电液比例阀是比例控制系统中的主要功率放大元件,按输入电信号指令连续地成比例地控制液压系统的压力、流量等参数。与伺服控制系统中的伺服阀相比,在某些方面还有一定的性能差距,但它显著的优点是抗污染能力强,大大地减少了由污染而造成的工作故障,提高了液压系统的工作稳定性和可靠性;另一方面比例阀的成本比伺服阀低,结构也简单,己在许多场合获得广泛应用。
比例阀按主要功能分类,分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类,每一类又可以分为直接控制和先导控制两种结构形式,直接控制用在小流量小功率系统中,先导控制用在大流量大功率系统中。比例阀的输入单元是电一机械转换器,它将输入的电信号转换成机械量。转换器有伺服电机和步进电机、力马达和力矩马达、比例电磁铁等形式。但常用的比例阀大都采用了比例电磁铁,比例电磁铁根据电磁原理设计,能使其产生的机械量(力或力矩和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例,再连续地控制液压阀阀芯的位置,进而实现连续地控制液压系统的压力、方向和流量。
比例阀有三大类:
(1)比例压力阀,有溢流阀、减压阀,分别有直动和先导两种结构;
(2)比例方向阀,有直动和先导两种结构,直动阀有带位移传感器和不带位移传感器两类;
(3)比例流量阀,有比例调速阀和比例溢流流量控制阀。
比例阀与放大器配套使用,放大器采用电流负反馈,设置斜坡信号发生器,控制升压、降压时间或运动加速度及减速度。断电时,能使阀芯处于安全位置。
(1)根据用途和被控对象选择比例阀的类型;
(2)正确了解比例阀的动、静态指标,主要有额定输出流量、起始电流、滞环、重复精度、额定压力损失、温飘、响应特性、频率特性等;
(3)根据执行器的工作精度要求选择比例阀的精度,内含反馈闭环阀的稳态性、动态品质好。如果比例阀的固有特性如滞环、非线性等无法使被控系统达到理想的效果时,可以使用软件程序改善系统的性能;
(4)如果选择带先导阀的比例阀,要注意先导阀对油液污染度的要求。一般应符合ISO 18/15标准,并在油路上加装过滤精度为10μm以下的进油过滤器;
(5)比例阀的通径应按执行器在最高速度时通过的流量来确定,通径选得过大,会使系统的分辨率降低;
(6)比例阀必须使用与之配套的放大器,阀与放大器的距离应尽可能地短。