电液比例控制阀概述

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第1223页（1494字）

电液比例控制阀是一种可以根据输入电气信号，按比例对工作油液的压力、流量和方向进行控制的液压控制阀。

比例阀控制系统基本工作原理如图21．1－1所示。输入信号是连续变化的电气量，经比例放大器处理后，作用于比例电磁铁；比例电磁铁作为电—机转换器，输出与其感应线圈电流成比例的牵引力；此力作用于液压阀的阀芯，控制、输出液压量。

图21．1－1 比例阀系统的组成

电液比例控制阀用比例电磁铁取代了普通开关型液压阀的手动调节装置或普通电磁铁，因而可对液压参量进行远距离、高精度的连续控制。电液比例阀可以取代开关型阀实现所有的压力、流量和方向控制功能。与开关型阀相比它的显着优点是：

·可进行连续的电气遥控。比例阀与控制放大器的距离可达60m以上，信号源与放大器的距离可以任意远。

·比例阀可以对液压参量进行连续控制。一个比例阀可得到连续可变的多个调定值。并且可以控制各调定值之间的过渡过程。

·比例阀具有复合功能，可以一阀多用简化液压系统。

电液比例阀的液压阀部分无特殊要求，工作原理与普通开关型阀类似。所以在得到高性能控制能力的同时，比例阀结构简单，加工精度要求低，成本低，工作可靠，抗污染性好。表21．1－1是比例阀与其它阀类的性能比较。

表21．1－1 电液比例阀、伺服阀、普通开关阀性能比较

电液比例阀控制系统一般为开环控制，现代高性能比例阀也可实现闭环控制，如图21．1－2所示。图中虚线为闭环控制的反馈信号。

图21．1－2 电液比例阀系统控制原理

比例控制阀发展的初期阶段，仅仅是将比例电磁铁代替普通液压阀的开关型电磁铁或调节手柄，液压阀部分的结构原理和设计准则没有变化。这种比例阀工作频宽小，稳态滞环大，只能用于开环系统。70年代中期至80年代初，是比例阀发展的第二阶段，比例阀中开始采用各种内反馈原理，耐高压、比例电磁铁和比例放大器技术日趋成熟。阀的工作频宽达到5～10Hz；稳态滞环降低到3%左右。80年代以后，比例技术的发展进入了第三阶段。比例阀的设计原理进一步完善，采用了压力、流量、位移内反馈和动压反馈及电校正等手段，使阀的稳态精度、动态响应和稳定性都有了进一步提高。除中位仍有部分死区外，其控制性能与伺服阀更为接近。同时，比例技术开始和插装阀技术相结合，出现了各种功能的二通、三通型比例插装阀。此外，比例放大器技术也相应迅速发展，不仅集成了各种反馈信号传感、接收和处理功能，而且尺寸大为减小，可安装在阀体上使整个控制系统组成一体，使用更为方便。比例电磁铁驱动力的提高也为阀动特性的改善提供了条件。

在比例阀使用的初期，主要利用它的连续调节功能，用于注射成型机等机械中。随着机械系统对控制方便、灵敏、精确等各项要求的提高，电液比例阀作为联系电子技术与工程功率系统的接口，在冶金、工程机械、加工机械、汽车、农业机械等各领域中也日益广泛使用。