两级滑阀式电液伺服阀的分析
第五章电液伺服阀与比例阀详解
5.2 力矩马达
电气-机械转换器 利用电磁原理工作
一、力矩马达的分类及要求 （一） 分类
1）可动件运动形式：直线位移式（力马达）、角位移式（力矩马达） 2）可动件结构形式：动铁式（衔铁）、动圈式（控制线圈） 3）极化磁场产生的方式：非激磁式（控制线圈差动连接）、固定电流激磁 （激磁线圈，大的极化磁通，结构复杂，体积大）、永磁式（永久磁铁， 结构简单、重量轻、获得的极化磁通小）
动铁式：频率高、体积小、重量轻 动圈式：尺寸要求不严格、频率要求不高、价格低
xmwu@
第五章 电液伺服阀
5.1 电液伺服阀的组成及分类 5.2 力矩马达 5.3 力反馈两级电液伺服阀 5.4 直接反馈两级滑阀式电液伺服阀 5.5 其它型式的电液伺服阀简介 5.6 电液伺服阀的特性及主要的性能指标
第五章 电液伺服阀
5.1 电液伺服阀的组成及分类
本 5.2 力矩马达 章 5.3 力反馈两级电液伺服阀 介 5.4 直接反馈两级滑阀式电液伺服阀 绍 5.5 其它型式的电液伺服阀简介
5.6 电液伺服阀的特性及主要的性能指标
xmwu@
电液伺服阀概述
电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。 电液伺服阀是液压控制系统的核心元件。 电液伺服阀控制精度高，响应速度快。 根据输出液压信号的不同，电液伺服阀分为电液流量控 制伺服阀和电液压力控制伺服阀
二、电液伺服阀的分类 1、按放大器的级数分：
单级、两级和三级 单级伺服阀：结构简单、价格低廉、输出流量小、稳定性差 两级伺服阀：最常用 三级伺服阀：两级伺服阀+功率滑阀，电反馈，流量大于 200L/min
xmwu@
1 2
S
S
3
4
N
电液伺服阀知识学习电液伺服阀组成电液伺服阀原理
电液伺服阀电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件，它能够把微小的电气信号转换成大功率的液压能（流量和压力）输出。
它的性能的好坏对系统的影响专门大。
因此，它是电液控制系统的核心和关键。
为了能够正确设计和利用电液控制系统，必需掌握不同类型和性能的电液伺服阀。
伺服阀输入信号是由电气元件来完成的。
电气元件在传输、运算和参量的转换等方面既快速又简便，而且能够把各类物理量转换成为电量。
所以在自动控制系统中普遍利用电气装置作为电信号的比较、放大、反馈检测等元件；而液压元件具有体积小，结构紧凑、功率放大倍率高，线性度好，死区小，灵敏度高，动态性能好，响应速度快等长处，可作为电液转换功率放大的元件。
因此，在一控制系统中常以电气为“神经”，以机械为“骨架”，以液压控制为“肌肉”最大限度地发挥机电、液的优势。
由于电液伺服阀的种类很多，但各类伺服阀的工作原理又大体相似，其分析研究的方式也大体相同，故今以常常利用的力反馈两级电液伺服阀和位置反馈的双级滑阀式伺服阀为重点，讨论它的大体方程、传递函数、方块图及其特性分析。
其它伺服阀只介绍其工作原理，同时也介绍伺服阀的性能参数及其测试方式。
电液伺服阀的组成电液伺服阀在电液控制系统中的地位如图27所示。
电液伺服阀包括电力转换器、力位移转换器、前置级放大器和功率放大器等四部份。
3.1.1 电力转换器包括力矩马达（转动）或力马达（直线运动），可把电气信号转换为力信号。
3.1.2 力位移转换器包括钮簧、弹簧管或弹簧，可把力信号变成位移信号而输出。
3.1.3 前置级放大器包括滑阀放大器、喷嘴挡板放大器、射流管放大器。
3.1.4 功率放大器——滑阀放大器由功率放大器输出的液体流量则具有必然的压力，驱动执行元件进行工作。
图27 电液控制系统方块图电液伺服阀的分类电液伺服阀的分类电液伺服阀的种类很多，按照它的结构和性能可作如下分类：1）按液压放大级数，可分为单级伺服阀、两级伺服阀和三级伺服阀，其中两级伺服阀应用较广。
直接位置力反馈两级电液伺服阀电磁场研究的开题报告
直接位置力反馈两级电液伺服阀电磁场研究的开题报告一、研究背景现代化工、机械制造、航空航天、军事国防等领域中使用液压系统控制工作机构、执行机构的应用广泛，电液伺服系统已经成为这些领域中最常用的一种控制方式。
在电液控制领域中，电液伺服阀是一类重要的控制元件，能够实现对液压系统中液压元件的控制、调节，控制系统的性能直接关系到实际系统的可靠性、精确度和效率等重要性能指标。
因此，电液伺服阀的研究和开发一直是液压控制领域中研究的热点和难点问题。
基于对电液伺服阀的不断研究和改进，在确认了其控制性能的同时，越来越多的研究关注到电液伺服阀自身的稳定性和可靠性问题。
在电液伺服阀中，采用直接位置力反馈两级电液伺服阀能够较好的改善了该问题，该电液伺服阀的主要特点是由电磁铁、阀芯和阀座组成，其输出信号是由伺服阀控制电源和传感器反馈信号同时处理后形成的负反馈信号。
因此，直接位置力反馈两级电液伺服阀在机械制造、特种设备制造、军事国防等领域有着广泛的应用前景。
二、研究内容本课题研究的内容主要是直接位置力反馈两级电液伺服阀的电磁场问题，具体包括以下几个方面：1. 建立直接位置力反馈两级电液伺服阀的电磁场模型，分析模型的结构和特点。
2. 对直接位置力反馈两级电液伺服阀中电磁铁的电磁场进行分析，探究电磁场对伺服阀性能的影响。
3. 基于有限元分析方法，对直接位置力反馈两级电液伺服阀中的电磁场问题进行数值模拟，并验证所建立的电磁场模型的准确性。
4. 采用实验方法，验证所建立的电磁场模型的正确性，探究电磁场对直接位置力反馈两级电液伺服阀性能的影响规律，并对其进行优化改进。
三、研究意义1. 对于提高直接位置力反馈两级电液伺服阀的性能，提高电磁场的研究水平和优化改进具有重要意义，有助于提高其稳定性和可靠性。
2. 通过对电磁场的分析和建模，可以对电液伺服阀的控制和运行机理有更深入的理解。
3. 研究所得的相关理论和实验数据可以为电液伺服阀设计和研发提供参考和指导，具有一定的实际应用价值。
两级滑阀式电液伺服阀的分析
主阀芯
控制阀芯
工作原理
控制阀芯位移（力马达位移）——Xc 主阀芯位移——Xv 上控制腔压力——Pf1 下控制腔压力——Pf2 当控制信号输入力马达时，动圈所受的电磁力与 支撑弹簧力平衡，产生位移，带动控制阀芯运动
当i>0且Xc>0时
当i>0——i=0时
当i<0且Xc<0时
方框图
两级滑阀式电液伺服阀输入级为动圈式马达， 其传递函数数学表达式：
考虑到前置级液压放大器的负载为惯性及弹性负 载，根据液压动力机构的分析，其传递函数可以写成 如下形式：
式中：
（前置级滑阀开口在零位附近的变化）
根据动铁式力反馈两级电液伺服阀分析可知：动圈 式位置反馈两级电液伺服阀的位置反馈环对阀的动态性 能将起到主导作用，为此根据上述二个基本方程可以绘 制出其方块图，如下图所示：
传递函数
由于wf很小，动圈式两级滑阀式电液伺服阀阀开环传递函数可近似 表示成：
其特征方程为
根据Routh判据可写出该阀的稳定条件为：
闭环传递函数为：
小结
1.两级滑阀式电液伺服阀的作用：在液压控制系统中起到了 信号转换、功率放大及控制的作用；
2.掌握动圈式两级滑阀式电液伺服阀的工作原理；
3.掌握动圈式两级滑阀式电液伺服阀的方框图和传递函数。
●按放大器的级数分：
单级、两级和三级
●按第一级阀（放大器）的结构形式分：
滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转 板射流阀
●按反馈形式分：
位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈
动圈式两级滑阀电液伺服阀分析
组成:
◆动圈式力马达 ◆上下固定节流口 ◆上下可变节流口 ◆上下控制腔 ◆控制阀芯 ◆主阀芯
力反馈二级电液伺服阀的动态特性分析
力反馈二级电液伺服阀的动态特性分析摘要电液伺服阀是闭环控制系统中最重要的一种伺服控制元件，它能将微弱的电信号转换成大功率的液压信号（流量和压力）。
现在我们将电液伺服阀装置中加上一个具有力反馈作用的控制阀，这样就得到了力反馈二级电液伺服阀。
此种伺服阀不仅具有电液伺服阀的优点，还具有了闭环系统中的反馈功能，使得阀体的反应速度更快，稳定性更高，灵活性更强。
用它作转换元件组成的闭环系统称为力反馈电液伺服系统。
力反馈电液伺服系统用电信号作为控制信号和反馈信号，灵活、快速、方便；用液压元件作执行机构，重量轻、惯量小、响应快、精度高。
对整个系统来说，力反馈电液伺服阀是信号转换和功率放大元件；对系统中的液压执行机构来说，力反馈电液伺服阀是控制元件。
阀本身也是个多级放大的开环电液伺服系统，提高了伺服阀的控制性能。
当阀体中有流量和压力的微小变化时，就能准确分析出阀体的工作状况，这样我们就对阀体进行了动态特性分析。
关键词：力反馈，开环系统，电液伺服阀，动态特性1 力反馈二级电液伺服系统的分类力反馈电液控制系统是电液伺服系统的一大类，简称为力控制系统。
按在工程上的作用可以分为施力系统和加载系统两类。
施力系统或称力控制系统主要是对静止构件施以一定规律或是随机的外力。
按其输出量的不同，可以分为驱动力控制系统和负载力的控制系统。
加载控制系统是对某些运动构件施以一定规律的载荷。
一般，所加载荷与构件的运动量有关。
按其加载工作方式不同，可以分为加载式加载系统和阻力式加载系统。
2 施力系统中力反馈二级电液伺服阀得特性分析图12.1特性方程与传递函数图1是在施力系统中的力反馈二级电液伺服阀，下面我们对此系统进行分析。
参考上图，借用阀控系统的分析结果有：K q X—A^ 呱KP Lq dt 2卩dt或者K q X^ A S Y (V o s K m) P L①20由于力传感器装在施力杆端(不计施力杆和构件支承的结构柔度) ，活塞杆上受力即是驱动力。
《2024年二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》范文
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》篇一一、引言电液伺服阀作为液压控制系统中的核心元件，其性能的优劣直接关系到整个系统的稳定性和精确性。
近年来，二级双喷嘴挡板电液伺服阀因其高精度、高响应速度的特点在航空、航天、船舶、机器人等领域得到了广泛应用。
然而，由于系统内部复杂的动力学特性，对其动力学建模与诊断提出了较高的要求。
本文旨在研究二级双喷嘴挡板电液伺服阀的动力学建模与诊断方法，以期为提高其性能和可靠性提供理论支持。
二、文献综述随着电液伺服阀技术的发展，国内外学者对其动力学建模与诊断进行了大量研究。
在动力学建模方面，学者们通过建立不同复杂程度的数学模型，对电液伺服阀的动态特性进行了深入分析。
在诊断方面，基于信号处理、模式识别、人工智能等方法，实现了对电液伺服阀故障的检测与诊断。
然而，针对二级双喷嘴挡板电液伺服阀的特有结构，其动力学建模与诊断方法仍需进一步完善。
三、动力学建模本文采用多体动力学理论，结合电液伺服阀的实际工作原理，建立了二级双喷嘴挡板电液伺服阀的动力学模型。
模型中考虑了喷嘴的几何形状、流体特性、电磁力等因素对系统动态特性的影响。
通过对模型的仿真分析，得到了电液伺服阀的动态响应曲线和传递函数，为后续的故障诊断提供了理论基础。
四、诊断方法研究针对二级双喷嘴挡板电液伺服阀的故障特点，本文提出了基于信号处理和模式识别的诊断方法。
首先，通过采集电液伺服阀的输入输出信号，提取出反映系统状态的特征参数。
然后，利用信号处理技术对特征参数进行处理，得到能够反映系统故障的敏感指标。
最后，结合模式识别方法，对敏感指标进行分类和识别，实现对电液伺服阀故障的诊断。
五、实验验证与分析为了验证本文所提方法的可行性和有效性，进行了大量的实验研究。
首先，在不同工况下对电液伺服阀进行测试，得到了其动态响应数据。
然后，将实验数据与仿真结果进行对比分析，验证了动力学模型的准确性。
接着，利用诊断方法对电液伺服阀进行故障检测与诊断，分析了方法的故障检测率、误报率和诊断时间等指标。
双级滑阀泵工作原理
双级滑阀泵工作原理
双级滑阀泵是一种常见的液压泵，它的工作原理如下：
1.泵体内部有两个相互连接的腔室，分别是进油腔和排油腔。
进油腔通过进油口与油箱相连，排油腔通过排油口与液压系统相连。
2.进油腔和排油腔之间有两个滑阀，分别是进油滑阀和排油滑阀。
这两个滑阀通过连接杆相互连接，且与曲柄轴相连。
3.当曲柄轴转动时，通过连杆的作用，进油滑阀和排油滑阀之
间形成一定的相位差。
这样，在一个工作周期内，先是进油滑阀打开，进油腔与油箱相连，形成吸油状态；然后，进油滑阀关闭，排油滑阀打开，排油腔与液压系统相连，形成排油状态。
4.由于进油滑阀和排油滑阀的工作相位差，进油腔和排油腔之
间形成一定的壅水空间。
当进油腔与油箱相连时，进油腔内的油液通过进油滑阀进入进油腔；当排油腔与液压系统相连时，经过排油滑阀将油液排出排油腔。
5.由于在一个工作周期内，进油腔和排油腔的容积是不同的，
所以在每个工作周期内，泵体内的油液容积发生变化。
这样一来，泵体内的油液就会被不断地吸入和排出，形成了连续的工作。
总之，双级滑阀泵通过曲柄轴、连杆和滑阀的相互作用，使泵
体内的油液在进油腔和排油腔之间循环流动，从而实现液压泵的工作。
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》范文
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展，电液伺服系统在各种复杂工况下扮演着越来越重要的角色。
二级双喷嘴挡板电液伺服阀作为电液伺服系统的核心部件，其性能的优劣直接决定了整个系统的运行效果。
因此，对二级双喷嘴挡板电液伺服阀的动力学建模与诊断研究显得尤为重要。
本文旨在通过动力学建模和诊断研究，为二级双喷嘴挡板电液伺服阀的设计、优化及应用提供理论支持。
二、动力学建模1. 模型建立基础在建立二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学模型时，首先要明确其工作原理及结构特点。
该阀主要由两个喷嘴、两个挡板以及相应的驱动机构组成。
在分析过程中，我们假设系统处于理想状态，忽略外部干扰及摩擦等因素的影响。
2. 动力学模型构建根据系统的工作原理及结构特点，我们建立了二级双喷嘴挡板电液伺服阀的动力学模型。
该模型主要包括喷嘴流量模型、挡板运动模型以及系统控制模型三个部分。
其中，喷嘴流量模型描述了喷嘴的流量特性；挡板运动模型描述了挡板的运动规律；系统控制模型则描述了整个系统的控制策略及反馈机制。
三、诊断技术研究1. 诊断方法概述针对二级双喷嘴挡板电液伺服阀的故障诊断，本文提出了一种基于动力学模型的诊断方法。
该方法主要通过分析系统在不同工况下的运行数据，结合动力学模型进行故障识别和定位。
2. 诊断流程及实施诊断流程主要包括数据采集、特征提取、模型匹配及故障判断四个步骤。
首先，通过传感器采集系统在不同工况下的运行数据；然后，对数据进行预处理及特征提取，得到能够反映系统运行状态的特征参数；接着，将特征参数与动力学模型进行匹配，得到可能的故障类型及位置；最后，根据故障类型及位置，采取相应的维修措施。
四、实验验证与分析为了验证所建立的动力学模型及诊断方法的有效性，我们进行了大量的实验验证。
实验结果表明，所建立的动力学模型能够较好地反映二级双喷嘴挡板电液伺服阀的实际运行情况；所提出的诊断方法能够准确识别和定位系统故障，为维修提供了有力支持。
典型二级电液伺服阀的工作分析.pptx
二级电液伺服阀的主要类型
二级电液伺服阀
位置反馈式 位置力反馈式 位置直接反馈式 位置电反馈式
压力反馈式 压力流量反馈式
动压反馈式 电液压力反馈式
1 位置反馈式电液伺服阀
控制对象为主阀芯的位置，即主阀的开口量。
又叫做流量控制伺服阀，表示在负载压差一定 时，阀的输出流量与信号电流成比例。
动压反馈伺服阀典型结构
电液压力控制伺服阀
工作原理： 1）将流量压力伺服阀滑阀两端的对中弹簧去掉， 得到阀芯力平衡式压力控制伺服阀 2）滑阀输出压力通过喷嘴反馈到挡板上，与负载 压力成比例的反馈力矩等于力矩马达输入电流产 生的电磁力矩
电液压力控制伺服阀的特点
1）阀芯力平衡式的力矩马达及挡板工作范围大， 对力矩马达线性要求高。压力反馈有固定的线性增 益（阀芯大小凸肩面积之比） 2）反馈喷嘴式的力矩马达及挡板在零位附近工作， 线性好，但不是严格的线性。阀的压力特性线性度 稍差
电液压力控制伺服 阀典型结构
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21.4.1421.4.14Wednesday, April 14, 2021
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。14:26:1014:26:1014:264/14/2021 2:26:10 PM
11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21.4.1414:26:1014:26Apr -2114- Apr-21
12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。14:26:1014:26:1014:26Wednesday, April 14, 2021
(2-2)电液伺服阀
伺服阀的选用方式
按精度要求选用
按用途选用
按控制形式选用
按控制形式选用
①
位置伺服系统
②
压力或力控制伺服系统
③
速度控制伺服系统
计算
根据负载参数或轨迹求出最大负载功率、力矩 或力 由最大负载计算负载压力及所需流量 计算供油压力 求伺服阀输出流量QL 计算阀压降Pv 根据QL和Pv选择伺服阀
对伺服放大器的要求：
具有深度电流负反馈的放大器
放大器要带有限流功能
输出调零电位器
有时还带有颤振信号发生电路
输出端不要有过大的旁路电容或泄漏电容
8、伺服阀选用
电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控 制元件，选用时主要考虑以下因素： 可靠性第一 满足工作条件 价格合理 工作液、油源 电气性能和放大器 安装结构、重量、外型尺寸
1) 一般认为一个简单的液压系统由油 箱（A）、电动机（B）、泵（C）、 溢流阀（D）、过滤器（E）、流量控 制阀（F）、方向控制阀（G）、和油 缸（H）组成。
H
G
2) 油缸的运动是由流量控 制阀（确定运动的速度） 和方向控制阀（油缸运动 的方向）控制。
F
E
D
C
B
A
当电磁阀得电时，油缸活塞将伸出和 回缩,其速度由流量控制阀确定，而电 磁阀不具有控制速度的能力。
双喷嘴挡板力反馈式电液流量伺服阀
直接反馈两级滑阀式电液流量伺服阀
射流管式两级电液伺服阀
弹簧对中式两级电液伺服阀
偏转射流板式两级电液伺服阀
电液伺服阀结构分析
电液伺服阀结构分析1.电磁操纵部分：电磁操纵部分由电磁操纵阀芯、电磁线圈和阀体组成。
电磁操纵阀芯在无电压状态下处于闭合状态，当电磁线圈通电时，产生的磁场使阀芯向上移动，从而打开阀口。
当电磁线圈断电时，弹簧力使阀芯回到闭合状态，关闭阀口。
电磁操纵部分控制液压系统中的工作压力和流量，是电液伺服阀的控制部分。
2.液动执行部分：液动执行部分由主阀芯、主阀座和主阀弹簧组成。
主阀芯在电磁操纵部分的控制下，控制液压系统中的工作压力和流量。
主阀芯与主阀座之间的间隙决定了液压系统的工作压力和流量大小。
主阀弹簧的刚度决定了主阀芯回位的力大小，从而控制液压系统的工作状态。
3.辅助部分：辅助部分包括阀体、油路和密封组件等。
阀体是电液伺服阀的结构支撑部分，承受系统的工作压力和力矩。
油路是液压系统中的液体通路，将液压油引导到相应的部位。
密封组件用于防止液压油泄漏，保证系统的密封性能。
1.阀口设计：阀口设计直接影响液压系统的流量特性。
合理设计的阀口可以减小压力损失，提高系统的流量效率。
2.密封设计：液压系统要求具有较高的密封性能，阀口与阀座之间的密封性能直接影响系统的泄漏量。
密封件的材料和结构设计对系统的密封性能有很大影响。
3.材料选择：电液伺服阀需要承受较高的工作压力和力矩，因此需要选择具有较高强度和耐腐蚀性的材料。
4.结构可靠性：电液伺服阀通常工作在恶劣的环境条件下，需要具有良好的抗震、抗振动和抗冲击能力，保证系统长时间稳定运行。
综上所述，电液伺服阀的结构设计是保证其性能和功能的关键。
合理的结构设计能够提高电液伺服阀的控制精度、响应速度和可靠性，满足不同工况下的液压系统需求。
电液伺服阀的不断创新和发展将进一步推动工程技术的进步和应用。
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》篇一一、引言电液伺服阀作为液压控制系统中的核心元件，其性能的优劣直接影响到整个系统的动态响应和稳定性。
其中，二级双喷嘴挡板电液伺服阀以其结构紧凑、响应迅速等优点被广泛应用。
然而，其复杂的动力学特性及诊断问题一直是研究的热点和难点。
本文旨在通过对二级双喷嘴挡板电液伺服阀的动力学建模与诊断研究，为该类阀的优化设计和维护提供理论支持。
二、二级双喷嘴挡板电液伺服阀结构与工作原理二级双喷嘴挡板电液伺服阀主要由前置级和功率级两部分组成。
前置级采用双喷嘴挡板结构，通过控制挡板的位移来改变喷嘴与挡板之间的间隙，从而控制油液的流量。
功率级则根据前置级的输出信号，驱动执行机构进行动作。
三、动力学建模动力学建模是研究电液伺服阀性能的基础。
本文通过分析二级双喷嘴挡板电液伺服阀的物理结构、力学特性和流体动力学特性，建立了该阀的动力学模型。
模型主要包括前置级和功率级的数学描述，以及喷嘴、挡板、油液等元素之间的相互作用关系。
通过对模型的分析，可以更好地理解电液伺服阀的工作原理和性能特点。
四、诊断方法研究诊断是保证电液伺服阀正常运行的重要手段。
本文提出了一种基于数据驱动的电液伺服阀诊断方法。
该方法通过采集电液伺服阀的实时工作数据，结合信号处理和模式识别技术，实现对阀的性能监测和故障诊断。
具体而言，首先对采集的数据进行预处理，包括去噪、滤波等操作；然后通过特征提取和选择，得到能够反映电液伺服阀性能的指标；最后利用机器学习算法建立诊断模型，实现对阀的故障类型和严重程度的判断。
五、实验验证与分析为了验证所建立的动力学模型和诊断方法的正确性和有效性，本文进行了大量的实验研究。
首先，通过仿真实验对动力学模型进行验证，确保模型能够准确描述电液伺服阀的工作过程和性能特点。
然后，在实际工况下对电液伺服阀进行测试，并利用所提出的诊断方法对阀的性能进行监测和故障诊断。
实验结果表明，所建立的动力学模型和诊断方法能够有效地反映电液伺服阀的性能和故障情况，为该类阀的优化设计和维护提供了有力的支持。
电液伺服阀知识讲解，电液伺服阀组成和工作原理
电液伺服阀知识讲解，电液伺服阀组成和工作原理第1章电液伺服阀概论电液伺服阀是电液伺服控制系统中的重要控制元件，在系统中起电液转换和功率放大作用。
具体地说，系统工作时它直接接收系统传递来的电信号，并把电信号转换成具有相应极性的、成比例的、能够控制电液伺服阀的负载流量或负载压力的信号，从而使系统输出较大的液压功率，用以驱动相应的执行机构。
电液伺服阀的性能和可靠性将直接影响系统的性能和可靠性，是电液伺服控制系统中引人注目的关键元件。
由于系统服务对象和使用环境各式各样，相应地为系统服务的电液伺服阀型号、结构、性能也多种多样。
它们有个性，也有共性。
本章将对常见电液伺服阀的结构原理、组成、分类及有关特点作简要介绍。
1.1电液伺服阀组成电液伺服阀本身是一个闭环控制系统，一般由下列部分组成：（1）电－机转换部分；（2）机－液转换和功率放大部分；（3）反馈部分；（4）电控器部分。
大部分伺服阀仅由前三部分组成，只有电反馈伺服阀才含有电控器部分。
1. 电－机转换部分电－机转换部分的工作原理是把输入电信号的电能通过特定设计的元件转换成机械运动的机械能，由此机械能进而驱动液压放大器的控制元件，使之转换成液压能。
将电能转换为机械能的元件，人们通常称为力矩马达（输出为转角）或力马达（输出为位移）。
力矩马达和力马达有动铁式和动圈式两种结构。
常用的典型结构示于图1.1中。
图1.1（a）为永磁桥式动铁式力矩马达。
它结构紧凑体积小，固有频率高；但是输出转角线性范围窄；适用于驱动喷嘴挡板液压放大器的挡板，射流管液压放大器的射流管或偏转射流管的偏转板。
图1.1（b）为高能永磁动铁式直线力马达。
它体积大，加工工艺性好；驱动力大、行程较大；固有频率较低，约≤300Hz，适用于直接驱动功率级滑阀。
图1.1（c）为永磁动圈式力马达，它又有内磁型和外磁型两种结构形式。
图1.1（d）为激磁动圈式力马达。
它们的共同特点是体积大、加工工艺性好；但是同样的体积下输出力小；机械支撑弹簧的刚度通常不是很大，在同样的惯性下，动圈组件固有频率低；为提高固有频率，可增加支撑刚度及激磁和控制线圈功率，但尺寸大，功耗大。
电液伺服阀用途、原理及使用维护介绍
3 主要技术术语 额定电流：为产生额定流量对线圈任一极性所规定的输入控制电流（不包括 零偏电流），以毫安表示。通常额定电流指单线圈连接，差动连 接或并联连接而言，当串联连接工作时，其额定电流为上述额定 电流之半。 线圈电阻：每个线圈的直流电阻，以欧姆表示。线圈电阻公差为名义电阻值 的±10%。 额定流量：相应于额定电流和给定的供油压力及负载压力条件下，所规定的 控制流量输出。通常，额定流量规定为阀压降等于额定供油压力 时，与额定电流相对应的空载流量，以升/分表示。 内 漏：控制流量为零时，从回油窗口流出的流量，以以升/分表示。随控 制电流而改变，取最大值为内漏。 滞 环：在正负额定电流之间，以小于动特性起作用的速度循环（通常不
电液伺服阀是五十年代初为适应导弹和空间技术的需要而发展起来的，目前 除用于航空、航天、航海、尖端武器等军事领域外，随着计算机技术的普及，该 产品已广泛应用于冶金、化工、机械制造、地质勘探、建筑工程、电力系统、纺 织、印刷以及各种试验设备等领域中。
２ 产品结构及原理介绍 以双喷嘴――挡板力反馈两级电液流量控制伺服阀为例：其力矩马达采用永
1 2
额 定 流 量（ 7 M P a 下 测 试 ） 额定工作压力(M Pa )
T( 公制) 插头座种类 Z( 英制)
注：1. 图中示出的四种产品按图示给定系列编号 2 .特殊订 货产品按 特殊订货技 术文件要 求刻写
额定电流 1 5 40
插头座安装方位 1 2
零偏大（输入大的电流信号，作 动筒或马达仍然保持不动）
1 一个节流孔堵塞 2 一个喷嘴堵塞 3 油滤部分堵塞
反极性，振荡
电液伺服阀的分类和故障排除
电液伺服阀的分类和故障排除电液伺服阀的功能是把计算机输出的电流控制信号变成液压伺服活塞的位移量,再由伺服活塞去拉动被控制对象的执行机构,例如主机油门的开度或变量泵的倾斜盘的角度等,所以电液伺服阀在液压系统中得到了广泛的应用。
电液伺服阀的分类电液伺服阀的种类很多，根据它的结构和机能可作如下分类：1)按液压放大级数，可分为单级伺服阀、两级伺服阀和三级伺服阀，其中两级伺服阀应用较广。
2)按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板式、双喷嘴挡板式、滑阀式、射流管式和偏转板射流式。
3)按反馈形式可分为位置反馈、流量反馈和压力反馈。
4)按电-机械转换装置可分为动铁式和动圈式。
5)按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。
6)按输入信号形式可分为连续控制式和脉宽调制式。
电液伺服阀的故障及排除：(l ) 故障一:不论怎样调节两个喷嘴都达不到预期的要求。
这是由于检修后在装配主杠杆时装配不妥造成的。
主杠杆的正确安装方法是:暂时不把主杠杆与阀体连接的四个固定螺钉拧紧,使主杠杆处于完全自由状态下把两个喷嘴上紧,利用两个喷嘴挡板距离均为零对杠杆形成的压力,使杠杆正确就位,然后再上紧四个固定螺钉,这样可以保证喷嘴平面与挡板平面的平行。
做到这一点以后就可以取得其它各个调整步骤的成功。
( 2 )故障二:无论怎样调整,主阀芯只能向一个方向移动。
这是由于在电液伺服阀内的两个喷嘴中有一个喷嘴孔堵死了,只要把喷嘴旋出来用细钢丝通一下喷孔即可。
注意:当您在做这一步调整工作时切勿拆开阀体。
(3 ) 故障三:用手轻轻拨动电磁铁可以控制阀芯向两个方向动作,改用电流控制时,无法使主阀芯向二个方向动作。
其原因是两个线圈的电流方向接反了。
排除方法是改变线圈和接线柱的连接方法。
电液伺服阀
第5章 电液伺服阀
根据输出液压信号的不同，电液伺服阀和比 例阀可分： 电液流量控制伺服阀和比例阀 电液压力控制伺服阀和比例阀。
电液伺服阀控制精度高、响应速度快， 是一种高性能的电液控制元件，在液压伺服 系统中得到了广泛的应用。
5.1
电液伺服阀的组成与分类
一、电液伺服阀的组成
电液伺服阀通常由电气－机械转换器、液压放大器、检测 反馈机构(或平衡机构)三部分组成。
x2 c2 1 2 K t i 1 2 K m l g g Td 2 2 x 1 2 l g
力矩马达的中位电磁力矩系数：
Kt 2
a N cg lg
2
a 力矩马达的中位磁弹簧刚度 ： 2 Gm 4 Rgg l g 为了改善线性度和防止衔铁被永久
衔铁在磁场中所受电磁吸力可按马克斯威尔公式计算
2 F 2 0 Ag
由控制磁通和极化磁通相互作用在磁铁上 产生的电磁力矩为
Td 2a F1 F4
Td a 12 22 0 Ag
tg
x a
x a
由控制磁通和极化磁通相互作用在磁铁上 产生的电磁力矩为
一、力矩马达的分类及要求
分类：
1)根据可动件的运动形式可分为：直线位移式和角位移式，前者称力 马达，后者称力矩马达。 2)按可动件结构形式可分为：动铁式和动圈式两种。前者可动件是衔 铁，后者可动件是控制线圈。
3)按极化磁场产生的方式可分为：非激磁式、固定电流激磁和永磁式 三种。
作为阀的驱动装置，对它提出以下要求： 1)能够产生足够的输出力和行程，要求体积小、重量轻。 2)动态性能好、响应速度快。 3)直线件好、死区小、灵敏度高和磁滞小。 4)在某些使用情况下，还要求它抗振、抗冲击、不受环境温度和压力等影响
电液伺服阀
1 5-1简述电液伺服阀的基本组成及各部分的作用。
电液伺服阀通常由电－机械转换器、液压放大器(先导级阀和功率级主阀)和反馈机构（或平衡机构）三大部分组成。
电－机械转换器的作用是把输入电信号的电能转换成机械运动的机械能，进而驱动液压放大器的控制元件，使之转换成液压能；液压放大级用于电液伺服阀的力矩马达或力马达的输出力矩或力很小，在阀的流量比较大时，无法直接驱动功率级阀运动，起到放大功率作用；反馈机构用来消除积分环节作用，来为解决滑阀的定位问题。
5-2根据反馈的形式不同，电液伺服阀分为哪几类？从它们的压力－流量特性曲线来看，有何差别？按反馈形式分类分为位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈。
图5-1为不同反馈形式伺服阀的稳态压力－流量特性曲线。
利用滑阀位置反馈和负载流量反馈得到的是流量控制伺服阀，阀的输出流量与输入电流成比例。
利用负载压力反馈得到是压力控制伺服阀，阀的输出压力与输入电流成比例。
由于负载流量与负载压力反馈伺服阀的结构比较复杂，使用的比较少，滑阀位置反馈伺服阀应用最多。
图5-1 不同反馈形式电液伺服阀的稳态压力－流量特性曲线5-3简述两级滑阀式电液伺服阀的工作原理。
滑阀式电液伺服阀的工作原理是力矩马达在线圈中通入电流后产生扭矩，使弹簧管上的挡板在两喷嘴间移动，移动的距离和方向随电流的大小和方向而变化。
5-4在什么情况下电液伺服阀可看成振荡环节、惯性环节或比例环节？在大多数的电液私服系统中，伺服阀的动态响应往往高于动力元件的动态响应。
为了简化系统的动态特性分析与设计，伺服阀的传递函数可以进一步简化，一般可以用二阶震荡环节表示。
如果伺服阀二阶震荡环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表示，当伺服阀的固有频率远远大于动力元件的固有频率，伺服阀可以看成比例环节。
5-5射流管伺服阀有何优缺点？。
电液伺服阀
三级电液伺服阀通常 是在一个通用型两级伺服 阀(称前量阀)下接一个滑 阀式液压放大器(第三级) 构成；
1.永久磁铁；2.导磁体；3. 衔铁转轴；4.档板；5.阀芯； 6.阀体；
14
7.固定节流口；8.控制线圈；9.喷嘴；10、11.内部通道
电液控制技术-电液伺服阀
常见电液伺服阀的典型结构和 工作原理
二、两级电液伺服阀
1、滑阀位置反馈两级伺服阀 4）机械反馈两级伺服阀
1.永久磁铁；2.导磁体；3.十字弹簧；4.控制杆；5.输出级阀芯； 6.输出级阀体；
常见电液伺服阀的典型结构和 工作原理
二、两级电液伺服阀
3、其它形式的两级电液伺服阀 1）射流管式力反馈两级伺服阀
1.力矩马达；2.柔性供油管； 3.射流管；4.射流接收器； 5.反馈弹簧；6. 阀芯；7.过滤器
18
电液控制技术-电液伺服阀
常见电液伺服阀的典型结构和 工作原理
二、两级电液伺服阀
3、其它形式的两级电液伺服阀 2）压力-流量伺服阀
1.永久磁铁；2.导磁体；3. 衔铁 转轴；4.档板；5.阀芯； 6.阀体； 7.固定节流口；8.控制线圈；9.
喷嘴；10、11.内部通道
13
电液控制技术-电液伺服阀
常见电液伺服阀的典型结构和 工作原理
二、两级电液伺服阀
1、滑阀位置反馈两级伺服阀 3）弹簧对中两级伺服阀
弹簧设计制作困难； 属于开环控制； 受外界条件影响大。
2
电液控制技术-电液伺服阀 电液伺服阀的基本组成和分类
一、电液伺服阀的基本组成
反馈机构有机械反馈、液压反馈和电反馈等多种方式， 反馈物理量包括位置反馈、压力反馈和流量反馈。
3
(a) 滑阀位置反馈 (b) 负载压力反馈 (c) 负载流量反馈
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》范文
《二级双喷嘴挡板电液伺服阀动力学建模与诊断研究》篇一一、引言电液伺服阀作为液压控制系统中的核心元件，其性能的优劣直接关系到整个系统的稳定性和精度。
二级双喷嘴挡板电液伺服阀作为一种常见的伺服阀结构，其动力学特性和故障诊断方法的研究具有重要意义。
本文旨在通过对二级双喷嘴挡板电液伺服阀的动力学建模及诊断方法的研究，为提高其性能和可靠性提供理论依据。
二、二级双喷嘴挡板电液伺服阀结构与工作原理二级双喷嘴挡板电液伺服阀主要由前置级和主级两部分组成，其中前置级采用双喷嘴挡板结构。
当控制信号输入时，喷嘴和挡板之间的间隙发生变化，从而改变流经主级的流量，实现输出力的控制。
其工作原理主要依赖于流体力学、电磁学和机械学等多学科知识。
三、动力学建模1. 模型假设与简化在进行动力学建模时，为便于分析和计算，需要对实际系统进行一定的假设和简化。
例如，假设流体为理想流体，不考虑流体的可压缩性和粘性阻力等因素。
同时，对电液伺服阀的机械部分进行简化，忽略其加工误差和装配误差等因素。
2. 建模过程根据电液伺服阀的工作原理和假设条件，建立其动力学模型。
模型主要包括喷嘴挡板系统、液压放大系统和反馈控制系统等部分。
其中，喷嘴挡板系统是整个模型的核心部分，其动力学特性直接影响整个系统的性能。
液压放大系统主要用于放大喷嘴挡板系统的输出信号，使其能够驱动负载。
反馈控制系统则用于保证系统的稳定性和精度。
3. 模型验证与分析通过实验数据与模型计算结果的对比，验证所建立的动力学模型的准确性。
同时，对模型进行进一步的分析和优化，以提高其预测精度和可靠性。
四、故障诊断方法研究1. 常见故障类型及原因二级双喷嘴挡板电液伺服阀在使用过程中，可能会出现多种故障类型，如泄漏、堵塞、卡滞等。
这些故障的产生原因主要包括加工误差、装配误差、工作环境恶劣等因素。
2. 诊断方法及实现针对不同的故障类型，采用相应的诊断方法。
例如，对于泄漏故障，可以通过检测系统的压力变化来判断；对于堵塞和卡滞故障，可以通过检测系统的流量和速度变化来判断。
电液压力伺服阀简介
关键词： 压力伺服阀； 喷嘴挡板； 射流； 直接驱动
中图分类号： ＴＨ１３７ ５２＋１
Ｂｒｉｅｆ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｒｖｏ Ｖａｌｖｅ
ＣＨＥＮ Ｙｕａｎｚｈａｎｇ １，２
（１ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ａｅｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，
Ｎａｎｊｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００６１， Ｃｈｉｎａ； ２ ＡＶＩＣ Ｎａｎｊｉｎｇ
Ｓｅｒｖｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００６１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｌｏｗ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，
ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅｓ ａｒｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｆｏｒｃｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ａｎｄ ｆｌｏｗ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅｓ ａｒｅ ｍｏｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｆｏｒｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｒ ｐｏ⁃
力输出特性
现在一般采用图 ５ 所示的压力电液伺服阀， 但更
多的是采用一个压力控制腔的形式， 如图 ９—图 １１
所示 ［３－５］ 。 这种一个控制腔的伺服阀， 滑阀一侧通常
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当i<0且Xc<0时
方框图
两级滑阀式电液伺服阀输入级为动圈式马达， 其传递函数数学表达式：
考虑到前置级液压放大器的负载为惯性及弹性负 载，根据液压动力机构的分析，其传递函数可以写成 如下形式：
式中：
（前置级滑阀开口在零位附近的变化）
根据动铁式力反馈两级电液伺服阀分析可知：动圈 式位置反馈两级电液伺服阀的位置反馈环对阀的动态性 能将起到主导作用，为此根据上述二个基本方程可以绘 制出其方块图，如下图所示：
●按放大器的级数分：
单级、两级和三级
●按第一级阀（放大器）的结构形式分：
滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转 板射流阀
●按反馈形式分：
位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈
动圈式两级滑阀电液伺服阀分析
组成:
◆动圈式力马达 ◆上下固定节流口 ◆上下可变节流口 ◆上下控制腔 ◆控制阀芯 ◆主阀芯
特点：
功率级阀芯是前置级阀套 采用阀芯、阀套直接比较法
主阀芯
Hale Waihona Puke 控制阀芯工作原理控制阀芯位移（力马达位移）——Xc 主阀芯位移——Xv 上控制腔压力——Pf1 下控制腔压力——Pf2 当控制信号输入力马达时，动圈所受的电磁力与 支撑弹簧力平衡，产生位移，带动控制阀芯运动
当i>0且Xc>0时
当i>0——i=0时
传递函数
由于wf很小，动圈式两级滑阀式电液伺服阀阀开环传递函数可近似 表示成：
其特征方程为
根据Routh判据可写出该阀的稳定条件为：
闭环传递函数为：
小结
1.两级滑阀式电液伺服阀的作用：在液压控制系统中起到了 信号转换、功率放大及控制的作用；
2.掌握动圈式两级滑阀式电液伺服阀的工作原理；
3.掌握动圈式两级滑阀式电液伺服阀的方框图和传递函数。
第九组
两级滑阀式电液伺服阀的分析
指导教师：周陶勇 组长：马立言 组员：张成龙 姚兆龙 王志东
电液伺服阀简介
主 要 内 容
电液伺服阀分类
动圈式两级滑阀式电液伺服阀分析
小结
电液伺服阀简介
◆既是电液转换元件，又是功率放大元件；
◆是液压控制系统的核心元件；
◆控制精度高，响应速度快；
常见的电液伺服阀
电液伺服阀的分类