第第4讲讲 常用电控液压元件（常用电控液压元件（1）液压控制系统按照使用的控制元件不同可分为：伺服控制系统、比例控制系统和数字控制系统。液压控制系统的典型组成：液压伺服系统（也称液压随动系统）是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统，其输出量（机械位移、速度、加速度或力）能以一定的精度，自动按照输入信号的变化规律运动。与此同时，还起到功率放大作用，故又是一个功率放大装置。比例控制系统多为开环液压控制系统，实现对液压参数的遥控，也可以作为信号转换与放大元件用于闭环控制系统。比例阀由“比例电磁铁+普通液压阀”组成，是一种按输入信号连续或按比例地控制液压系统中的流量、压力和方向的控制阀。数字控制系统采用数字信号直接控制液流的压力、流量和方向的电液数字阀（数字阀）作为控制元件。4.1 电液伺服阀电液伺服阀v电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件，它能够把微小的电气信号转换成大功率的液压能（流量和压力）输出。从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。v伺服阀输入信号是由电气元件来完成的。电气元件在传输、运算和参量的转换等方面既快速又简便，而且可以把各种物理量转换成为电量。所以在自动控制系统中广泛使用电气装置作为电信号的比较、放大、反馈检测等元件；而液压元件具有体积小，结构紧凑、功率放大倍率高，线性度好，死区小，灵敏度高，动态性能好，响应速度快等优点，可作为电液转换功率放大的元件。因此，在一控制系统中常以电气为“神经”，以机械为“骨架”，以液压控制为“肌肉”最大限度地发挥机电、液的长处。电液伺服阀的组成v电液伺服阀通常由电气机械转换器、液压放大器、检测反馈机构(或平衡机构)三部分组成。电液伺服阀的分类电液伺服阀的分类电液伺服阀的种类很多，根据它的结构和机能可作如下分类：1）按液压放大级数，可分为单级伺服阀、两级伺服阀和三级伺服阀，其中两级伺服阀应用较广。2）按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板式、双喷嘴挡板式、滑阀式、射流管式和偏转板射流式。3）按反馈形式可分为位置反馈、流量反馈和压力反馈。4）按电-机械转换装置可分为动铁式和动圈式。5）按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。6）按输入信号形式可分为连续控制式和脉宽调制式。电气机械转换器v电气机械转换器：利用电磁原理工作的。它由永久磁铁或激磁线圈产生极化磁场。电气控制信号电气控制信号通过控制线圈产生控制磁场，两个磁场之间相互作用产生与控制信号成比例并能反应控制信号极性的力或力矩，从而使其运动部分产生直线位移或角位移产生直线位移或角位移的机械运动的机械运动，因而也称为力矩马达。vv一、力矩马达的分类及要求一、力矩马达的分类及要求vv分类：分类：v 1)根据可动件运动：直线位移式和角位移式（力马达、力矩马达）。v 2)按可动件结构：动铁式和动圈式（可动件是衔铁、控制线圈）。v 3)按极化磁场：非激磁式、固定电流激磁和永磁式三种。电液伺服阀实例之：动圈式力马达型单级电液伺服阀电液伺服阀实例之：喷嘴挡板式力反馈电液伺服阀双喷嘴挡板伺服阀电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它能将微弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。它具有控制精度高和放大倍数大等优，在液压控制系统中得到广泛的应用。在此着重介绍三种典型电液伺服阀的工作原理双喷嘴挡板电液伺服阀由力矩马达和液压放大器组成。力矩马达组成由一对永久磁铁1、导磁体2和4、衔铁3、线圈5和内部悬置挡板7的弹簧管6等组成。液压放大器组成l前置放大器前置放大级是一个双喷嘴挡板阀，它主要由挡板7喷嘴8节流孔10和滤油器11组成。l功率放大器功率放大级主要由滑阀9和挡板下部的反馈弹簧片组成。电液伺服阀工作原理力矩马达工作原理磁铁把导磁体磁化成N、S极，形成磁场。衔铁和挡板固连由弹簧支撑位于导磁体的中间。挡板下端球头嵌放在滑阀中间凹槽内；线圈无电流时，力矩马达无力矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当输入电流通过线圈使衔铁3左端被磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时针偏转。弹簧管弯曲产生反力矩，使衔铁转过角。电流越大角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。压力油经滤油器和节流孔流到滑阀左、右两端油腔和两喷嘴腔，由喷嘴喷出，经阀9中部流回油箱力矩马达无输出信号时，挡板不动，滑阀两端压力相等。当矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。前置放大级工作原理功率放大级工作原理当前置放大级有压差信号使滑阀阀芯移动时，主油路被接通。滑阀位移后的开度正比于力矩马达的输入电流，则阀的输出流量和输入电流成正比；当输入电流反向时，输出流量也反向。滑阀移动同时，挡板下端的小球亦随同移动，使挡板弹簧片产生弹性反力，阻止滑阀继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开度上不再移动。电液伺服阀实例之：动圈滑阀式力马达型两级电液伺服阀