液压伺服与比例控制系统.ppt

燕山大学
《液压伺服与比例控制系统》课程组第5章电液伺服阀5.1电液伺服阀的组成与分类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。5.2力矩马达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。永磁动铁式力矩马达的工作原理力矩马达磁路原理图三、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。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。5.3力反馈两级电液伺服阀5.3力反馈两级电液伺服阀二、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。5.5其它型式的电液伺服阀简介二、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。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。三、动压反馈伺服阀
5.6电液伺服阀的主要性能参数5.6电液伺服阀的主要性能参数二、动态特性
主要是用频率响应和瞬态响应表示。三、输入特性

线圈接法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