電液伺服閥與比例閥

電液伺服與比例閥既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件。它能夠?qū)⑤斎氲奈⑿‰姎庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓信號(hào)(流量與壓力)輸出。根據(jù)輸出液壓信號(hào)的不問(wèn)，電液伺服閥與比例閥可分為電液流量控制伺服閥與比例閥和電液壓力控制伺服閥與比例閥兩大類。

在電液伺服系統(tǒng)中，電液伺服閥與比例閥將系統(tǒng)的電氣部分與液壓部分連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電、液信號(hào)的轉(zhuǎn)換與放大以及對(duì)液壓執(zhí)行元件的控制。電液伺服閥與比例閥是電液伺服系統(tǒng)和比例系統(tǒng)的關(guān)鍵部件．它的性能及正確使用，直接關(guān)系列整個(gè)系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)速度，也直接影響到系統(tǒng)丁作的可靠性和壽命。

電液伺服閥與比例閥控制精度高、響應(yīng)速度快，是一種高性能的電液控制元件，在液壓伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

5 1電液伺服閥的組成和分類

5.1.1 電液伺服閥的組成

電液伺服閥通常由力矩馬達(dá)(或力馬達(dá))、液壓放大器、反饋機(jī)構(gòu)(或平衡機(jī)構(gòu))三部分組成。

5.1.2 電液伺服閥的分類

5.1.2.1按液壓放大級(jí)數(shù)分

單級(jí)伺服閥 此類閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但由于力矩馬達(dá)或力馬達(dá)輸出力矩或力小、定

位剛度低，使閥的輸出流量有限，對(duì)負(fù)裁動(dòng)態(tài)變化敏感，閥的穩(wěn)定性在很大程度上取決1：負(fù)

載動(dòng)態(tài)，容易產(chǎn)生不穩(wěn)定狀態(tài)。只適用于低壓、小流量和負(fù)載動(dòng)態(tài)變化不大的場(chǎng)合。

兩級(jí)伺服閥 此類閥克服了單級(jí)伺服閥缺點(diǎn)，是最常用的型式。

三級(jí)伺服閥 此類閥通常是由一個(gè)兩級(jí)伺服閥作前置級(jí)控制第三級(jí)功率滑閥．功率級(jí)滑閥閥芯位移通過(guò)電氣反饋形成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)功率級(jí)滑閥閥芯的定位。三級(jí)伺服閥通常只用在大流量的場(chǎng)合。

5.1.2.2按第一級(jí)閥的結(jié)構(gòu)形式分類

可分為：滑閥、單噴嘴擋板閥、雙噴嘴擋板閥 射流管閥和偏轉(zhuǎn)板射流閥。

分別介紹各自的優(yōu)缺點(diǎn)

5.1.2.3按反饋形式分類

可分為滑閥位置反嫂、負(fù)載流量反饋和負(fù)載壓力反饋三種

5.1.2.4按力矩馬達(dá)是否浸泡在油中分類

濕式的可使力矩馬達(dá)受到油液的冷卻，但油液中存在的鐵污物使力短馬達(dá)持性變壞，干式的則可使力矩馬達(dá)不受油液污染的影響，目前的伺服閥都采用干式的。

5 2力矩馬達(dá)

在電液伺服閥中力矩馬達(dá)的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因而是一個(gè)電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換器。電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換器是利用電磁原理工作的。它由永久磁鐵或激隘線圈產(chǎn)生極化磁場(chǎng)。電氣控制信號(hào)通過(guò)控制線圈產(chǎn)生控制磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)之間相互作用產(chǎn)生與控制信號(hào)成比例并能反應(yīng)控制信號(hào)極性的力或力矩，從而使其運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)直線位移或角位移的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

5.2.1 力矩馬達(dá)的分類及要求

5.2.1.1力矩馬達(dá)的分類

1)根據(jù)可動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式可分為：直線位移式和角位移式，前者稱力馬達(dá)，后者稱力矩馬達(dá)。

2)按可動(dòng)件結(jié)構(gòu)形式可分為：動(dòng)鐵式和動(dòng)圈式兩種。前者可動(dòng)件是銜鐵，后者可動(dòng)件是控制線圈。

3)按極化磁場(chǎng)產(chǎn)生的方式可分為：非激磁式、固定電流激磁和永磁式三鐘。

5.2.1.2對(duì)力矩馬達(dá)的要求

作為閥的驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)它提出以下要求；

1)能夠產(chǎn)生足夠的輸出力和行程，問(wèn)時(shí)體積小、重量輕。

2)動(dòng)態(tài)性能好、響應(yīng)速度快。

3)直線件好、死區(qū)小、靈敏度高和磁滯小。

4)在某些使用情況下，還要求它抗振、抗沖擊、不受環(huán)境溫度和壓力等影響。

5.2.2 永磁力矩馬達(dá)

5.2.2.1力矩馬達(dá)的工作原理

用掛圖表示為一種常用的永磁動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)工作原理圖，它由永久磁鐵、上導(dǎo)磁體、下導(dǎo)磁體、銜鐵、控制線圈、彈簧管等組成。銜鐵固定在彈簧管上端，由彈簧管支承在上、下導(dǎo)磁體的中間位置，可繞彈簧管的轉(zhuǎn)動(dòng)中心作微小的轉(zhuǎn)動(dòng)。銜鐵兩端與上、下導(dǎo)磁體(磁極)形成四個(gè)工作氣隙①、②、⑤、①。兩個(gè)控制線圈套在銜鐵之上。上、下導(dǎo)磁體除作為磁極外，還為永久磁鐵產(chǎn)生的極化磁通和控制線圈產(chǎn)生的控制磁通提供磁路。

5.2.2.2力矩馬達(dá)的電磁力矩

通過(guò)力矩馬達(dá)的磁路分析可以求出電磁力矩的計(jì)算公式。從磁路分析知電磁力矩是非線性的，因此為保證輸出曲線的線性，往往設(shè)計(jì)成可動(dòng)位移和氣隙長(zhǎng)度只比小于三分之一，控制磁通遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于極化磁通。

5.2.3 永磁動(dòng)圈式力馬達(dá)

用掛圖說(shuō)明常見(jiàn)的永磁動(dòng)式力馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理。力馬達(dá)的可動(dòng)線圈懸置于作氣隙中，永久磁鐵在工作