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上海圓馨能源科技有限公司
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美國(guó)穆格MOOG伺服閥
2015-8-30 閱讀(344)
美國(guó)穆格伺服閥，流量式四通或五通比例控制閥能夠控制氣動(dòng)執(zhí)行元件在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度，這類閥也稱方向比例閥。圖示即為這類閥的構(gòu)造原理圖。它由直流比例電磁鐵1、閥芯2、閥套3、閥體4、位移傳感器5和控制放大器6等同意。位移傳感器采用電感式原理，它的作用是將比例電磁鐵的銜鐵位移線性地轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。控制放大器的主要作用是：
1） 將位移傳感器的輸出信號(hào)停止放大；
2） 比擬指3） 令信號(hào)Ue和位移反應(yīng)信號(hào)Uf，4） 得到兩者的差植5） U；
6） 將 U放大，7） 轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)I輸出。此外，8） 為了改善比例閥的性能，9） 控制放大器還含有對(duì)反應(yīng)信號(hào)Uf和電壓差 U的處置環(huán)節(jié)。比方狀態(tài)反應(yīng)控制和PID調(diào)理等。
帶位置反應(yīng)的滑閥式方向比例閥，其工作原理是：在初始狀態(tài)，控制放大器的指令信號(hào)UF=0，閥芯處于零位，此時(shí)氣源口P與A、B兩端輸出口同時(shí)被切斷，A、B兩口與排氣口也切斷，無流量輸出；同時(shí)位移傳感器的反應(yīng)電壓Uf=0。若閥芯遭到某種干擾而偏離調(diào)定的零位時(shí)，美國(guó)穆格MOOG伺服閥位移傳感器將輸出一定的電壓Uf，控制放大器將得到的 U=-Uf放大后輸出給電流比例電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生的推力迫使閥芯回到零位。若指令Ue>0，則電壓差 U增大，使控制放大器的輸出電流增大，比例電磁鐵的輸出推力也增大，推進(jìn)閥芯右移。而閥芯的右移又惹起反應(yīng)電壓Uf的增大，直至Uf與指令電壓Ue根本相等，閥芯到達(dá)力均衡。此時(shí)。
Ue=Uf=KfX(Kf為位移傳感器增益)
上式標(biāo)明閥芯位移X與輸入信號(hào)Ue成正比。若指令電壓信號(hào)Ue<0，經(jīng)過上式相似的反應(yīng)調(diào)理過程，使閥芯左移一定間隔。
閥芯右移時(shí)，氣源口P與A口連通，B口與排氣口連通；閥芯左移時(shí)，P與B連通，A與排氣口連通。節(jié)流口啟齒量隨閥芯位移的增大而增大。上述的工作原理闡明帶位移反應(yīng)的方向比例閥節(jié)流口啟齒量與氣流方向均受輸入電壓Ue的線性控制。
這類閥的優(yōu)點(diǎn)是線性度好，滯回小，動(dòng)態(tài)性能高。
滑閥式二級(jí)方向伺閥
下圖所示為一種動(dòng)圈式二級(jí)方向伺服閥。它主要由動(dòng)圈式力馬達(dá)、噴嘴擋板式氣動(dòng)放大器、滑閥式氣動(dòng)放大器、反應(yīng)彈簧等組成。噴嘴檔板氣動(dòng)放大器做前置級(jí)，滑閥式氣動(dòng)放大器做功率級(jí)。
這種二級(jí)方向伺服閥的工作原理是：在初始狀態(tài)，左右兩動(dòng)圈式力馬達(dá)均無電流輸入，也無力輸出。在噴嘴氣流作用下，兩擋板使可變節(jié)流器處于全開狀態(tài)，容腔3、7內(nèi)壓力簡(jiǎn)直與大氣壓相同。滑閥閥芯被裝在兩側(cè)的反應(yīng)彈簧5、6推在中位，兩輸出口A、B與氣源口P和排氣口O均被隔開。
當(dāng)某個(gè)動(dòng)圈式馬達(dá)有電流輸入是（例如右側(cè)力馬達(dá)），輸出與電流I成正比的推力Fm將擋板推向噴嘴，使可變節(jié)流器的流通面積減小，容腔6內(nèi)的氣壓P6升高，升高后的P6又經(jīng)過噴嘴對(duì)檔板產(chǎn)生反推力Ff。當(dāng)Ff與Fm均衡時(shí)，P6趨于穩(wěn)定，其穩(wěn)定值乘以噴嘴面積Ay等于電磁力。另一方面，美國(guó)派克PARKER柱塞泵P6升高使閥芯兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，該壓力差作用于閥芯斷面使閥芯克制反應(yīng)彈簧力左移，并使左邊反應(yīng)彈簧的緊縮量增加，產(chǎn)生附加的彈簧力Fs，方向向右，大小與閥芯位移X成正比。當(dāng)閥芯挪動(dòng)到一定位置時(shí)，彈簧附加作用力與7、3容腔的壓差對(duì)閥芯的作用力到達(dá)均衡，閥芯不在挪動(dòng)。此時(shí)同時(shí)存在閥芯和擋板的受力均衡方程式：
Fs=KsX=(P6-P5)Ax
Ff=P6Ay=KiI
式中 KS----反應(yīng)彈簧剛度
Ax----閥芯斷面積
Kf----動(dòng)圈式力馬達(dá)的電流增益。
在上述的調(diào)理過程中，左側(cè)的噴嘴擋板一直處于全開狀態(tài)，能夠以為P5=0，代入后整理上述兩式可得
X=(AxKi/AyKs)*I
閥芯位移與輸入電流成正比。當(dāng)另一側(cè)動(dòng)圈式馬達(dá)有輸入時(shí)，經(jīng)過上述相似的調(diào)理過程，閥芯將向相反方向挪動(dòng)一定間隔。
當(dāng)閥芯左移時(shí)，氣源口P與輸出口A連通，B口通大氣；美國(guó)穆格MOOG伺服閥閥芯右移時(shí)，P與B通，A口通大氣。閥芯位移量越大，閥口啟齒量也越大。這樣就完成了對(duì)氣流的活動(dòng)方向和流量的控制。
這類閥采用動(dòng)圈式馬達(dá)，動(dòng)態(tài)性能好，缺陷是構(gòu)造比擬復(fù)雜
