入一系列正弦扫频信号时，被试阀阀芯位移的频响特 性曲线。 控制电流：正弦信号（转换开关转入自动位置） 比例流量阀4：保证通过阀6的流量在3L/min
电液比例流量阀性能实验
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1、稳态流量控制特性测试分 析
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P P
比例溢流阀4作用：
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（转换开关转入手动位置）
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比例方向阀6作用：
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（100%额定电流，开口最大）
比例流量阀7：
（转换开关转入手动位置）
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（输入电流：三角波信号）
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电液比例流量阀性能实验
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4、输入电信号阶跃响应特性 测试 （选做） 比例溢流阀：调压稳压（手调）
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比例流量阀：开度最大（手调）
比例方向阀：输入阶跃电信号
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5、频率响应特性测试分析
比例溢流阀：调压稳压（手调） 比例流量阀：开度最大（手调）
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比例方向阀：输入扫频正弦信号
部分解说
A/D及D/A转换---------流量传感器 电回路接线
传感器信号线
比例电磁铁线圈接线
差动信号输入（转换开关 、电位器） 比例方向阀：接至模拟信号输出口1口 比例流量阀 接至模拟信号输出口2口 比例溢流阀
液压回路阀体操作
电液比例溢流阀性能实验内容
1、稳态压力控制特性测试 测试阀控制电流与阀输出压力之间关系，画特性曲线，计算死区、滞 环、非线性度。 2、稳态负载特性 测试控制输入电流、输出压力、负载干扰（流量）之间关系。 3、输入信号阶跃响应测试 测试阀输出压力相对一定幅值输入电信号阶跃变化的过渡过程响应特 性，画特性曲线，计算滞后时间、上升时间、过渡过程时间等。 4、负载流量阶跃响应特性测试 测试阀输入电信号一定时，输出压力相对一定幅值，流量阶跃干扰变 化的过渡过程响应特性。画特性曲线，计算滞后时间、上升时间、过 渡过程时间。 5、频响特性测试 测试阀对一组不同频率的等幅正弦输入信号的响应特性，画频响特性 曲线（博德图），算幅频宽、相频宽。
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1、稳态流量控制特性测试
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2、稳态负载特性测试（选做） 3、输出流量与阀压降特性测 试 4、输入电信号阶跃响应特性 测试 （选做） 5、频率响应特性测试分析
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电液比例方向阀性能实验
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1、稳态流量控制特性测试
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电液比例方向阀性能实验
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1、稳态流量控制特性测试
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比例方向阀阀口压降恒定时， 输入电流与通过流量之间的关 系。
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电液比例溢流阀作用： （转换开关打为自动位置）
电液比例流量阀：开口最大
（转换开关打为自动位置）
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电液比例方向阀： 控制信号：三角波信号
比例方向阀：开度最大
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电液比例方向阀性能实验
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3、输出流量-阀压降特性测试 内容： 测试方向阀压降PP-PA+PB-PT 与比例方向阀流量之间的关系。
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比例方向阀：开度最大
两种测试方法
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电液比例方向阀性能实验
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2、稳态负载特性测试（选做） 内容： 测试负载压差PA-PB与比例方 向阀流量之间的关系。
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电液比例流量阀：输入电流不 断增加，模拟对比例方向阀加 载。 电液比例溢流阀：恒定输入某 电流，稳定泵出口压力 （转换开关转为手动位置）
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2、稳态负载特性测试分析
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比例溢流阀4作用：
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（转换开关转入手动位置）
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比例方向阀6作用：加载
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（电流由大变小，使负载由小 变大）
比例流量阀7：
（转换开关转入手动位置）
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（输入电流：某一定信号，开 口固定）
电液比例方向ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性能实验
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比例方向阀阀口压降恒定时， 输入电流与通过流量之间的关 系。
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原理：利用进出口压差形成负 反馈，去调节系统压油口比例 溢流阀4，最终保证比例方向 阀压降恒定。 PID控制
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受控流量取决于阀芯位移x和阀口压降△P=PP-PA+PB-PT。
比例阀性能实验回路 及原理
电液比例溢流阀性能实验
1、稳态压力控制特性测试 3、输入信号阶跃响应测试 （选做）
2、稳态负载特性 4、频率响应特性测试
1、电液比例溢流阀稳态压力控制特性测试
内容：
测试阀控制电流与阀入口压力之间关系，画特性曲线， 计算死区、滞环、非线性度。 控制电流：三角波信号（转换开关转入自动位置，由信号发生器发出） 比例流量阀4的作用