伺服阀和比例阀的区别

电液比例与伺服控制

《电液比例与伺服控制》机械电子工程研究生选修课编号：S201E002 24学时

主讲：肖聚亮

电液比例与伺服控制

第四章电液伺服阀与比例阀4.1电液伺服阀的组成与分类 4.2典型两级电液伺服阀 4.3电液伺服阀的主要性能参数 4.4电液比例阀的分类与构成 4.5电液比例压力控制阀 4.6电液比例方向控制阀 4.7步进液压马达和步进液压缸天津大学机械工程学院2

电液比例与伺服控制

4.1电液伺服阀的组成与分类4.1.1电液伺服阀的组成电液伺服阀通常由电-机械转换元件、液压放大器、反馈机构(或平衡机构)三部分组成。

4.1.2电液伺服阀的分类1、按液压放大级数分为：单级伺服阀：结构简单、价格低廉，但由于力矩马达或力马达输出力矩或力小、定位刚度低，使阀的输出流量有限，对负裁动态变化敏感，阀的稳定性在很大程度上取决于负载动态，容易产生不稳定状态。只适用于低压、小流量和负载动态变化不大的场合。两级伺服阀：此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用的型式。天津大学机械工程学院3

电液比例与伺服控制

4.1电液伺服阀的组成与分类4.1.2电液伺服阀的分类三级伺服阀：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

典型电---气比例阀、伺服阀的工作原理

电---气比例阀和伺服阀按其功能可分为压力式和流量式两种。压力式比例/伺服阀将输给的电信号线性地转换为气体压力；流量式比例/伺服阀将输给的电信号转换为气体流量。由于气体的可压缩性，使气缸或气马达等执行元件的运动速度不仅取决于气体流量。还取决于执行元件的负载大小。因此精确地控制气体流量往往是不必要的。单纯的压力式或流量式比例/伺服阀应用不多，往往是压力和流量结合在一起应用更为广泛。

电---气比例阀和伺服阀主要由电---机械转换器和气动放大器组成。但随着近年来廉价的电子集成电路和各种检测器件的大量出现，在1电---气比例/伺服阀中越来越多地采用了电反馈方法，这也大大提高了比例/伺服阀的性能。电---气比例/伺服阀可采用的反馈控制方式，阀内就增加了位移或压力检测器件，有的还集成有控制放大器。

一、 滑阀式电---气方向比例阀

流量式四通或五通比例控制阀可以控制气动执行元件在两个方向上的运动速度，这类阀也称方向比例阀。图示即为这类阀的结构原理图。它由直流比例电磁铁1、阀芯2、阀套3、阀体4、位移传感器5和控制放大器6等赞成。位移传感器采用电感式原理，它的作用是将比例电磁铁的衔铁位移线性地转换

提高燃气壁挂炉的调节比 —从气动比例控制到电子比例控制

摘要：

本文介绍了欧洲壁挂炉燃气阀控制技术的发展趋势—从气动比例式燃气阀控制到更高调节比的电子比例调节燃气阀控制，以及霍尼韦尔预混冷凝式燃烧控制技术的特点。

关键词： 壁挂炉，冷凝，预混，调节比（TDR），气动比例式燃气阀，电子比例式燃气阀，节能，高效

正文：

传统燃气壁挂炉总是远离人们的视野，只有在它故障不工作而导致洗澡的热水不热或者居室内的采暖不足感到寒冷的时候，才有人关注它。

当需要热水的时候，传统燃气壁挂炉一般采用固定的燃烧功率，仅需要开关功能即可。配合热水储水箱，可以提供采暖或生活热水所需温度。可是按照当今燃气壁挂炉有关节能方面的考虑，这种加热方式十分不理想，具体来说有以下的固有的效率低的缺陷：

开/关循环时的热量损失

热水在储存时的热量损失 温度控制并不精确，相对于设定点时高时低

虽然目前最终用户对燃气壁挂炉的认识还是相当有限的，但我们同时也注意到越来越多的用户在对产品的良好品质，生活方式和环境保护有着更高的要求，这就意味着在燃气壁挂炉故障停机之前，用户就开始关注它了。一些房东和建筑商向他们的客户做宣传促销时，会宣传某些燃气壁挂炉以下的特色和优点来赢得客户的青

新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究

湖南大学

硕士学位论文

新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究

姓名：黄勇

申请学位级别：硕士

专业：机械制造及其自动化

指导教师：胡思节

20070410

新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究

新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究

摘 要

电液比例阀是实现电液比例控制技术的关键控制器件。由于其较好的控制精度和稳定性，电液比例阀已开始逐渐代替传统控制阀。

电液比例压力控制阀是电液比例阀中的一种，其功用是对液压系统中的油液压力进行比例控制，进而实现对执行器输出力或输出转矩的比例控制。论文在参照国内外成熟产品的基础上，运用现代设计方法和分析手段设计了一种新型比例压力阀的结构。首先，设计了十几种阀芯和阀腔的几何结构,根据计算流体力学的理论，对每一种阀的流道建立数学模型。其次，借助商业软件ANSYS/FLOTRAN和CFX求解流道中的速度、压力数值解,根据求解的数据,分析出阀内流道的几何形状对流场的影响。最后,根据所得结论优化出一种新型的阀芯和阀腔结构。

在比例压力阀的控制电路设计中，以单片机控制系统、数字PID算法和PWM (脉冲宽度调制) 技术为研究对象。根据电液比例阀的控制要求，编制了系统控制程序，设计了单片机控制系统的电路和

第一部分：泵与比例阀的结构与工作原理

1. 单向阀

单向阀一般由阀体、阀座和红宝石球组成，在压力的作用下宝石球离开阀座，流动相流过单向阀，反之，在反向力的作用下宝石球回到阀座上，此时流动相不能流过。显然宝石球与阀座之间的配合必须非常适合才能防止流动相的泄漏，为了保证单向阀不发生泄漏，Agilent1200的出口单向阀中安装了两套宝石球和阀座，入口单向阀阀芯是将宝石球用一个合适的弹簧压在阀座上，用电磁阀通过程序主动控制宝石球的位置，进而控制入口单向阀的开闭，并且为了降低成本和节省维护费用，采用了可置换式的卡套式单元件。

单向阀是实现泵体功能的关键部件，平时出问题最多，使用维护起来也格外需要注意。Agilent 1200的入口单向阀是主动电磁阀，配备一个阀芯。如图：

从入口主动电磁阀的底部看，中间有一个带火漆的内六角螺钉，这个螺钉是出厂前校定好的，改变螺钉的位置会导致阀体内磁芯冲程的改变，进而改变泵的实际流速，或者导致磁芯上密封膜片被击穿或阀芯损坏。阀底四角有四个内六角螺钉，拆掉四个螺钉，取下阀体，阀体内是一个空腔，里边有一个磁芯压在空腔内的弹簧上，磁芯另一端有一段柱状突起，正好可以插到正方形塑料片中间的圆孔上，圆孔中间有一个黑色的垫片，取下正方

第一部分：泵与比例阀的结构与工作原理

1. 单向阀

单向阀一般由阀体、阀座和红宝石球组成，在压力的作用下宝石球离开阀座，流动相流过单向阀，反之，在反向力的作用下宝石球回到阀座上，此时流动相不能流过。显然宝石球与阀座之间的配合必须非常适合才能防止流动相的泄漏，为了保证单向阀不发生泄漏，Agilent1200的出口单向阀中安装了两套宝石球和阀座，入口单向阀阀芯是将宝石球用一个合适的弹簧压在阀座上，用电磁阀通过程序主动控制宝石球的位置，进而控制入口单向阀的开闭，并且为了降低成本和节省维护费用，采用了可置换式的卡套式单元件。

单向阀是实现泵体功能的关键部件，平时出问题最多，使用维护起来也格外需要注意。Agilent 1200的入口单向阀是主动电磁阀，配备一个阀芯。如图：

从入口主动电磁阀的底部看，中间有一个带火漆的内六角螺钉，这个螺钉是出厂前校定好的，改变螺钉的位置会导致阀体内磁芯冲程的改变，进而改变泵的实际流速，或者导致磁芯上密封膜片被击穿或阀芯损坏。阀底四角有四个内六角螺钉，拆掉四个螺钉，取下阀体，阀体内是一个空腔，里边有一个磁芯压在空腔内的弹簧上，磁芯另一端有一段柱状突起，正好可以插到正方形塑料片中间的圆孔上，圆孔中间有一个黑色的垫片，取下正方

（1） 电液伺服阀的组成

伺服阀由力矩马达、液压放大器、反馈机构三部分组成 （2） 力矩马达的工作原理

力矩马达的作用是把输入的电气控制信号转换为力矩。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。

永久磁铁将上、下导磁体磁化，一个为N级，另一个为S级。无信号电流时，衔铁在上、下导磁体的中间位置，由于力矩马达结构是对称的，使磁铁两端所受的电磁力相同，力矩马达无力矩输出。当有信号电流通过线圈时，控制线圈产生控制磁通，其大小和方向取决于信号电流的大小和方向电磁力矩的大小与信号电流的大小成比例，衔铁的转角也与信号电流成比例。

力矩马达磁路原理图

对于上图的磁路分析：

对分支点A和B应用磁路基尔霍夫第一定律可得衔铁磁通 ?a??1??2

x2?g()?2?clg整理后得到 ?a?

x21?()lg由于(x/lg) 《1，上式化简?a?2?g2xNc??i，考虑到x?a?，上式写成 lgRgaNc???i lgRg ?a?2?g

第一部分：泵与比例阀的结构与工作原理

1. 单向阀

单向阀一般由阀体、阀座和红宝石球组成，在压力的作用下宝石球离开阀座，流动相流过单向阀，反之，在反向力的作用下宝石球回到阀座上，此时流动相不能流过。显然宝石球与阀座之间的配合必须非常适合才能防止流动相的泄漏，为了保证单向阀不发生泄漏，Agilent1200的出口单向阀中安装了两套宝石球和阀座，入口单向阀阀芯是将宝石球用一个合适的弹簧压在阀座上，用电磁阀通过程序主动控制宝石球的位置，进而控制入口单向阀的开闭，并且为了降低成本和节省维护费用，采用了可置换式的卡套式单元件。

单向阀是实现泵体功能的关键部件，平时出问题最多，使用维护起来也格外需要注意。Agilent 1200的入口单向阀是主动电磁阀，配备一个阀芯。如图：

从入口主动电磁阀的底部看，中间有一个带火漆的内六角螺钉，这个螺钉是出厂前校定好的，改变螺钉的位置会导致阀体内磁芯冲程的改变，进而改变泵的实际流速，或者导致磁芯上密封膜片被击穿或阀芯损坏。阀底四角有四个内六角螺钉，拆掉四个螺钉，取下阀体，阀体内是一个空腔，里边有一个磁芯压在空腔内的弹簧上，磁芯另一端有一段柱状突起，正好可以插到正方形塑料片中间的圆孔上，圆孔中间有一个黑色的垫片，取下正方

WANDFULH液压比例阀在多功能液压试验台设计中的应用

摘要:比较详细的介绍了世界著名的液压元件公司一WA入[L)FULH(瑞士)的液压比例阀在流量

和压力控制方面的几种不同应用，并介绍了相应的Amplifier/(刀n酬lerCard如1伺服放大控

制板的电路连接和软件应用，以及液压实脸台的参数、功能要求和调试过程。

关键词:比例阀;放大板;流量控制;减压拉制;PWM控制;液压试验台

1 多功能液压试验台简介

本试验台主要用于飞机液压系统附部件、辅助件性能检测，相容性评定，污染等级评定

，还可对通用液压元部件性能参数进行综合测试，自制附件、辅助件研制试验、定型试验、

批量生产试验、服役改进试验、可靠性试验等，是一个具有多功能综合性的大型液压试验设 备。

由于液压元件的性能测试要求在不同流量和不同压力的情况下测试，所以要求试验台能

够按要求比较方便的调整，而且作动器的性能测试，要求在不同的压力和流量下频繁的改变

动作，并观察其速度变化情况。要求运行安全可靠，在高压和大流量时无泄露无震动。

根据试验台性能指标要求，设计时主要元件采用世界名牌产品瑞士万福乐液压比例流量 阀、比例减压阀

电液伺服阀

第三节 伺服

一．伺服阀规格的标称

电波伺服阀的规格用额定电流In额定 pn和额定流量Qn来标称。

额定电流系产生额定流量所需的任一极性的输入电流，它与压力或力矩马达两个线圈的连接形式（单接、串联、并联或差动连接）有关。

额定压力系产生额定流量的供油压力。

额定流量有两种定义方法：

1) 以额定空载流量Q0作为额定流量，即以额定电流、额定压力下，负载压力为零时的空载流量来标称额定流量

Q0 CdWxvm2ps

CdWKxiIn2ps

式中 K CdWKxi

Kxi-----以I为输入、xv为输出的伺服阀增益，m/A。

2) 以规定负载压下的负载流量QL作为额定流量，即以额定电流、额定压力和规定阀上压降pv下的负载流量来标称额定流量

QL CdWxvm

KInpv2 (ps pL) KIn(ps pL)

式中 pv ps pL…………阀上总压降，Pa。 为了得到最低的输出功率，常取pL 2ps。由于高压伺服阀多为ps 21Mpa，中压伺服阀为ps 6MPa（或6.3 MPa）,于是pv 7或2 MPa。所以许多伺服阀常以pv为7或2MPa时的负载流量来标称额定流量。

对于四通阀来说，单个阀口的压降 p为阀上压降的一半，因此也有一些中压伺服阀以规定阀