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現貨SHLIXIN上海立新調速閥應用及特點

上海立新調速閥

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先導式溢流閥簡介編輯

比例控制系統(tǒng)根據有無反饋分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。如比例閥控制液壓缸或馬達系統(tǒng)可以實現速度、位移、轉速和轉矩等的控制，其控制系統(tǒng)方框圖如圖。
控制系統(tǒng)方框圖
控制系統(tǒng)方框圖
由于開環(huán)控制系統(tǒng)的精度比較低，只能應用在精度要求不高并且不存在內外干擾的場合，但開環(huán)控制系統(tǒng)一般不存在所謂穩(wěn)定性問題。而閉環(huán)控制系統(tǒng)(即反饋控制系統(tǒng))的優(yōu)點是對內部和外部干擾不敏感，但反饋帶來了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。只要系統(tǒng)穩(wěn)定，閉環(huán)控制系統(tǒng)可以保持較高的精度。因此，目前普遍采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。 [1] 
電液比例控制技術作為連接現代微電子技術和大功率工程控制設備之間的橋梁，已經成為現代控制工程的基本技術構成之一，在近20年中得到了迅速發(fā)展。它與傳統(tǒng)的電液伺服技術相比，具有可靠、節(jié)能和廉價等明顯特點，已應用于相當廣泛的領域，形成了頗具特色的技術分支。目前，已引起工程控制界的密切而廣泛重視，在機電液一體化和工程設備實現計算機控制的技術革命過程中，電液比例控制技術將獲得更新、更快的發(fā)展。
研究歷史編輯
流體傳動的理論基礎是由17世紀帕斯卡提出的帕斯卡定律為奠基石，之后獲得了快速發(fā)展，特別是被20世紀第二次世界大戰(zhàn)期間戰(zhàn)爭的激勵，取得了很大進展，整體上經歷了開關控制、伺服控制、比例控制3個階段。
比例控制技術是20世紀60年代末人們開發(fā)的一種可靠、價廉、控制精度和響應特性，均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實際需要的控制技術。當時，電液伺服技術已日趨完善，但電液伺服閥成本高、應用和維護條件苛刻，難以被工業(yè)界接受。希望有一種價廉、控制精度能滿足需要的控制技術去替代，這種需求背景導致了比例技術的誕生和發(fā)展。CAIE年瑞士某公司生產的KL比例復合閥標志著比例控制技術在液壓系統(tǒng)中應用的正式開始，主要是將比例型的電—機械轉換器（比例電磁鐵）應用于工業(yè)液壓閥，到80年代，隨著微電子技術和數學理論的發(fā)展，比例控制技術已達到比較完善的程度，主要表現在3個方面：首先是采用了壓力、流量、位移、動壓等反饋及電校正手段，提高了閥的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應品質，這些標志著比例控制設計原理已經完善；其次是比例技術與插裝閥已經結合，誕生了比例插裝技術：再是以比例控制泵為代表的比例容積元件的誕生。 [1] 
系統(tǒng)構成編輯
電液比例控制系統(tǒng)，盡管其結構各異，功能也不盡相同，但都可歸納為由功能相同的基本單元組成的系統(tǒng)。如圖所示，圖中的虛線為可能實現的檢測與反饋。包含外反饋回路的控制系統(tǒng)才稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，不包含外反饋的稱為開環(huán)系統(tǒng)，如果存在比例閥本身的內反饋，也可以構成實際的局部小閉環(huán)控制。但一般也不會稱為閉環(huán)系統(tǒng)。
電液比例控制系統(tǒng)的構成
電液比例控制系統(tǒng)的構成
組成電液比例控制的基本組件有:
(1)指令組件 它是給定控制信號的產生與輸入的組件。可以是信號發(fā)生裝置或過程控制器。在有反饋信號的情況下，它給出與反饋信號有相同形式和量級的控制信號。
(2)比較組件 它的作用是把給定信號與反饋信號進行比較，得出偏差信號作為電控器的輸入。進行比較的信號必須是同類型的，比例控制器的輸入量為電學量，因此反饋量也應當轉換為同類型的電學量。如遇不同類型的量作比較，在比較前要進行信號類型轉換，例如A/D、D/A轉換、機-電轉換等。
(3)電控器 電控器通常被稱為比例放大器。由于含在比例閥內的電磁鐵需要的控制電流較大(0～80mA)而偏差控制(信號)電流較小，不足以推動電磁鐵工作;且偏差信號的類型或形狀都不一定能滿足高性能控制的要求，所以要使用電控器對控制信號進行功率放大和對輸入的信號進行加工、整形，使其達到電-機械轉換裝置的控制要求。
(4)比例閥 比例閥內部又分為兩大部分，即電-機械轉換器及液壓放大組件，還可能帶有閥內的檢測反饋組件。電-機械轉換器，它是電液的接口組件。它把經過放大后的電信號轉換成與其電學量呈正比的力或位移。這個輸出量改變了液壓放大級的控制液阻，經過液壓放大作用，把不大的電氣控制信號放大成足以驅動系統(tǒng)負載液壓能。這是整個系統(tǒng)的功率放大部分。
(5)液壓執(zhí)行器 通常指液壓缸或液壓馬達，它是系統(tǒng)的輸出裝置，用于驅動負載。
(6)檢測反饋組件 對于閉環(huán)控制需要加入檢測反饋組件。它檢測被控量或中間變量的實際值，得出系統(tǒng)的反饋信號。檢測組件有位移傳感器、測速發(fā)電機等。檢測組件往往又是信號轉換器(例如機電/機液轉換)，用于滿足比較的要求。從圖中可見，檢測組件有內環(huán)、外環(huán)之分。內環(huán)檢測組件通常包含在比例閥內，用于改善閥的動、靜特性。外環(huán)檢測組件直接檢測輸出量，用于提高整個系統(tǒng)的性能和控制精度。 [2] 
系統(tǒng)分類編輯
電液比例控制系統(tǒng)可以從不同的角度按很多方式來進行分類。電液伺服控制系統(tǒng)是一種廣義上的比例控制系統(tǒng)。因而比例控制可以參照伺服控制按代表系統(tǒng)一定特點的分類方式進行分類。
按被控量是否被檢測和反饋來分類，可分為開環(huán)比例控制和閉環(huán)比例控制系統(tǒng)。由于比例閥是適應較低精度的控制系統(tǒng)而開發(fā)的產品，目前的應用以開環(huán)控制為主。隨著整體閉環(huán)比例閥的出現，其主要性能與伺服閥無異，因而采用閉環(huán)比例控制的場合也會越來越多。
按控制信號的形式來進行分類，可分為模擬控制和數字式控制。后者又分為脈寬調制、脈碼調制和脈數調制等。
按比例組件的類型來分類，可分為比例節(jié)流閥控制和比例容積控制兩大類。比例節(jié)流控制適用于功率較小的系統(tǒng)，而比例容積控制用在功率較大的場合。
目前，通用的分類方式是按被控對象(量或參數)來進行分類。由此電液比例控制系統(tǒng)可以分為:
①比例流量控制系統(tǒng);②比例壓力控制系統(tǒng);③比例流量壓力控制系統(tǒng);④比例速度控制系統(tǒng);⑤比例位置控制系統(tǒng);⑥比例力控制系統(tǒng);⑦比例同步控制系統(tǒng)。 [2] 
系統(tǒng)特點編輯
電液比例閥是介于開關型的液壓閥與伺服閥之間的一種液壓組件。與電液伺服閥相比，其優(yōu)點是價廉、抗污染能力強。除了在控制精度及相應快速性不如伺服閥外，其它方面的性能和控制水平與伺服閥相當，其動、靜態(tài)性能足以滿足大多數工業(yè)應用的要求。因此，比例閥更為廣泛地獲得應用。在高精度、快速響應等高技術領域傳統(tǒng)上是伺服閥的市場。但現在閉環(huán)比例技術也是一種新的選擇。電液比例閥與傳統(tǒng)的液壓控制閥比較，雖然價格較貴，但由于其良好的控制水平而得到補償。因此在控制較復雜，特別是要求有高質量控制水平的地方，傳統(tǒng)開關閥就逐漸由比例閥或數字閥來代替。
此外，比例控制閥還可以具有流量、壓力與方向三者之間的多種復合控制功能。這使得比例控制系統(tǒng)較之開關閥控制系統(tǒng)，不但控制性能得以提高，而且使系統(tǒng)更為簡化。
電液比例控制系統(tǒng)主要有以下特點:①可明顯地簡化液壓系統(tǒng)，實現復雜程序控制，降低費用，提高了可靠性，可在電控制器中預設斜坡函數，實現精確而無沖擊的加速或減速，不但改善了控制過程品質，還可縮短工作循環(huán)時間;②利用電信號便于實現遠距離控制或遙控。將閥布置在合適的位置，提高主機的設計柔性;③利用反饋提高控制精度或實現特定的控制目標;④能按比例控制液流的流量、壓力，從而對執(zhí)行器件實現方向、速度和力的連續(xù)控制，并易實現自動無級調速。 [2] 
比例閥編輯
系統(tǒng)中的作用
電液比例閥是比例控制系統(tǒng)中的主要功率放大元件，按輸入電信號指令連續(xù)地成比例地控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量等參數。與伺服控制系統(tǒng)中的伺服閥相比，在某些方面還有一定的性能差距，但它顯著的優(yōu)點是抗污染能力強，大大地減少了由污染而造成的工作故障，提高了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性;另一方面比例閥的成本比伺服閥低，結構也簡單，已在許多場合獲得廣泛應用。 [1] 
分類
比例閥按主要功能分類，分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類，每一類又可以分為直接控制和先導控制兩種結構形式，直接控制用在小流量小功率系統(tǒng)中，先導控制用在大流量大功率系統(tǒng)中。比例閥的輸入單元是電-機械轉換器，它將輸入的電信號轉換成機械量。轉換器有伺服電機和步進電機、力馬達和力矩馬達、比例電磁鐵等形式。但常用的比例閥大都采用了比例電磁鐵，比例電磁鐵根據電磁原理設計，能使其產生的機械量(力或力矩和位移)與輸入電信號(電流)的大小成比例，再連續(xù)地控制液壓閥閥芯的位置，進而實現連續(xù)地控制液壓系統(tǒng)的壓力、方向和流量。
比例閥有三大類:
(1)比例壓力閥，有溢流閥、減壓閥，分別有直動和先導兩種結構;
(2)比例方向閥，有直動和先導兩種結構，直動閥有帶位移傳感器和不帶位移傳感器兩類;
(3)比例流量閥，有比例調速閥和比例溢流流量控制閥。
比例閥與放大器配套使用，放大器采用電流負反饋，設置斜坡信號發(fā)生器，控制升壓、降壓時間或運動加速度及減速度。斷電時，能使閥芯處于安全位置。 [1] 
比例閥的選用
(1)根據用途和被控對象選擇比例閥的類型;
(2)正確了解比例閥的動、靜態(tài)指標，主要有額定輸出流量、起始電流、滯環(huán)、重復精度、額定壓力損失、溫飄、響應特性、頻率特性等;
(3)根據執(zhí)行器的工作精度要求選擇比例閥的精度，內含反饋閉環(huán)閥的穩(wěn)態(tài)性、動態(tài)品質好。如果比例閥的固有特性如滯環(huán)、非線性等無法使被控系統(tǒng)達到理想的效果時，可以使用軟件程序改善系統(tǒng)的性能;
(4)如果選擇帶先導閥的比例閥，要注意先導閥對油液污染度的要求。一般應符合ISO18/15標準，并在油路上加裝過濾精度為10μm以下的進油過濾器;
(5)比例閥的通徑應按執(zhí)行器在高速度時通過的流量來確定，通徑選得過大，會使系統(tǒng)的分辨率降低;
(6)比例閥必須使用與之配套的放大器，閥與放大器的距離應盡可能地短。 [1] 
發(fā)展趨勢編輯。

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