花都云梯车公司  云梯车三余度伺服阀基本原理???   花都云梯车公司, 花都云梯车出租, 花都云梯车  三余度伺服阀结构和二级双喷嘴挡板电液伺服阀相似，只不过前置级变成了３个。二级双喷嘴挡板电液伺服阀是由力矩马达、喷嘴、衔铁挡板组件、滑阀和反馈杆组成的，其中第一级前置放大级为双喷嘴挡板阀，由永磁式力矩马达控制，第二级功率放大级为四通滑阀，阀芯位移通过反馈杆与衔铁姐件相连，构成滑阀位移力反馈回路。当有差动电流Ａｚ＝Ｚ／２输入时，衔铁上会产生逆时针方向的电磁力矩，使得衔铁组件绕着弹黃管逆时计偏转，使得弹黃管和反馈杆变形。这时，喷嘴挡板阀的左侧间隙增大而右侧间隙减小，从而使滑阀的左控制腔压力Ａｐ减小，右控制腔压力Ａｐ增大，形成的压力差使得滑阀阀忍向左运动。同时反馈杆一端的小球也会向左移动，这使得反馈杆变形加剧。当由弹黃管和反馈杆变形所产生的力矩和力矩马达产生的电磁力矩相互平衡的时候，衔铁组件就处于一个相对平衡的位置。随着反馈杆一端的小球进一步向左移动时，挡板的偏移会变小，逐渐趋于最初中间位置。这又使左控制腔压力Ａｐ増高，右控制腔压力Ａｐ降低，当阀芯两端的液动力与滑阀的稳态液动力以及反馈杆对阀芯产生的反作用力相平衡的时候，阀泣就会停止运动，阀芯位移与控制电流成正比。由此可得到三余度伺服阀的原理方块图。

      永磁动铁式力矩马达工作原理图，它是由永久磁铁、上下导磁体、控制线圈、衔铁和弹黃管等组成。衔铁是由弹黃管支撑在上、下导磁体的中间位置，可绕弹黃管的回转中心、做微小转动。衔铁的两端分别与上、下导磁体形成ａ、ｂ、Ｃ、ｄ四个工作气隙。当ｉ｜＞ｉ２时，在气隙ｂ、ｄ中极化磁通和控制磁通方向相反，但气隙ａ、ｄ中的极化磁通和控制磁通巧向相同，所以气隙ａ、ｄ合成磁通要大于气隙ｂ、Ｃ中的合成磁通，因此在衔铁上便产生了顺时针方向的电磁力矩，从而使衔铁绕着弹黃管回转中心顺时针方向转动，当电磁力矩与弹黃管变形产生的反力矩平衡时，衔铁就会停止转动。差动电流Ａｆ即为输入力矩马达的控制电流，在衔铁中产生的控制磁通以及由此产生的电磁力矩比例于差动电流，力矩马达两个线圈信号产生的电流相等，均为差动电流的１／２。假设磁路中材料的磁阻和非工作气隙的磁阻均忽略不计，此时力矩马达磁路。当衔铁在中间位置时，每个气隙的磁阻表达式：空气导磁系数，一一衔铁在中位时每个气隙的长度；Ａｇ一一气隙极面的面积。 由于力矩马达磁路是相互对称，并且属于桥式磁路，闭合回路包含了气隙、控制磁动势及极化磁动势，利用基尔霍夫第二定律得到气隙的合成磁通.  对气隙２、４的合成磁通为：Ｍｐ永磁体形成的总磁动势；Ｎｃ一一每个控制线圈的西数。Ｎ與——由控制电流而形成的净磁动势； 利用中位时的气隙磁通托和极化磁通来表示.  ——衔铁在中位时气隙的控制磁通，——衔铁在中位时气隙的极化磁通。在磁场中衔铁受到的电磁吸引力可按照马克斯威尔公式计算：气隙中的磁通；Ｆ——电磁吸引力。由极化磁通和控制磁通相互作用在衔铁上产生的电磁力矩，衔铁中心、到磁极面的距离，巧和巧是气隙１、４处的电磁吸力。电磁为矩还可写成, 考虑到衔铁转角０很小。力矩马达的输出力矩存在非线性，为了改善线性度及防止永磁铁吸附住衔铁，力矩马达在一般情况下都设，是衔铁处于中间位畳时，由控制电流Ａｚ形成的电磁力矩，也被称为中位电磁力矩；是当衔铁偏离中位的时候，由于气隙会发生改变从而产生了附加电磁力矩。可得到力矩马达输出电磁力矩框图。

     看出衔铁挡板组件在受到电磁力矩的作用下的动力学方程。一一衔铁组件的转动惯量；Ｋ。一一弹黃管刚度；Ｂ。一一衔铁组件的粘性阻尼系数；Ｔｕ一一喷嘴对挡板液流力产生的负载力矩。－一一反馈杆变形对衔铁组件产生的负载力矩；喷嘴对挡板的液流力Ｆ由两部分组成，即液压介质静压形成的液压力和液压介质射流产生的冲击力：ｆｗ—一喷嘴孔出口处的压力；Ｐ——油液的密度。ｑｗ一一通过喷嘴孔的流量Ａｎ喷嘴孔截面面积？一一喷嘴孔出口断面上的流速；，Ａ是阀内的控制压力。再由通过喷嘴孔流出的流量，计算出口截面流速：。——挡板和喷嘴之间的零位间隙；——挡板和喷嘴之间的流量系数；Ｘｆ衔铁挡板的位移。当差值比较小时，由于射流而产生的冲击可忽略不计，挡板受到的液动力可近似等于液压油静压力形成的液压力，从而得到挡板所受的净液流力，同时根据阀的设计参数经验,  由于反馈杆变形而作用在衔铁组件上的负载力矩.   ——反馈杆的刚度；ｂ一一反馈杆末端小球中心与喷嘴孔中心的垂直距离；Ｘ，——阀芯位移。整理，由拉氏变换定理得到衔铁组件的力平衡方程，衔铁挡板的净刚度  一一衔铁挡板的总刚度，—一力矩马达固有频率；一力矩马达阻尼比。根据衔铁组件的受力分析可知，挡板位移与挡板转角间的函数关系.  考虑衔铁转角很小，故有ｔａｎ０＝０，所以有Ｘｆ＝ｒｅ  ——挡板的位移；ｒ一一喷嘴中心、至弹黃管回转中心的距离。

     滑阀数学模型,  喷嘴挡板阀控制功率级滑阀，本质上等同于一个正开口的四通滑阀控制对称缸，所以滑阀阀芯的传递函数和阀控缸的传递函数形式是一样的，只是参数不同。在喷嘴挡板伺服阀中，滑阀相当于喷嘴挡板阀的负载。挡板位移为输入量，阀芯位移为输出量。假定四个口是对称匹配的，并且采用矩形窗口，阀口处的流动为流，供油压力恒定，回油压力＝〇；不考虑管道损失和管道的动态，且温度和密度为常数。  １）喷嘴挡板输给阀芯的流量： ——喷嘴挡板阀的压力 －流量系数； ＱｉＰ输出流量值： Ｋｗ一一喷嘴挡板阀的流量增益；

      ２）阀芯流量平衡方程考虑到喷嘴腔中油液的泄露和压缩性，由于是采用＝余度的方式，那之推动滑阀的阀巧移动需要的流量为： 一一滑阀阀芯端面面积；Ｖ〇ｐ一一阀芯在中间位置时一个喷嘴腔的体积；Ｃ，ｐ一一滑阀的总泄露系数；Ｐ、ｐ、Ｐ２ｐ阀芯两端所受的压为；Ａ——油液的弹性体积模量；

     ３）阀芯受力平衡方程由牛顿第二定律得到阀芯的受力平衡方程为； 滑阀质量；Ａ—一滑阀运动粘性系数；＝０．４３化－必￡。）——作用在阀芯上的液动力刚度； 经拉氏变换可得到滑阀的传递框图：

       通过对力矩马达、衔铁挡板组件以及滑阀数学模型的建立，得到三余度伺服阀的传递方框图。由上述方框图可得到三余度伺服阀的开环传递函数和闭环传递函数，三余度伺服阀的总方框图中包含了两个反馈回路：滑陶位移的为反馈回路和作用在挡板上的压力反馈回路；压力反馈回路是次要回路，而力反馈回路是主回路，由反馈杆和阀芯相连，用来对阀芯的位置进行反馈。

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       研究按照招标文件的技术要求：额定压为ｐ；＝２１Ｍｐａ，流量ｑ〇ｍ＝５０Ｌ／ｍｉｎ，信号幅值Ｉｍ＝〇？±１００ｍＡ。经计算得到反馈杆刚度；＝４０００Ｎ／ｍ，喷嘴中心与弹黃管回转中必的距离ｒ＝０．８９ｃｍ，反馈小球中心、到喷嘴中必的距离ｂ＝１．３３ｃｍ，力矩马达总刚度。力矩马达力矩系数，根据伺服阀的系列化要求，取ｄｖ＝０．６４ｃｍ。则喷嘴挡板阀的流量增益：根据系列化要求，取ｄ=０．０２７ｃｍ，这样＝７３５．４ｃｎＡｓ。力矩马达固有频率。三余度喷嘴挡板伺服阀主要仿真参数值。力矩马达总刚度４．０２８Ｎｍ／ｒａｄＫ，力矩马达力矩系数２．６５Ｎｍ／Ａｍｆ, 马达固有频率４３４８．６ｒａｄ／ｓ, 喷嘴中心、与弹黃管回转中心的距离０．００８９ｍＫｑｐ, 喷嘴挡板阀流量增益０．０７Ｗ４ｍＶｓＡｖ, 滑阀阀芯端面面积０．３２１７ｍ２Ａｎ,喷嘴面积０．０９６ｍｍ２ｂ,反馈小球中心、到喷嘴中心的距离０１０１３３ｍＫｆ,反馈杆刚度４０００Ｎ／ｍＶ〇,滑阀一端所包含的容积１．１ｍｍ３Ａ,油液体积弹性模量１６ｘ１０＊Ｐａｔｒｉｖ,滑阀的质量０．０１ｋｇＣｔｐ,喷嘴挡板阀总泄露系数４ｘ１〇－５ｍＶｓ／ＰａＢｖ,闽芯运动粘性阻尼系数５０Ｎｓ／ｍＫ；作用在阀芯上的液动力刚度４．１１Ｎ／ｍＶ〇ｐ,阀芯处于中位时，一个喷嘴腔体积１Ｗ／７Ｘ三）－９ｍ３Ｋｃｐ,喷嘴搜板阀压力－流量系数０．２６７６。仿真得到的三余度伺服阀阶跃响应。从三余度伺服阀的阶跃响应可看出响应时间大概为０．００２ｓ，超调量为０．０２ｍｍ。三余度伺服阀在幅值为ｌＯｍＡ．频率０．５HZ的正弦波下的阀芯位移曲线。开环传递函数画出波德图。幅频响应曲线穿越ＯｄＢ时对应的相頻特性为－１１０°，所以相位裕度为－ｎ〇°＋１８０°＝７０°＞０；从相频特性曲线可看出，穿越－１８０°对应的幅值为－１５ｄＢ，幅值裕度０＋１５ｄＢ＞０，所以从频域来看，三余度伺服阀满足稳定性要求。由闭环ＢＯＤＥ图计算得三余度伺服阀频宽为２２０HZ，通过ｓｉｍｕｌｉｎｋ对三余度伺服阀和普通伺服阀的数学模型进行仿真，得到二者的阶跃响应和波德图对比，。得出普通伺服阀的响应时间是０．００８ｓ，频宽是１６０HZ，对比发现三余度伺服阀动态性能更优。为了研究三余度伺服阀的静态性能，给伺服阀逊幅值为１２ｍＡ频率为Ｏ．ｌHZ的正弦波电流信号，通过仿真得到三余度伺服阀的空戟流Ｍ特性曲线。

       阀控液压缸是由四通滑阀和对称液压缸组成的，阀控液压缸的动态特性取决于阀和液压缸，也和负载有关。基本方程如下：（１）滑阀流量方程假定阀是理想零开口 四通滑阀，四个节流窗口是对称的，供油压力恒定，回油压力为零，则阀的线性化方程：考虑油液压缩性以及泄露的影响，液压缸的流入流量，与流出流量不等，为了便于分析，定义负载流量.   

  （２）液压缸流量连续性方程,  假定阀与液压缸连接的管道动态及管道中的压力均忽略不计，液压缸中工作腔内的压力都相等。则流入液压缸的流量、  Ｘｐ—一活塞的位移；Ａｐ活塞的有效面积；Ａ—一有效体积的弹性模量；Ｃｅｐ一一液库缸的外泄露常数；Ｃ，ｐ一一液压缸的内泄漏常数；Ｋ－－液压缸的进油腔体积；Ｖ；一一液压缸的回油腔体积；液压工作腔的容积可写为； ——进油自空的初始体积；Ｆ〇，——回油腔的初始体积；

  （３）液压缸和负载的力平衡方程,  负载力一般包括惯性为、弹性力、粘性阻尼力和任意负载力。液压缸的输出力和负载力的平衡方程：阀控液压缸的三个基本方程，它们的拉氏变换；得到阀芯位移Ｘｋ和外负载力护１同时作用时液压缸活塞的总输出位移  ａ——总流量－压力系数。可得到三余度伺服阀控液压缸的方块图。

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