伺服阀的选择、使用及维护

项目

说明

伺

服

阀

的

选

择

考虑

因素

负载的性质及大小，控制速度、加速度的要求，系统控制精度及系统频宽的要求，工作环境，可靠性及经济性，尺寸、重量限制以及其他要求等

选

择

原

则

与

步

骤

(1)确定伺服阀的类型

根据系统的控制任务、负载性质，确定伺服阀的类型。一般位置及速度控制系统采用Q阀；力控制系统最好采用P阀，亦可采用Q阀；大惯量但外负载力较小的系统拟用P-Q阀

(2)确定伺服阀的种类和性能指标

根据系统的性能要求，确定伺服阀的种类及性能指标。控制精度要求高的系统，拟采用分辨率高、滞环小的伺服阀；外负载力大时，拟采用压力增益高的伺服阀

频宽应根据系统频宽要求来选择。频宽过低将限制系统的响应速度，过高则会把高频干扰信号及颤振信号传给负载

工作环境较差的场合拟采用抗污染性能好的伺服阀

(3)确定伺服阀的规格

根据负载的大小和要求的控制速度，确定伺服阀的规格，即确定额定压力和额定流量

(4)选择合适的额定电流

伺服阀的额定电流有时可选择。较大的额定电流要求采用较大功率的伺服放大器，较大额定电流值的阀具有较强的抗干扰能力

使

用

与

维

护

线

圈

的

接

法

一般伺服阀有两个控制线圈，根据需要可选下图任一种接法。但有的伺服阀只有单控制线圈

两个线圈单独连接时，一个线圈接控制信号，另一个接颤振信号。如果只使用一个线圈，则把颤振信号叠加在控制信号上

串联连接时，线圈匝数加倍，因而电阻加倍，而电流减半

并联连接时，电阻减半，电流不变。并联的优点是：由于伺服阀放大器大多是深度电流反馈，一个线圈损坏时，仍能工作，从而增大了工作可靠性

差动连接的优点是电路对称，温度和电源波动的影响可以互补

颤

振

信

号

的

使

用

颤振信号使阀始终处于一种高频低幅的微振状态，从而可减小或消除伺服阀中由于静摩擦力而引起的死区，并可以有效地防止出现阀的堵塞现象。但颤振无助于减小力(矩)马达磁滞所产生的伺服阀滞环值

颤振信号的波形可以是正弦波、三角波或方波，通常采用正弦波。颤振信号的幅值应足够大，其峰值应大于伺服阀的死区值。主阀芯的振幅约为其最大行程的0.5%~1%左右，振幅过大将会把颤振信号通过伺服阀传给负载，造成动力元件的过度磨损或疲劳破坏。颤振信号的频率应为控制信号频率的2~4倍，以免扰乱控制信号的作用。由于力(矩)马达的滤波衰减作用，较高的颤振频率要求加大颤振信号幅值，因此颤振频率不能过高。此外，颤振频率不应是伺服阀或动力元件谐振频率的倍数，以免引起共振，造成伺服阀组件的疲劳破坏

伺

服

阀

的

调

整

(1)性能检查：伺服阀通电前，务必按说明书检查控制线圈与插头线脚的连接是否正确

(2)零点的调整：闲置未用的伺服阀，投入使用前应调整其零点。必须在伺服阀试验台上调零；如装在系统上调零，则得到的实际上是系统零点

(3)颤振信号的调整：由于每台阀的制造及装配精度有差异，因此使用时务必调整颤振信号的频率及振幅，以使伺服阀的分辨率处于最高状态

污

染

控

制

控制污染首先应防范污染物的侵入。合理的系统设计、有效的过滤和完善的维护管理体制是控制污染的关键

大型工业伺服系统的过滤系统设有：主泵出口高压过滤器、伺服阀前高压过滤器、主回油低压过滤器、循环过滤器、空气过滤器和磁性过滤器

阀前过滤器精度由伺服阀的类型而定，喷嘴挡板阀的绝对过滤精度要求5μm。滑阀式工业伺服阀的绝对过滤精度要求10μm，阀内小过滤器为粗过滤器，防止偶然的较大污染物进入伺服阀。阀内过滤器和系统过滤器应定期检查、更换和清洗

系统装上伺服阀前，必须用伺服阀清洗板代替伺服阀，对系统进行循环清洗，循环清洗时要定期检查油液的污染度并更换滤芯，直至系统的洁净度达到要求后方可装上伺服阀

伺

服

阀

不

稳

定

油源中泵的流量脉动引起的压力脉动、溢流阀的不稳定、管道谐振、各种非线性因素引起的极限环振荡、伺服阀引起的不稳定等，会引起系统振荡

伺服阀中的游隙和阀芯上稳态液动力造成的压力正反馈，都可以引起系统的不稳定。伺服阀至执行元件间的管道谐振也会引起系统振荡。伺服阀转换器的谐振频率、前置级阀或功率级的谐振频率与动力元件的谐振频率、管道的1/4波长频率相重合或成倍数时，也可能引起共振

伺服阀游隙引起的不稳定可通过改善过滤和加颤振来减弱或消除；与管道及结构谐振频率有关的振荡，则可通过改变管道的长度及支承、执行元件的支承等来减弱或消除