第5章 电液伺服阀
液压伺服控制课后题答案大全王春行版
第二章 液压放大元件 习题1. 有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，径向间隙m r c 6105-⨯=，供油压力Pa p s 51070⨯=，采用10号航空液压油在40C ︒工作，流量系数62.0=d C ，求阀的零位系数。
s pa ⋅⨯=-2104.1μ3/870m kg =ρ 解：对于全开口的阀，d W π=由零开口四边滑阀零位系数2. 已知一正开口量m U 31005.0-⨯=的四边滑阀，在供油压力Pa p s 51070⨯=下测得零位泄漏流量min /5L q c =，求阀的三个零位系数。
解：正开口四边滑阀零位系数ρsd q p wc k 20= ssd co p p wuc k ρ=ρsd c p wuc q 2=3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，供油压力Pa p s 510210⨯=，最大开口量m x m 30105.0-⨯=，求最大空载稳态液动力。
解：全开口的阀d W π= 最大空载液动力：4. 有一阀控系统，阀为零开口四边滑阀，供油压力Pa p s 510210⨯=，系统稳定性要求阀的流量增益s m K q /072.220=，试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量m x 0。
计算时取流量系数62.0=d C ，油液密度3/870m kg =ρ。
解：零开口四边滑阀的流量增益：故m d 31085.6-⨯=全周开口滑阀不产生流量饱和条件5. 已知一双喷嘴挡板阀，供油压力Pa p s 510210⨯=，零位泄漏流量s m q c /105.736-⨯=，设计计算N D 、0f x 、0D ，并求出零位系数。
计算时取8.00d =C ，64.0df =C ，3/870m kg =ρ。
解：由零位泄漏量ρπs f N df c p X D C q 02⋅⋅⋅= 即160Nf D X =得： mm p C q D s df cN 438.0216=⋅⋅=ρπ 则：若：8.00=d df C C ，1610=Nf D X 则mm D D N 193.044.00== 第三章 液压动力元件 习题1. 有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为rad m D m /10636-⨯=，马达容积效率为95%，额定流量为s m q n /1066.634-⨯=，额定压力Pa p n 510140⨯=，高低压腔总容积34103m V t -⨯=。
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。
电液伺服阀工作原理_电液伺服阀技术参数
电液伺服阀工作原理_电液伺服阀技术参数嘿，朋友们！今天咱们来唠唠电液伺服阀这个超酷的玩意儿。
你要是搞机械或者液压方面的工作，那肯定对它不陌生。
要是不太了解呢，也没关系，听我一一道来，保证你会觉得这东西特别有趣。
先来说说电液伺服阀的工作原理吧。
想象一下，电液伺服阀就像是一个超级智能的交通指挥官。
它有两个主要的输入信号，一个是电信号，就好比是交通指挥中心发来的指令；另一个是液压油，这就像是路上的车辆。
电信号一过来，就像指挥中心下达了特定的命令，比如说要让哪条路的车流量增大或者减小。
这个电信号作用在电液伺服阀内部的电磁部分。
这电磁部分就像是一个魔法棒，它能把电信号转化为机械运动。
你看啊，电磁力根据电信号的大小和方向，推动一个小阀芯或者挡板之类的部件。
这就好比魔法棒一挥，小木偶就开始动起来了。
这个小阀芯或者挡板的移动可不得了，它直接影响着液压油的流向和流量。
就像交通指挥官改变了路口的信号灯和道路的通行规则，液压油就得按照新的规则流动。
液压油通过电液伺服阀内部精心设计的通道，这些通道就像城市里规划好的道路一样，有进有出。
当阀芯或者挡板改变位置的时候，液压油通往不同的出口，从而驱动外部的液压执行机构，像液压缸或者液压马达。
这就像车辆根据新的交通规则到达不同的目的地，去完成各种各样的工作，比如举起一个很重的物体或者转动一个大轮子。
再说说电液伺服阀的技术参数，这可都是它的“身份证”信息呢。
其中一个重要的参数就是额定流量。
这额定流量就像一个人的饭量一样，告诉我们这个电液伺服阀在正常工作情况下能够允许通过多少液压油。
如果超过了这个额定流量，就好比一个人吃太多撑着了，电液伺服阀可能就会出问题，工作就不正常了。
还有一个参数叫响应频率。
这个怎么理解呢？就好比一个运动员的反应速度。
如果响应频率高，那就意味着电液伺服阀能够快速地根据电信号做出反应，就像一个反应超快的运动员，能迅速改变液压油的流动状态。
相反，如果响应频率低，那就像一个反应迟钝的人，在需要快速动作的时候就跟不上节奏了。
《液压伺服控制》(王春行版)课后题答案
第二章 液压放大元件 习题1. 有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，径向间隙m r c 6105-⨯=，供油压力Pa p s 51070⨯=，采用10号航空液压油在40C ︒工作，流量系数62.0=d C ，求阀的零位系数。
s pa ⋅⨯=-2104.1μ3/870m kg =ρ解：对于全开口的阀，d W π=由零开口四边滑阀零位系数s m p w C K s d q /4.1870/107010814.362.02530=⨯⨯⨯⨯=⋅=-ρ()s p m r K a c c ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=----/104.4104.13210814.310514.33231223620μπ m p K K r p C K a c q c s dp /1018.332110020⨯==⋅=πρμ2. 已知一正开口量m U 31005.0-⨯=的四边滑阀，在供油压力Pa p s 51070⨯=下测得零位泄漏流量min /5L q c =，求阀的三个零位系数。
解：正开口四边滑阀零位系数ρsd q p wc k 20= ssd co p p wuc k ρ=ρsd c p wuc q 2=s m q K cq /67.11005.060/1052330=⨯⨯==--ν s a s c c p m p q K ⋅--⨯=⨯⨯⨯==/1095.51070260/1052312530 m p K K K a c q p /1081.211000⨯==3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，供油压力Pa p s 510210⨯=，最大开口量m x m 30105.0-⨯=，求最大空载稳态液动力。
解：全开口的阀d W π= 最大空载液动力：4.113105.010********.343.043.035300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=--⋅m s s x p W F4. 有一阀控系统，阀为零开口四边滑阀，供油压力Pa p s 510210⨯=，系统稳定性要求阀的流量增益s m K q /072.220=，试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量m x 0。
第5章 电液伺服阀PPT课件
液压伺服系统
第五章 电液伺服阀
Part 5.3.3 稳定性分析
包括两个反馈回路:滑阀位移的力反馈回路
作用在挡板上的压力反馈回路
1、力反馈回路：
Kvf 2mf mf
2、压力反馈回路：
设计时：
K vf 0.25
mf
液压伺服系统
3、力反馈伺服阀的传递函数：
第五章 电液伺服阀
Kt
sXv
Kf rb
I
xvmax06.4110033 1567
不能采用全周开口，取阀芯直径 d5103m
阀杆直径 dr 3103m
按
4
d2dr2
4xvmax
验算，满足要求。
液压伺服系统
第五章 电液伺服阀
2）喷嘴挡板阀主要结构参数的确定：
①根据设计要求，并考虑留有一定的余地，取喷嘴
挡板阀的零位泄漏量 qc 0.45Lmin
第五章 电液伺服阀
力矩马达的分析计算包括： 1）永磁磁路计算 2）电路计算 3）静态特性和动态特性的分析计算
电磁力矩的计算属于永磁磁路计算的一个内容
3、传递函数和静动态分析：
液压伺服系统
第五章 电液伺服阀
Part 5.2.4 永磁动圈式力马达
根据载流导体在磁场中受力而工作的。改变控制线圈电流的大小 和方式，可以得到不同大小和方向的输出力。
根据滑阀流量方程可求出阀的最大开口面积
xvmaxcdQ 0m psax0.6 15 5 2 10 1 0 1 30 6 0 38052.4 01 0 6m 2
根据经验取阀芯行程 xvma x0.41 03m
则滑阀节流窗口面积梯度 02..44 1100 63 6103m
液压伺服系统
电液伺服阀
1—信号线; 2—永磁体; 3—线圈; 4—衔铁; 5—弹簧管; 6—喷嘴; 7—挡板; 8—反馈弹簧杆; 9—阀芯; 10—固定阻尼孔; 11—过滤器; 12—阀体
力反馈两级电液伺服阀结构原理图
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动圈式直接位置反馈伺服阀 xmwu@
2、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
滑阀： 优点：流量增益和压力增益高，对油液清洁度要求低 缺点：结构工艺复杂、阀芯受力大、阀分辨率低、滞环大、响应慢
喷嘴挡板阀：单喷嘴特性不好很少用，多为双喷嘴 优点：压力灵敏度高、线性好、零漂小、需输入功率小、动态响应 快 缺点：对油液清洁度要求高
射流管阀： 优点：抗污染能力强、压力效率和容积效率高பைடு நூலகம்使功率级滑阀具有
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5.1 电液伺服阀的组成及分类
一、电液伺服阀的组成 电液伺服阀 = 力矩马达（或力马达）+液压放大器+反馈机构
（或平衡机构）
力矩马达（或力马达）：将电气信号转换为力矩或力 液压放大器：控制流向液压执行机构的流量或压力
阀流量较大时，采用两级或三级电液伺服阀的形式。包括液 压前置级和功率级
液压前置级：单（双）喷嘴挡板阀、滑阀、射流管阀、射流元件 功率级：滑阀
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反馈机构（或平衡机构）：使伺服阀的输出压力或流量与输入 电气控制信号成比例，使伺服阀本身 成为闭环系统
平衡机构：用于单级伺服阀和两级弹簧对中式伺服阀，通常为 各种弹性元件，为一力-位移转换元件
液压伺服控制(电液伺服阀)课件
图6.2用弹簧管支承衔铁的力矩马达 1——弹簧管，2——液压放大元件
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在零位时，衔铁 正好处于四个气隙的 中间位置，弹簧管也 正好在正中零位。当 输 入 i 而 产 生 电 磁 力 矩后，电磁力矩使衔 铁偏转，弹簧管也受 力歪斜变形，作用在 衔铁上的电磁力矩与 弹簧管变形时的弹性 力矩平衡，也就是电 磁 力 矩 Td 通 过 弹 簧 管 弯曲变形而转化为衔 铁的角位移。
滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转板射流阀
滑阀： 优点：流量增益和压力增益高，对油液清洁度要求低 缺点：结构工艺复杂、阀芯受力大、阀分辨率低、滞环大、响应慢
喷嘴挡板阀：单喷嘴特性不好很少用，多为双喷嘴 优点：压力灵敏度高、线性好、零漂小、需输入功率小、动态响应 快 缺点：对油液清洁度要求高
射流管阀： 优点：抗污染能力强、压力效率和容积效率高，使功率级滑阀具有
图6.2用弹簧管支承衔铁的力矩马达 1——弹簧管，2——液压放大元件
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由于力矩马达直接控制液压放大元件，所以在结构安装上，力矩马 达必须与液压放大元件紧连在一起而形成一个整体。
液压放大元件中充满着油液，因弹簧管与液压放大元件间有密封圈 隔开，与衔铁也是，紧密固接的，这样，液压放大元件中的油液就不会 渗漏到力矩马达中去。力矩马达不是浸泡在油液中的，故称干式。
“失效对中”能力 缺点：特性不易预测、动态响应慢、低温特性差
8
3、按反馈形式分：位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈
位置反馈、负载流量反馈流量控制伺服阀：输出流量与输入电流成正比 负载压力反馈压力控制伺服阀：输出压力与输入电流成正比
滑阀位置反馈的两级伺服阀：最常用。 根据功率级滑阀位移反馈到放大器的形式可分为：
3
反馈机构（或平衡机构）：使伺服阀的输出压力或流量与输入 电气控制信号成比例，使伺服阀本身 成为闭环系统
第5章电液伺服阀
五 力反馈两级电液伺服阀
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动铁式单级电液伺服阀原理图 1－永久磁铁 2－衔铁 3－扭轴 4－导磁体
按反馈形式分类：
可分为滑阀位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈三种。
按力矩马达是否浸泡在油中分类：
湿式：可使力矩马达受到油液的冷却，但油液中存在的铁污物使力 短马达持性变坏； 干式：则可使力矩马达不受油液污染的影响，目前的伺服阀都采用 干式的。
5.2 电气－机械转换器
电气—机械转换器：利用电磁原理工作的。它由永久磁铁或激磁
第三项是线圈内电流变化所引起的感应 电动势;(包括线圈的自感和互感)，由于 串联线圈，互感等于自感，所以每个线 圈的总电感为2Lc
5.3 力反馈两级电液伺服阀
基本电压方程：
2 K uU g Rc rp i 2 K b s 2 Lc sI K b 每个线圈的反电动势力 常数 Lc 每个线圈的自感系数
组成：永久磁铁、上导磁体、下 导磁体、衔铁、控制线圈、弹簧管 等组成。 原理：衔铁固定在弹簧管上端， 由弹簧管支承在上、下导磁体的中 间位置，可绕弹簧管（扭轴）的转 动中心作微小的转动。衔铁两端与 上、下导磁体(磁极)形成四个工作 气隙①、②、③、④。两个控制线 圈套在衔铁之上。上、下导磁体除 作为磁极外，还为永久磁铁产生的 极化磁通和控制线圈产生的控制磁 通提供磁路。
二、永磁力矩马达
2、力矩马达的电磁力矩
通过力矩马达的磁路分析可以求出电磁 力矩的计算公式。从磁路分析知电磁力 矩是非线性的，因此为保证输出曲线的 线性，往往设计成可动位移和气隙长度 比小于三分之一，控制磁通远远小于极 化磁通。 应用 ：动铁式力矩马达输出力矩较小，适 合控制喷嘴挡板之类的先导级阀。
电液伺服阀
电液伺服阀1. 概述电液伺服阀是一种能够通过电信号来控制液压系统的装置。
它通过将电信号转换为液压信号，从而实现对液压系统的精确控制。
电液伺服阀的应用非常广泛，可以用于各种需要高精度控制的工业设备和机械。
2. 工作原理电液伺服阀的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.接收控制信号：电液伺服阀首先接收来自控制系统的电信号，这个信号可以是模拟信号或者数字信号。
2.电信号转换：电液伺服阀将接收到的电信号转换为相应的液压信号。
这个转换过程通常通过电磁阀来实现。
电磁阀的电磁线圈在接收到电信号后产生磁场，磁场作用下使得阀芯移动，从而改变液压系统的通道。
3.控制液压系统：电液伺服阀控制液压系统中的液压流量或液压压力，从而实现对系统的准确控制。
液压信号可以进一步驱动执行器，如液压缸或液压马达。
4.反馈控制：电液伺服阀通常还具有反馈控制功能，通过接收来自液压系统的反馈信号，实时调整输出信号，从而使系统达到更精确的控制。
3. 电液伺服阀的特点•高精度控制：电液伺服阀能够通过电信号精确控制液压系统的运动状态，实现高精度的位置、速度和力控制。
•快速响应：电液伺服阀具有快速响应的特点，可以在毫秒级时间内对控制信号作出反应，并迅速调整液压系统的输出。
•广泛应用：电液伺服阀广泛应用于各种工业设备和机械，如数控机床、卷材设备、注塑机械等。
它们可以在自动化生产线上实现高效的控制。
•高可靠性：电液伺服阀采用先进的设计和制造技术，具有高可靠性和长寿命。
它们可以在恶劣的工作环境下长期稳定运行。
•易于维护：电液伺服阀的维护相对便捷，通常只需要定期检查和更换液压油即可。
4. 应用案例4.1 数控机床在数控机床中，电液伺服阀被广泛用于控制机床的进给系统。
通过精确控制液压油的流量和压力，电液伺服阀可以实现机床的高精度定位和快速运动。
4.2 注塑机械注塑机械中的电液伺服阀可以控制注塑机的活塞运动和压力。
通过精确控制活塞的位置和速度，电液伺服阀可以实现高精度的注塑过程，确保产品的质量。
第5章电液伺服阀
3.按反馈形式分类： 可分为滑阀位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈三种。 4.按力矩马达是否浸泡在油中分类：湿式、干式 湿式的可使力矩马达受到油液的冷却，但油液中存在的铁污 物使力短马达持性变坏，干式的则可使力矩马达不受油液污 染的影响，目前的伺服阀都采用干式的。
5.按输出量分类： 流量伺服阀、压力伺服阀、压力流量伺服阀
三级伺服阀 此类阀通常是由一个两级伺服阀作前置级 控制第三级功率滑阀．功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈 形成闭环控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀 通常只用在大流量的场合。 2.按第一级阀的结构形式分类： 可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀 射流管 阀和偏转板射流阀。
滑阀放大器：作为第一级，其优点是流量增益和压力增益高，输出流量大， 对油液清洁度要求较低。 缺点是：结构工艺复杂，阀芯受力较大，阀的分辨率低， 滞环较大，响应慢。 单喷嘴挡板阀： 很少使用，特性不好 双喷嘴挡板阀： 优点：动态响应快、压力灵敏度高、特性线性度好、所需输入功率小。 缺点：喷嘴与挡板间的间隙小，易堵塞，抗污染能力差，对油液清洁度要求高。 射流管阀： 优点：抗污染能力强，压力效率和容积效率高。 缺点：特性不易预测，低温特性稍差。
伺服阀
在力矩马达中，安装有环 绕在衔铁四周的永久磁铁 磁轭。
伺服阀
在力矩马达线圈中通入电 流会激磁衔铁，并引起其 倾斜。衔铁倾斜方向由电 压极性来确定，倾斜程度 则取决于电流大小。
伺服阀
衔铁倾斜会使挡板更加靠 近一个喷嘴，而远离另一 个喷嘴。
伺服阀
这样会使主阀两端控制腔 中的压力产生压差 ...
在要求频率高、体积小、重量轻的场合，多采用动铁式力矩马达； 在尺寸要求不高、频率要求不高、又希望价格低的场合，采用动圈式力马达。
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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。 2、对力矩马达的要求 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，问时体积小、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。 二、永磁力矩马达
三、动压反馈伺服阀 压力—流量伺服阀虽然增加了系统的阻尼，但降低了 系统的静刚度，为了克服这个缺点．出现了功压反馈 伺服阀，与压力—流量伺服阀相比。它增加乐由出弹 簧活寒和液阻(固定节流孔)所组成的压力微分网络，负 载压力通过压力微分网络反馈到滑阀，此阀在动态 时，具有压力—流量伺服阀的持性，在稳态时具有流 量伺服阀的持性。
5.5 其它型式的电液伺服阀简介
一、弹簧对中式两级电液伺服阀
弹簧对中式伺服阀是早期伺服阀的结构型式，它的第—级是双 喷嘴挡板阀，第二级是滑阀，阀芯两端各有一根对中弹簧。当 控制电流输入时，阀芯在对中弹簧作用下处于中位。当有控制 电流输入时，对中弹簧力与喷嘴挡板阀输出的液压力相平衡， 使阀芯取得一个相应的位移，输出相应的流量。 这种伺服阀属于开环控制、其性能受温度、压力及阀内部结 构参数变化的影响较大；衔铁及挡板的位移都较大．对力矩马 达的线件要求较高；对中弹簧要求体积小、刚度大、抗疲劳 好，因此制造困难；两端对中弹簧由于制造和安装的误差．易 对阀芯产生侧向卡紧力．增加阀芯摩擦力．使阀的滞环增大， 分辨率降低。但由于结构简单、造价低，可适用于—般的、性 能要求不高的电液伺服系统。
二、基本方程与方框图
力矩马达的运动方程包括基本电压方程，衔铁和挡板 组件的运动方程，挡板位移于转角之间的关系，喷嘴 挡板至滑阀的传递函数，阀控液压缸的传递函数，以 及作用在挡板上的压力反馈方程，根据这些方程可以 画出电液伺服阀的方框图。
三、力反馈伺服阀的传递函数
给出的传递函数是一个惯性加振荡的环节，重点介绍 近似的传递函数：在大多数电液伺服系统中，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 系统的动态持性分析与设计，伺服阀的传递函数可以 进一步简化，一般可用二阶振荡环节表示。如果伺服 阀二阶环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺 服阀传递函数还可用一阶惯性环节表示，当伺服阀的 固有频率远大于动力元件的固有频率，伺服阀可看成 比例环节。
四、动铁式力矩马达与动圈式力矩马达的比较
1)动铁式力矩马达因磁滞影响而引起的输出位移滞后比动圈式力 马达大。 2)动圈式力马达的线性范围比动铁式力矩马达宽。因此．动圈式 力马达的工作行程大，而动铁式力矩马达的工作行程小。 3)在同样的惯性下，动铁式力矩马达的输出力矩大，而动圈式力 马达的输出力小。动铁式力矩马达因输出力矩大，支承弹簧刚 度可以取得大，使衔铁组件的固有频率高，而力马达的弹簧刚 度小，动圈组件的固有频率低。 4)减小工作气隙的长度可提高动圈式力马达和动铁式力矩马达的 灵敏度。但动圈式力马达受动圈尺寸的限制，而动铁式力矩马 达受静不稳定的限制。 5)在相同功率情况下，动圈式力马达比动铁式力矩马达体积大， 但动圈式力马达的造价低。
1、力矩马达的工作原理 图2所示为一种常用的永磁动铁式力矩马达工作原理 图，它由永久磁铁、上导磁体、下导磁体、衔铁、控 制线圈、弹簧管等组成。衔铁固定在弹簧管上端，由 弹簧管支承在上、下导磁体的中间位置，可绕弹簧管 的转动中心作微小的转动。衔铁两端与上、下导磁体 (磁极)形成四个工作气隙①、②、⑤、①。两个控制 线圈套在衔铁之上。上、下导磁体除作为磁极外，还 为永久磁铁产生的极化磁通和控制线圈产生的控制磁 通提供磁路。
二、射流管式两级电液伺服阀 照图说明射流管式伺服阀的原理。射流管由力矩马达 带动偏转。射流管焊接于衔铁上，并由薄壁弹簧片支 承。液压油通过柔性的供压管进入射流管．从射流管 喷射出的液压油进入与滑阀两端控制腔分别相通的两 个接收孔中，推动阀芯移动。射流管的侧面装有弹簧 板板及反馈弹簧丝．共末端插入阀从中的小槽内，阀 芯移动推动反馈弹簧丝．构成对力矩马达的力反馈。 力矩马达借助于薄壁弹簧片实现对液压部分的密封隔 离。
2、力矩马达的电磁力矩
通过力矩马达的磁路分析可以求出电磁力矩的计算公 式。从磁路分析知电磁力矩是非线性的，因此为保证 输出曲线的线性，往往设计成可动位移和气隙长度只 比小于三分之一，控制磁通远远小于极化磁通。
三、 永磁动圈式力马达
图示为永磁动式力马达的结构原理。力马达的可动线 圈悬置于作气隙中，永久磁铁在工作气隙中形成极化 磁通，当控制电流加到线圈上时，线圈就会受到电磁 力的作用而运动。线圈的运动方向可根据磁通方向和 电流方向按左手定则判断。线圈上的电磁力克服弹簧 力和负载力，使线圈产生一个与控制电流成比例的位 移。
5.3 力反馈两级电液伺服阀
一、工作原理
无控制电流时，衔铁由弹簧管支承在上、下导磁体的中间位 置，挡板也处于两个喷嘴的中间位置，滑阀阀芯在反馈杆小球 的约束下处于中位，阀无液压输出。当有差动控制电流输入 时．在衔铁上产生逆时针方向的电磁力矩，使衔铁挡板组件绕 弹簧转动中心逆时针方向偏转，弹簧管和反馈杆产生变形，挡 板偏离中位。这时，喷嘴挡板阀右间隙减小而左间隙增大，引 起滑阀左腔控制压力增大，右腔控制压力减小，推动滑阀阀芯 左移。同时带动反馈杆端部小球左移，使反馈杆进一步变形。 当反馈杆和弹簧管变形产生的反力矩与电磁力矩相平衡时，衔 铁挡板组件便处于一个平衡位旨。在反馈杆端部左移进一步变 形时，使挡板的偏移减小，趋于中位。这使左腔控制压力又降 低，右腔控制压力增高，当阀芯两端的液压力与反馈杆变形对 阀芯产生的反作用力以及滑阎的液动力相平衡时，阀芯停止运 动，其位移与控制电流成比例。在负载压差—定时，阀的输出 流量也与控制电流成比例。所以这是一种流量控制伺服阀。
二、 动态特性 主要是用频率响应和瞬态响应表示。
三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ输入特性
线圈接法
思考题
1、电液伺服阀由哪几部分组成?各部分的作用是什么？ 2、力矩马达为何要有极化磁场? 3、永磁动铁式力矩马达的电磁力矩是如何产生的？为什么会 出现负磁弹簧刚度？ 4、为什么把、称为中位电磁力矩系数和中位磁弹簧刚度？ 5、为什么动圈式力马达没有磁弹簧刚度?这种力马达有什么特 点？ 6、为什么喷嘴挡板式力反馈两级伺服阀在稳态时，挡板在中 位附近工作？有什么好处？ 7、如何提高力反馈伺服阀的频宽，提高频宽受什么限制？ 8、为了减小力矩马达线圈电感的影响，应采取什么措施? 9、在什么情况下电液伺服阀可看成振荡环节、惯性环节、比 例环节？ 10、为什么力反馈伺服阀流量控制的精确性需要靠功率滑阀 的精度来保证? 11、压力伺服阀与压力—流量伺服阀有什么区别? 12．压力—流量伺服阀与动压反馈伺服阀有什么区别?
5.6 电液伺服阀的主要性能参数
一、静态特性
电液流量伺服阀的静态性能，可根据测试所得到负载流量特性、 空载流量特性、压力特性、内泄漏特性等曲线等性能指标加以 评定。包括 1、负载流量特性 2、空载流量特性 流量曲线非常有用，它不仅给出阀的极性、额定空载流量、名 义流量增益，而且从中还可以得到阀的线件度、对称度、滞环、 分辨率，并揭示阀的零区特性。 3、压力特性 压力特性曲线是输出流量为零(两个负载油门关闭)时，负载压 降与输入电流呈回环状的函数曲线。 4、内泄漏特性 5、零漂
三级伺服阀 此类阀通常是由一个两级伺服阀作前置级 控制第三级功率滑阀．功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈 形成闭环控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀 通常只用在大流量的场合。 按第一级阀的结构形式分类： 可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀 射流管 阀和偏转板射流阀。 按反馈形式分类： 可分为滑阀位置反嫂、负载流量反馈和负载压力反馈三 种。 按力矩马达是否浸泡在油中分类： 湿式的可使力矩马达受到油液的冷却，但油液中存在的 铁污物使力短马达持性变坏，干式的则可使力矩马达不受 油液污染的影响，目前的伺服阀都采用干式的。
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第5章 电液伺服阀
本章摘要
电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。 它能够将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号(流 量与压力)输出。根据输出液压信号的不问，电液伺服阀和 比例阀可分为电液流量控制伺服阀和比例阀和电液压力控 制伺服阀和比例阀两大类。 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。
5.2 力矩马达
在电液伺服阀中力矩马达的作用是将电信号转换为机械 运动，因而是一个电气—机械转换器。电气—机械转换器 是利用电磁原理工作的。它由永久磁铁或激磁线圈产生极 化磁场。电气控制信号通过控制线圈产生控制磁场，两个 磁场之间相互作用产生与控制信号成比例并能反应控制信 号极性的力或力矩，从而使其运动部分产直线位移或角位 移的机械运动。 一、力矩马达的分类及要求 1、力矩马达的分类 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。
5.1 电液伺服阀的组成与分类
一、电液伺服阀的组成 电液伺服阀通常由力矩马达(或力马达)、液压放大器、 反馈机构(或平衡机构)三部分组成。 二、电液伺服阀的分类 按液压放大级数分为： 单级伺服阀 此类阀结构简单、价格低廉，但由于力矩 马达或力马达输出力矩或力小、定位刚度低，使阀的输 出流量有限，对负裁动态变化敏感，阀的稳定性在很大 程度上取决于负载动态，容易产生不稳定状态。只适用 于低压、小流量和负载动态变化不大的场合。 两级伺服阀 此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用 的型式。