伺服阀工作原理（液压伺服阀）

伺服阀工作原理

大部分伺服阀仅由前三部分组成，伺服阀工作原理，只有电反馈伺服阀才含有电控器部分。

伺服阀工作原理（液压伺服阀）

1.电－机转换部分

电－机转换部分的工作原理是把输入电信号的电能通过特定设计的元件转换成机械运动的机械能，由此机械能进而驱动液压放大器的控制元件，使之转换成液压能。将电能转换为机械能的元件，人们通常称为力矩马达（输出为转角）或力马达（输出为位移）。力矩马达和力马达有动铁式和动圈式两种结构。常用的典型结构示于图1.1中。

图1.1（a）为永磁桥式动铁式力矩马达。它结构紧凑体积小，固有频率高；但是输出转角线性范围窄；适用于驱动喷嘴挡板液压放大器的挡板，射流管液压放大器的射流管或偏转射流管的偏转板。

图1.1（b）为高能永磁动铁式直线力马达。它体积大，加工工艺性好；驱动力大、行程较大；固有频率较低，伺服阀工作原理，约≤300Hz，适用于直接驱动功率级滑阀。

液压伺服阀

1．直接位置反馈型电液伺服阀

直接位置反馈型电液伺服阀的主阀芯与先导阀芯构成直接位置比较和反馈，其工作原理如图1所示。先导阀由动圈式力马达的线圈驱动，先导阀芯的位移x心与输入电流I大小成比例，其运动方向与电流的方向保持一致。先导阀芯的直径小，无法控制系统中的大流量；主阀芯的阻力很大，力马达的推力叉不足以驱动主阀芯。其解决的办法是，先用力马达驱动直径较小的先导阀芯，然后用直接位置反馈（位置随动）的办法让主阀芯等量跟随先导阀运动，以达到用小信号控制系统中的大流量的目的。

直接位置反馈电液伺服阀工作原理

可将主阀芯两端的容腔看做一个驱动主阀芯的对称双作用液压缸，该缸由先导阀供油，以控制主阀芯作上下运动。先导阀芯直径较小，为了较低加工难度，通常用两个固定的节流孔代替先导阀上用于控制主阀芯上下两腔的进油阀口。为了实现直接位置反馈，将主阀芯、驱动液压缸、先导阀阀套三者做成一体，因此主阀芯的位移xP（被控位移）被反馈到先导阀上，且与先导阀套的位移x套相等。当先导阀芯在力马达的驱动下向上运动而产生位移x心时，先导阀芯与阀套之间产生的开口量为x心-x套，此时，主阀芯上腔的回油口打开，压力差驱动主阀芯自下而上运动，同时先导阀口在反馈的作用下逐渐关小。当导阀口完全关闭时，伺服阀工作原理，主阀停止运动且主阀芯的位移xp=x套=x心。反向运动亦然。在这种反馈中，主阀芯等量跟随先导阀运动，故称为直接位置反馈。

伺服阀内部结构

滑阀式伺服阀：采用动圈式力马达，结构简单，功率放大系数较大，滞环小和工作行程大；固定节流口尺寸大，不易被污物堵塞；主滑阀两端控制油压作用面积大，从而加大了驱动力，使滑阀不易卡死，工作可靠。

喷嘴挡板式伺服阀：该伺服阀，由于力反馈的存在，使得力矩马达在其零点附近工作，即衔铁偏转角θ很小，故线性度好。此外，改变反馈弹簧杆11的刚度，就能在相同输入电流时改变滑阀的位移。该伺服阀结构紧凑，外形尺寸小，响应快。但喷嘴挡板的工作间隙较小，对油液的清洁度要求较高。

射流管式伺服阀：对油液的清洁度要求较低。缺点是零位泄漏量大；受油液粘度变化影响显著，低温特性差；力矩马达带动射流管，负载惯量大，伺服阀工作原理，响应速度低于喷嘴挡板阀。