伺服阀的应用

四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
流量增益曲线
压力增益曲线
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
主要静态性能指标：
线性度，对称性，滞环，零位区域特性， 分辨率，压力增益、内泄
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
• 线性度和对称度：影响伺服系统的精度，对速度 控制系统影响最直接、最大 。
• 零位区域特性 ：对位置控制精度影响较大 。
2. 安装要求
⑩ 对于长期工作的液压系统，应选较大容量的滤 油器。 ⑾ 动圈式伺服阀使用中要加颤振信号，有些还要 求泄油直接回油箱，伺服阀还必须垂直安装。 ⑿ 双喷挡伺服阀要求先通油后给电信号。
五、电液伺服阀使用维护说明
3. 维修保护 ① 定期检查工作液的污染度 。
② 建立新油是“脏油”的概念 ，注入新油前应彻 底清洗油箱 ，清洗24小时以上 ③ 不得擅自分解伺服阀 ④ 定期返回生产单位清洗、调整 ⑤ 油质保持相对较好的油源，可较长时间不换油
电液伺服阀的使用
主讲人：王学星 研究员
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，价格昂贵，所以伺 服阀的选择，应用要谨慎，保养要特别仔 细。本文介绍电液伺服阀选择、使用和保 养的一些基本方法。
主要内容
一、电液伺服阀的选用
二、通用型伺服阀的介绍 三、伺服阀规格的选择 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 五、电液伺服阀使用维护说明 六、伺服阀的故障、原因及排除
• B：按用途选用 • C：按控制形式选用
一、电液伺服阀的选用
• 按控制形式选用
① 位置伺服系统
一、电液伺服阀的选用
② 压力或力控制伺服系统
一、电液伺服阀的选用
③ 速度控制伺服系统
二、通用型伺服阀的介绍
1、双喷嘴挡板力反馈电液流量伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍
2、射流管式力反馈电液流量伺服阀
五、电液伺服阀使用维护说明
2. 安装要求
⑥ 每个线圈的最大电流不要超过2倍额定电流 ⑦ 油箱应密封，并尽量选用不锈钢板材。油箱上 应装有加油及空气过滤用滤清器。 ⑧ 禁止使用麻线、胶粘剂和密封带作为密封材料。
⑨ 伺服阀的冲洗板应在安装前拆下，并保存起来， 以备将来维修时使用。
五、电液伺服阀使用维护说明
二、通用型伺服阀的介绍
我们认为：
• 射流放大器没有双喷挡放大器的压力负反馈，是 它性能优良的重要原因，这是偏导射流并不具备 的或不完全具备的。 • 射流先导级（力矩马达）动态高达700～800Hz。 • 射流放大器能在0.5MPa条件推动阀芯正常工作 。 • 先导级流量利用率可达先导级总流量的90% ，几 乎是喷挡阀的两倍。
FG PL A
决定伺服ห้องสมุดไป่ตู้供油压力P S ：
2 PL PS 3 3 PS PL 2
三、伺服阀规格的选择
3. 确定伺服阀的流量规格：
QN QL PN PS PL
注意：为补偿一些未知因素，建议额定流量选择要 大10%。
三、伺服阀规格的选择
4.动态指标的确定
开环系统：伺服阀频宽大于3~4Hz 闭环系统：计算系统的负载谐振频率，选相频大于
五、电液伺服阀使用维护说明
3. 维修保护
⑥ 切忌让铁磁物质长期与马达壳体相接触 ⑦ 除非外部有机械调零装置，否则不要自己擅拆 伺服阀去调零。 ⑧ 最好接受厂方的指导更换伺服阀滤器
⑨ 伺服阀装卸时千万要注意干净 ，这是最重要的
保养要求。
六、伺服阀的故障、原因及排除
伺服阀的故障常在伺服系统调试或工作不正常情况
放大器放大倍数的确定 ① 上限的确定
系统的前向通道增益 Kv：
Kv 2 h Wh
Kv Kd Ksv KF / Av
2 hWh Av Kd Ksv KF
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
• 放大倍数下限：由系统精度确定
I1 I 2 e Kd K F
Kd要足够大，让e满足精度要求。
• 分辨率：精度要求较高的系统对分辨率要求高 ， 另一种办法就是添加颤振信号。 • 压力增益：位置控制系统要求压力增益尽可能高， 提高系统刚性；力控制系统要求增益平坦点，便
于力控系统的调节。
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
• 为了系统的稳定，系统的前置增益，要 求其 KP 2hphp • 较高的伺服阀频宽可以保证系统增益足 够大，这样系统精度、快速性和稳定性 能得到保证。
• 射流管阀喷嘴为最小流通面积处，过流面积大， 不易堵塞，抗污染性好。 • 射流管阀具有“失效对中能力”。
二、通用型伺服阀的介绍
• 射流管阀动态性能稍低于喷挡阀。
• 原因一：同规格阀，射流管阀阀芯直径＞喷挡阀 • 原因二：射流管喷嘴直径大小（内泄）
事实上：
• 射流管阀相频宽可超过100Hz，高的达200Hz 。
• 射流放大器压力效率和容积效率高，分辨率比双 喷挡阀高得多 。
• 低压工作性能优良 （0.5MPa）。
二、通用型伺服阀的介绍
• 动圈式伺服阀：直接反馈式伺服阀。
• 结构简单，造价低，外部可调整零位。 • 动态比较低，廉价的工业伺服阀。 • 双滑阀结构摩擦力较大，分辨率和滞环较差，使 用中要加颤振信号。 • 对油液清洁度较敏感。
二、通用型伺服阀的介绍
3、动圈式（或动铁式）电液流量伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍
4、直接驱动单级伺服阀（DDV）
二、通用型伺服阀的介绍
5、偏导射流式电液伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍
6、射流管式电液压力伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍
• 双喷挡阀、射流管阀和偏导射流式阀都是力反馈 型伺服阀，线性度好，性能稳定，抗干扰能力强， 零漂小。 • 双喷挡阀的档板与喷嘴间隙小，易被污物卡住。
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
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
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
放大器的功率级输出的一般原理图
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
五、电液伺服阀使用维护说明
1. 液压系统污染度要求 ① 安装伺服阀的液压系统必须进行彻底清洗。 ② 伺服阀进油口前必须配置公称过滤精度不低于10 的滤油器 ③ 使用射流管电液伺服阀的液压系统油液推荐清洁 度等级为： • 长寿命使用时应达到-/16/13级（NAS 7级） • 一般使用最差不劣于-/19/15级（相当于NAS10 级）。
③ 阀反应迟钝、响应变慢等
④ 系统出现频率较高的振动及噪声 ⑥ 漏油
⑤ 阀输出忽正忽负，不能连续控制，成“开关”控制。
二、通用型伺服阀的介绍
• DDV阀：一级电反馈脉宽调制阀，力马达直接驱 动阀芯，动态特性与供油压力没有直接关系,低 压工作性能比较好。 两个问题：
•
① 大流量输出时控制电流可达1.4A或更大。
② 力马达输出力较电磁铁大，但比有液压前置级的 两级阀还是小很多。
二、通用型伺服阀的介绍
M公司认为射流管先导级工作特点： a) 流量接受效率高 ，能耗低。 b) 具有很高的无阻尼自然频率（500Hz）。 c) 性能可靠。压力效率高，阀芯驱动力大，阀芯的 位置重复精度好。 d) 最低先导级控制压力2.5MPa ，可用于低压系统。 e) 先导级过滤器的寿命几乎是无限的 。 f) 由于阀的频率响应改善，功率级滑阀的增益得到 了提高，因此阀具有优异的静、动态性能。
该频率3倍的伺服阀。
负载谐振频率计算如下：
1 fN 2 4 e A 2 Vt m
三、伺服阀规格的选择
• 要求流量大、频率又较高时，可选用电反馈阀。 （三级电反馈伺服阀）
电反馈阀 滞环： < 0.3% 分辨率： < 0.1% 前价格较贵。 机械反馈阀 < 3% < 0.5%
线性度等指标比力反馈阀好，但温度零漂较大，目
下发现的。这里有时是系统问题包括放大器、反馈 机构、执行机构等故障，有时是伺服阀问题。 • 方法一：上试验台复测 • 方法二：将系统开环，备用独立直流电源、经万 用表给伺服阀供正负不同量值电流，根据阀的输 出情况来判断
六、伺服阀的故障、原因及排除
阀的主要故障：
① 阀不工作 ② 阀有一固定输出，但已失控
三、伺服阀规格的选择
1. 首先估计所需的作用力的大小，再来决定油缸的 作用面积：满足以最大速度推拉负载的力FG 。如 果系统还可能有不确定的力，那么我们最好将FG 力放大20%～40%，具体计算如下：
面积A：
A= P为供油压力。
1.2 Fg ps
三、伺服阀规格的选择
2.确定负载流量Q L，负载运动的最大速度为 V L Q L =A· VL 同时知道负载压力PL ：
五、电液伺服阀使用维护说明
2. 安装要求 ① 安装座表面粗糙度值应小于Ra1.6，表面不平度 不大于0.025mm 。 ② 不允许用磁性材料制造安装座，周围不允许有 明显的磁场干扰。 ③ 安装工作环境应保持清洁 ，清洁时应使用无绒 布或专用纸张 。 ④ 进口油和回油口不要接错。 ⑤ 检查底面各油口的密封圈是否齐全 。
一、电液伺服阀的选用
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： • A ：可靠性第一 • B：满足工作条件 • C：价格合理 • D：工作液、油源 • E：电气性能和放大器 • F：安装结构、重量、外型尺寸
一、电液伺服阀的选用
伺服阀的选用方式 ：
• A：按精度要求选用