基于國產(chǎn)BY-6A型電液比例溢流閥實(shí)現(xiàn)新型電液比例控制器的設(shè)計

隨著機(jī)電液一體化技術(shù)的發(fā)展，電液比例控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。電液比例控制系統(tǒng)范圍較廣，在液壓傳動與控制過程中，系統(tǒng)能夠接受模擬信號或數(shù)字信號，使輸出的流量或壓力連續(xù)成比例地變化，都屬于此類。該控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了液壓控制與電氣控制的長處，即功率傳遞靠液壓，信號處理靠電氣的優(yōu)化措施。

電液比例控制原理與要求

液壓控制系統(tǒng)中兩個最重要的被控參數(shù)是壓力與流量，而控制上述兩個參數(shù)的最基本手段是對流阻進(jìn)行控制。目前生產(chǎn)上實(shí)用的可控流阻結(jié)構(gòu)形式主要是機(jī)——液控制式的間隙型流阻。它利用控制固體部件的運(yùn)動或變形來實(shí)現(xiàn)對流阻的控制，而這種運(yùn)動或變形大多采用電磁式設(shè)計，利用電磁力與彈簧力相互平衡原理來改變可控流阻的液阻。

完成這一功能的電磁鐵亦稱作比例電磁鐵。由于它結(jié)構(gòu)尺寸一般比較大，所以運(yùn)動慣性和磁滯也大，存在粘滯摩擦等影響比例閥性能響應(yīng)的因素。為了減小磁滯和摩擦力對比例閥性能的響應(yīng)，通常需要在控制信號中疊加顫振信號，比如正弦波或三角波，其頻率一般為100Hz～200Hz，振幅約為額定控制信號的10％～20％。

這里就介紹一種新型的電液比例控制器設(shè)計。

正弦顫振信號發(fā)生器

圖1是一個正交振蕩器，它可以產(chǎn)生兩個相差90°的正弦波，即一個正弦波，一個余弦波。

圖1中，當(dāng)R1C1=R2C2時，同相積分器的輸出U01為：

控制信號的產(chǎn)生

比例閥的直流控制電壓UD與正弦顫振信號Ui通過反相加法運(yùn)算電路進(jìn)行疊加，為了滿足相位要求，其后又增加一級反相器，電路如圖2所示。

其中：

輸出電路

輸出電路是將控制電壓信號轉(zhuǎn)換成比例閥線圈的直流電流輸出。電流的表達(dá)式應(yīng)為：

輸出電路如圖3所示。圖中：R0、L0分別為比例閥線圈的電阻與電感，Uip即為式（10）所示的控制信號。

式中：

ID——直流電流的控制分量，單位A

Im——顫振電流幅值，單位A

ω0——顫振電流角頻率，單位1／s

ID、Im及ω0應(yīng)根據(jù)比例閥的技術(shù)參數(shù)與電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算調(diào)整。

試驗(yàn)與結(jié)論

利用上述思想，我們?yōu)閲a(chǎn)BY-6A型電液比例溢流閥設(shè)計了比例控制器，其主要技術(shù)參數(shù)為：ID=0.81A，Im=0.015A，ω0=300π。試驗(yàn)結(jié)果表明，該控制電路工作穩(wěn)定，性能可靠，調(diào)整方便，能滿足比例控制的要求，并將投人生產(chǎn)應(yīng)用。

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