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液压阀控制放大器简述

时间:2021-01-19 来源:WANKE万科 作者:液压阀厂家 点击:

1、功用与要求
 
控制放大器的主要功用是驱动、控制受控的电气-机械转换器. 满足系统的工作性能要求。在闭环控制场合它还承担着反馈检测信号的测址放大和系统性能的控制校正作用。
 
控制放大器是电液控制系统中的第一个环节, 其性能优劣直接影响着系统的控制性能和可靠性。

对控制放大器的一般要求见表2-11。
液压阀
2、分类与选用
 
按受控的电气-机械转换器的种类不同. 控制放大器主要分为四种类型. 其适用对象见表2-12。还可按结构形式和功率级工作原理对控制放大器进行详细分类(见表2-13) 。
  液压阀控制放大器
3、设计选用
 
控制放大器应根据电气-机械转换器的形式、规格等进行设计选用。 例如, 当电气-机械转换器为直流伺服电机时, 其控制放大器应采用具有输出电压负反馈的功率放大级, 以提高伺服电机转速控制的响应特性。 当 电气-机械转换器为线隙电感较大的比例电磁铁 伺服型力马达(或力矩马达)时, 则应采用电流负反馈式的伺服放大器, 以免因线陇转折频率低而限制电气-机械 转换器的频宽。当电气-机械转换器为步进电机时,则控制放大器应具有变频信号枙和脉冲分配器;对千开关型数字阀而言,则应采用脉宽调制 形式的控制放大器等。
 
4、典型构成与示例
 
(1)典型构成。控制放大器的结构、原理和参数因电气-机械转换器的形式和受控对象的不同而异。控制放大器的典型构成如图 2-18 所示,它通常包括:
液压阀典型构成与示例
a.用 以产生各处电路所需直流电压的电淜变换电路; 
 
b.满足各种外部设备需要的输入信号发生电路(模拟员输入接口、数字旦输人接口、遥控接口等);
 
c. 为适应不同 控制对象与工况要求的信号处理电路(斜坡、阶跃发生 器,平衡电路,初始电流设定电路等); 
 
d. 用千改善电 反馈控制阀或系统动态品质的调节器[有比例(P)、积分(I) 比例-积分(P-1) 比例-微分CPI)、比例-积分-微分(PID)等形式J; 
 
e. 为减小摩擦力等因素导致电控阀出现滞环的颤振信号发生器,以及测最放大电路和功率放大电路等。对于不同类型的控制放大器在结构上有一定差别,尤其是信号处理电路,常需要根据系统要求进行专门设计。根据不同的适用场合与要求,也常省略某些部分,以简化结构和成本并提高工作可靠性。
 
(2)控制放大器示例
 
a. 伺服控制放大器。其作用是控制伺服阀中的电气-机械转换器(通常是力矩马达或动圈式力马达). 并对电液伺服控制系统进行闭环控制。其特点是有多个输入接口供各类控制信号和反馈信号输入, 双向输出控制, 输出功率较小。 
 
图2-19为一种典型的伺服控制放大器电路原理图。它包括上、下两部分·上半部分为控制放大器.下半部分为直流稳压电/Jr;[. 其中控制放大器又由前置级运放OA1和功率级运放O沁等组成。前置级可综合四个信号.能调节信号灵敏度.在较宽的范围内调节增益. 并能调节零位偏登。四个输入口Ui店、切及u,. 分别输入辅助信号、平衡信号、反馈信号及指令信号.而Rio可调整零位,对阀的零位偏置进行补偿或使系统的零位得到调整。图中实线所示的情况用千比例放大,可调电阻RIG使增益可在100 : 1范围内调节。 若对电路加以适当改接(利用图中虚线表示的一些元件).如移开Ris, 改用C11、 R,1和Ri,. 就可实现积分洞节·并能在25 : 1范围内改变积分增益。也可使用Ca得到纯积分调节。
 伺服控制放大器
功率放大级包括运放OA; 和两个功率管Vf1及Vf2. 电流负反馈是这种放大器的特点,图中R邸为采样电阻。它使输出电流保持稳定,使阀线圈的电感及由于温度变化而引起的电阻变化等对系统不产生影响。特殊回路的印刷电路板可根据需要设党位移传感器的载波激励、颤振信号发生、零位检测及电流极限控制等功能。
 
图2-20为一种伺服控制放大器的实物外形。
 伺服控制放大器
b. 比例控制放大器。其作用是控制比例阀中的比例电磁铁,并对比例阀或电液比例控制系统构成开环或 闭环调节。常见的比例控制放大器有单路和双路两种。 前者用于控制单个比例电磁铁驱动工作的比例阀,如比例流扯阀、压力阀、二位(三位)比例方向阀(单电磁铁)等;后者主要用于控制双比例电磁铁驱动工作的三位比例方向阀等。双路比例控制放大器工作时,始终只让其中一个比例电磁铁通电,这是三位比例方向阀工作要求的.因此它不是双通道控制放大器。
 
图 2-21 为电反馈比例溢流阀的比例控制放大器结构框00. 该比例控制放大器是单路、带电反馈、模拟式比例控制放大器。它的反馈线路构成了比例电磁铁衔铁位置电反馈闭环.电磁铁衔铁行程正比于电指令输入信号。电磁铁衔铁行程用一个位移传感器检测。在线路板上,改变焊接点(M4A 、M4B), 可以使电路带斜坡信号发生器或不带斜坡信号发生器。当带有斜坡信号发生器时,压力上升和下降速度可以用“斜坡上升” 和“斜坡下降” 旋转电位器分别调节。图中的控制器为常用的PIO <比例-积分-微分)调节器,而功率放大级采用模拟式结构。
 比例溢流阀
图2-22 为一种双通道(双路)双工比例控制放大输出带短路保护,脉宽调制输出级的特点。表2-14 为器(德国BOSCH 公司2M45-2. 5A 型)的电路原理图. 该比例控制放大器的部分技术参数供参考。该放大器可用千所有不带位移控制的比例阀,具有输入系统的稳态控制精度、动态响应性能和工作可靠性,都在很大程度上取决于电气-机械转换器性能的优劣。
 双工比例控制
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