電液伺服閥與比例閥

5.2.4 動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)與動(dòng)圈式力矩馬達(dá)的比較

動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)與動(dòng)圈式力馬達(dá)相比較有：

1)動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)因磁滯影響而引起的輸出位移滯后比動(dòng)圈式力馬達(dá)大。

2)動(dòng)圈式力馬達(dá)的線性范圍比動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)寬。因此．動(dòng)圈式力馬達(dá)的工作行程大，而動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)的工作行程小。

3)在同樣的慣性下，動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)的輸出力矩大，而動(dòng)圈式力馬達(dá)的輸出力小。動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)因輸出力矩大，支承彈簧剛度可以取得大，使銜鐵組件的固有頻率高，而力馬達(dá)的彈簧剛度小，動(dòng)圈組件的固有頻率低。

4)減小工作氣隙的長度可提高動(dòng)圈式力馬達(dá)和動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)的靈敏度。但動(dòng)圈式力馬達(dá)受動(dòng)圈尺寸的限制，而動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)受靜不穩(wěn)定的限制。

5)在相同功率情況下，動(dòng)圈式力馬達(dá)比動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)體積大，但動(dòng)圈式力馬達(dá)的造價(jià)低。

5 3力反饋兩級(jí)電液伺服閥（50分鐘）（第十三次課）

用掛圖說明力反饋兩級(jí)電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理，這是目前廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式。其第—級(jí)液壓放大器為雙噴嘴擋板閥，由永磁動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)控制，第二級(jí)液壓放大器為四通滑閥，閥芯位移通過反饋桿與銜鐵擋板組件相連，構(gòu)成滑閥位移力反饋回路。

5.3.1 工作原理

無控制電流時(shí)，銜鐵由彈簧管支承在上、下導(dǎo)磁體的中間位置，擋板也處于兩個(gè)噴嘴的中間位置，滑閥閥芯在反饋桿小球的約束下處于中位，閥無液壓輸出。當(dāng)有差動(dòng)控制電流輸入時(shí)．在銜鐵上產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電磁力矩，使銜鐵擋板組件繞彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)中心逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，彈簧管和反饋桿產(chǎn)生變形，擋板偏離中位。這時(shí)，噴嘴擋板閥右間隙減小而左間隙增大，引起滑閥左腔控制壓力增大，右腔控制壓力減小，推動(dòng)滑閥閥芯左移。同時(shí)帶動(dòng)反饋桿端部小球左移，使反饋桿進(jìn)一步變形。當(dāng)反饋桿和彈簧管變形產(chǎn)生的反力矩與電磁力矩相平衡時(shí)，銜鐵擋板組件便處于一個(gè)平衡位旨。在反饋桿端部左移進(jìn)一步變形時(shí)，使擋板的偏移減小，趨于中位。這使左腔控制壓力又降低，右腔控制壓力增高，當(dāng)閥芯兩端的液壓力與反饋桿變形對(duì)閥芯產(chǎn)生的反作用力以及滑閻的液動(dòng)力相平衡時(shí)，閥芯停止運(yùn)動(dòng)，其位移與控制電流成比例。在負(fù)載壓差—定時(shí)，閥的輸出流量也與控制電流成比例。所以這是一種流量控制伺服閥。

5.3.2 基本方程與方框圖

5.3.2.1力矩馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)方程

包括基本電壓方程，銜鐵和擋板組件的運(yùn)動(dòng)方程，擋板位移于轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，噴嘴擋板至滑閥的傳遞函數(shù)，閥控液壓缸的傳遞函數(shù)，以及作用在擋板上的壓力反饋方程，根據(jù)這些方程可以畫出電液伺服閥的方框圖。

5.3.3 力反饋伺服閥的穩(wěn)定性分析

5.3.3.1力反饋回路的穩(wěn)定性分析

給出穩(wěn)定性條件

5.3.3.2壓力反饋回路的穩(wěn)定性分析

給出穩(wěn)定性條件

5.3.4 力反饋伺服閥的傳遞函數(shù)

給出的傳遞函數(shù)是一個(gè)慣性加振蕩的環(huán)節(jié)，重點(diǎn)介紹近似的傳遞函數(shù)：在大多數(shù)電液伺服系統(tǒng)中，伺服閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)往往高于動(dòng)力元件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。為了簡化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)持性分析與設(shè)計(jì)，伺服閥的傳遞函數(shù)可以進(jìn)一步簡化，一般可用二階振蕩環(huán)節(jié)表示。如果伺服閥二階環(huán)節(jié)的固有頻率高于動(dòng)力元件的固有頻率，伺服閥傳遞函數(shù)還可用一階慣性環(huán)節(jié)表示，當(dāng)伺服閥的固有頻率遠(yuǎn)大于動(dòng)力元件的固有頻率，伺服閥可看成比例環(huán)節(jié)。

5.3.5 力反饋伺服閥的頻寬

給出計(jì)算力反饋伺服閥的頻寬的表達(dá)式

5.3.6 力反饋伺服閥的靜態(tài)特性

穩(wěn)態(tài)時(shí)，伺服閥的閥芯位移正比于輸入電流，伺服閥的流量可用滑閥的流量公式表示，只不過用電流代替了閥芯位移值。

5.3.7 力反饋伺服閥的設(shè)計(jì)計(jì)算

給出一個(gè)實(shí)例設(shè)計(jì)力反饋兩級(jí)電液伺服閥。

5 4直接反饋兩級(jí)滑閥式電液伺服閥

5.4.1 結(jié)構(gòu)及工作原理

用掛圖說明其工作原理。

5.4.2 動(dòng)圈式兩級(jí)電液伺服閥的方框圖

根據(jù)控制線圈的電壓平衡方程和線圈組件的力的平衡方程，前置級(jí)滑閥的開口量和閥控缸的方程，可以得到直接位置反饋滑閥式伺服閥的方框圖。

5.4.3 動(dòng)圈式兩級(jí)電液伺服閥的傳遞函數(shù)

通過對(duì)方框圖的簡化可得到其傳遞函數(shù)。該閥由動(dòng)圈式力馬達(dá)和兩級(jí)滑閥式液壓放大器組成。前置級(jí)是帶兩個(gè)固定節(jié)流孔的四通閥(雙邊滑閻)，功率級(jí)是零開口四邊滑閥。功率級(jí)閥芯也是前置級(jí)的閥套，構(gòu)成直接位得反饋。

5.5 其它型式的電液伺服閥簡介（50分鐘）（第十四次課）

5.5.1