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直動式伺服閥結構與工作原理

添加時間:2019-08-05

    直動式伺服閥是一種新型單級伺服閥,它采用直線式力馬達直接驅動滑閥運動,從而取消了噴嘴擋板組件,大大提高了閥的抗汙染能力。直動式伺服閥大大拓寬了伺服閥的應用領域,其顯著優點使得它從20世紀90年代後期已麵世就受到了廣泛的關注。


    直動式伺服閥如圖6-30所示,它由功率放大器、直線式力馬達、滑閥和位移傳感器四部分組成。


直動式伺服閥


    直動式伺服閥實質上是一個由直線式力馬達直接驅動單級滑閥運動的電反饋式閥芯位置閉環控製係統,其工作過程如下:


    首先將指令電壓信號輸入功率放大器,該信號被轉換成一個脈寬調製(PWM)電流作用在直線式力馬達上,直線式力馬達產生推力帶動滑閥運動,位移傳感器產生與閥芯位移成比例的電信號,解調後的位移信號與輸入指令信號進行比較,比較得到的偏差信號將改變輸入直線式力馬達的電流大小,直到閥芯位移達到指令設定值,此時,閥芯位移偏差信號為零。


    直線式力馬達是直動式伺服閥的核心部件,它包含線圈、永久磁鐵和對中彈簧等組件,其結構如圖6-31所示。


直線式力馬達結構圖


    永久磁鐵為磁場提供部分磁力,當不通電時,電磁力和彈簧力平衡使閥芯處於中位;當通入一種極性的電流後,內部磁場一部分通過磁場疊加得到增強,另一部分則因為磁場相抵而減弱,內部磁場的不平衡將驅動銜鐵向磁場增強的部分移動;如果通人極性相反的電流,銜鐵又會向另一個方向移動。這樣,直線式力馬達就可以產生左右兩個方向的驅動力,相應推動閥芯產生兩個方向的位移。


    直動式伺服閥采用直線式力馬達作為電-機械轉換器,而直線式力馬達實質上是一種高精度的比例電磁鐵,因此,直動式伺服閥是比例技術與伺服技術相結合的產物,在很多廠家的產品樣本中,直動式伺服閥也被稱為伺服比例閥或比例伺服閥。


    直動式伺服閥的靜態和動態性能介於常規的伺服閥與比例閥之間,但是對油液的清潔度要求低於伺服閥,因此,其穩定性和可靠性要高於常規伺服閥,再加上其成本較低,故非常適用於動態特性要求不高的工業場合。

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