電液比例控制系統(tǒng)分類

電液比例控制系統(tǒng)可按不同的分類原則進行分類：

① 按所用的電液比例控制元件的種類可分為：電液比例壓力控制系統(tǒng)、電液比例流量控制系統(tǒng)、電液比例方向控制系統(tǒng)和電液比例變量泵控制系統(tǒng)。

② 按被控物理量種類可分為：電液比例位置控制系統(tǒng)、電液比例速度控制系統(tǒng)和電液比例力控制系統(tǒng)。

③ 按系統(tǒng)輸出信號是否反饋可分為：閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)。

④ 按對液壓執(zhí)行元件的控制方式可分為：閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。

電液比例控制是介于電液開關(guān)控制系統(tǒng)和電液伺服控制系統(tǒng)之間的一種控制系統(tǒng)，兼有二者之所長。它與電液開關(guān)控制系統(tǒng)比較具有以下特點：

① 能夠按比例控制壓力和流量，從而對執(zhí)行元件能夠?qū)崿F(xiàn)力、速度和位移的連續(xù)控制，還能按輸入電信號的極性改變液流方向。

② 能夠避免力、速度和方向變換時的沖擊現(xiàn)象。

③ 可以降低能耗，有顯著的節(jié)能效果。

④ 易于與微電子結(jié)合，特別是數(shù)字式比例元件與計算機 (PLC)結(jié)合，可實現(xiàn)遙控、自控和自適應(yīng)控制。

電液比例控制通常有開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)電液比例控制系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，其簡化框圖如圖1所示。控制器 (計算機、PLC等)給出的信號通常是電壓信號，經(jīng)驅(qū)動器處理放大為輸出電流信號I，將I輸入電液比例閥的比例電磁鐵，電磁鐵再將I按比例轉(zhuǎn)換成電磁力F_P，F(xiàn)_P通過彈性元件作用在液壓閥的閥芯上，使之移動，從而控制液流的流量、壓力和方向，通過執(zhí)行元件 (液壓缸、液壓馬達)使負載獲得與輸入信號成比例的力F(扭矩T)、速度v(角速度ω)或位移。開環(huán)控制的精度較低且沒有跟蹤功能。

如果系統(tǒng)要求較高的精度且具有跟蹤功能，那么就要對開環(huán)系統(tǒng)的輸出量進行檢測并反饋到控制器，使之與指令信號進行比較 (相減)得到差值△e=e_i-e_R 去控制電液比例閥，圖2所示為閉環(huán)電液比例控制系統(tǒng)框圖。

圖1和圖2中都用電液比例閥作為控制元件，故稱為閥控電液比例控制系統(tǒng)，若將兩圖中的電液比例閥和油源換成電液比例變量泵，則構(gòu)成泵控電液比例控制系統(tǒng)。

電液比例控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟如下：

① 進行工況分析，明確設(shè)計依據(jù)。準確地對設(shè)計任務(wù)進行分析和描述，對比例控制系統(tǒng)的設(shè)計是十分重要的。若能預(yù)先準確地提出任務(wù)，才能在設(shè)計開始時就能確定最佳方案。

② 確定傳動與控制系統(tǒng)的方案。

③ 進行設(shè)計計算，確定系統(tǒng)的性能參數(shù)及元件性能參數(shù)。

④ 根據(jù)計算結(jié)果選擇比例元件，并對重要的技術(shù)性能和參數(shù)驗算。

⑤ 繪制工作圖。

要設(shè)計好一個比例控制回路，除了要掌握元器件性能方面的知識外，還應(yīng)注意到系統(tǒng)設(shè)計方面的一些原則性的問題：

① 快速往復(fù)運動時要盡量提高系統(tǒng)的固有頻率。

② 系統(tǒng)的速度控制范圍，以及與時間相關(guān)的制動極限，質(zhì)量、速度、壓力、黏度變化時對系統(tǒng)性能參數(shù)的影響。

③ 是否采用壓力補償，是采用進口還是出口壓力補償方式。采用壓力補償后對總壓力的影響問題，及對單出桿液壓缸的增壓作用問題。

④ 根據(jù)負載的形式考慮是否需要采用制動閥或支承閥。

⑤ 根據(jù)控制精度要求考慮是采用開環(huán)控制方式，還是必須采用閉環(huán)控制方式。

⑥ 選擇有相應(yīng)動態(tài)性能的閥，特別是對閉環(huán)控制系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)對動態(tài)特性的要求。

1、塑料注射成型機電液比例控制系統(tǒng)

塑料注射成型機系統(tǒng)是典型的多級壓力、多級速度控制系統(tǒng)。該機在工作循環(huán)中按工藝過程規(guī)定不斷轉(zhuǎn)換壓力和速度。前例注射機液壓系統(tǒng)采用傳統(tǒng)開關(guān)閥，元件多，電氣控制系統(tǒng)也復(fù)雜。如果采用電液比例控制系統(tǒng)，就可使系統(tǒng)簡化，控制性能更好，被控參數(shù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。

2、液壓電梯電液比例控制系統(tǒng)

液壓電梯的轎廂用液壓缸頂升，轎廂及負載重力、慣性力由液壓缸傳給地基。這種電梯無牽引機房，對建筑設(shè)計有利，近年來得到迅速發(fā)展。電梯運行具有特定的啟動加速和制動減速，為乘客提供快捷、舒適、安全的服務(wù)。

3、電液比例加載系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)中力和轉(zhuǎn)矩的控制通過壓力控制實現(xiàn)。壓力控制是基礎(chǔ)。在工業(yè)生產(chǎn)中，各種加載裝置都可以采用比例壓力控制系統(tǒng)，如材料試驗機、壓力容器疲勞壽命試驗系統(tǒng)、壓力傳感器老化穩(wěn)定系統(tǒng)等。 2100433B

電液比例球閥是一項新型專利技術(shù)，專利號：200920065189.7 。電液比例球閥是一種綜合了電磁比例閥、電液比例閥能連續(xù)地控制液壓系統(tǒng)參數(shù)，并與輸入信號成比例的優(yōu)點以及開關(guān)式電磁球閥密封性好、抗污染能力強的優(yōu)點，綜合設(shè)計的一種新型液壓標準件。該項專利技術(shù)填補了當今比例閥沒有球閥的技術(shù)空白。

電液比例球閥它不僅能用電氣信號連續(xù)地控制液壓系統(tǒng)參數(shù)，使之按輸入電氣信號成比例地變化，還具有開關(guān)式電磁球閥抗污染能力強，密封性好的優(yōu)點。因而在各種工業(yè)控制系統(tǒng)中獲得應(yīng)用后，可大大減少因污染引起的運行故障。電液比例球閥適用于各種工業(yè)控制系統(tǒng)中，特別是運行環(huán)境比較惡劣，運行要求高可靠性、高穩(wěn)定性的應(yīng)用場合，其應(yīng)用和市場前景廣闊。