液壓機比例放大器原理及相關因素
液壓機比例放大器原理及相關因素
(1比例放大器原理及相關因素
液壓機應用于工程機械的電液比例閥，按功能劃分茍流量閥、方向閥和壓力閥等類型。其內部 大都采用一種具有固定行程的線性馬達，稱為螺旋管。在穩定條件下，流過線圈的電流與閥 芯位移直接相關。比例放大器正是通過改變線圈平均電流來間接調節閥芯位移。作為一個實 際系統，比例閥放大器設計不僅要實現控制信號放大，還要考慮諸多復雜因素。 ①液壓機高頻PWM與顫振。工程機械電液比例閥←般采用直流電源供電。假設線圈內阻恒 定，通過PWM信號控制開關功率管的通斷時間川能實現線圈平均電流調節。電流大小與 PWM波占空比成正比。PWM波頻率取值范圍為IlOOHz~ 5kHz以上，一般將lOO~400Hz 稱為低頻，5kHz以上稱為高頻。與PWM波頻率l緊密相關的是顫振現象，它表現為閥芯相 對理想位置的快速、小幅往復移動。顫振能有效沛除摩擦阻力和回程誤差，是實際系統中必 須考慮的一種有利因素。顫振設計要求幅值足夠仗、頻率足夠低，使閥芯能正確響應。通 常，顫振幅值和頻率應該針對不同類型、不同工作環境的比例閥進行調節。從電氣角度分 析，顫振本質上是線圈電流的紋波。
顫振信號的發生方式受PWM波頻率的制約。對低頻PWM波(典型值ZOO~300Hz) 而言，液壓機由于線圈的電感特性，線圈電流在臨近周期過渡區域表現為一定l隔值的下降和上升o 這實際上是一種寄生的紋波，其r~富值和頻率受IpWM信號和l線圈電感的共同影響。由于紋波 與PWM信號搞合，該方法不能實現平均電流網顫振的獨立調節o目前，微電子技術的發展 使得5kHz以上高頻PWM在電液比例控制中的應用成為可能。高頻PWM作用于閥芯線圈 時，其低通特性占主導地位，在單個控制周規中線圈電流相對平穩，基本上消除了寄生紋 波。此時需要外接紋波發生電路，與控制信號憧加共同完成平均電流和紋波調節，實現了平 均電流與紋波的解桐，兩者單獨可調。
