ATOS比例阀放大器E-ME-AC-05F 21/3

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液压放大器是指以压力油作为传动介质，通过对输入端的小功率的控制信号的调节实现对输出端大功率液压功率进行控制的功率放大装置。

三端口元件:输入端，能源，输出端
放大的特征:
用小功率的输入信号控制大功率的液压功率输出
输出端的功率来自能源，输出端液压功率的大小受输入信号控制
放大器的效率等于放大器的输出功率与能源输送给放大器功率的比值。
分类:节流式液压放大元件(阀控式)
容积式液压放大元件(排量控制式)
阀控式:滑阀式，喷嘴挡板式，射流管式
容积式:变量泵，变量马达
液压控制阀，在阀控式放大器中，直接对执行元件的力和速度进行控制;在容积式放大元件中，它直接控制着变量机构，通过控制排量的方法间接控制执行元件的力和速度。
液压控制阀是基本、重要的液压放大器。

液压控制阀的结构与分类
分为滑阀，喷嘴挡板阀和射流管阀
1滑阀
优点:大功率，放大系数大，但操纵力大，灵敏度低，加工困难。
常用于前置级。
边:工作节流棱边四边，双边，单边
通:滑阀的通道数目四通，三通
开口类型:阀在零位时，阀芯凸肩与阀体槽宽的尺寸关系
伺服阀一般多为零开口或正开口，而电液比例阀一般为负开口。
2.喷嘴挡板阀
优点:没有摩擦副，灵敏度高，响应速度快，所需控制功率小
缺点:耐污染能力差
适用于小功率，常用于前置级放大。
属于B型液压半桥控制，由固定节流孔加可变节流口组成。
分类:单喷嘴挡板阀和双喷嘴挡板阀
前者结构简单，但只能与非对称缸配合使用，且特性不对称
后者特性对称，主要用于控制对称执行元件
3.射流管式阀
由柔性射流管和接收器组成。射流管摆动时，接受器左右两侧接收的动能不同，导致转换的压力能不同，实现对液压功率的控制。
操纵射流管的力一般比挡板大，但射流管阀抗污染性好。应用范围不如喷嘴挡板阀广。

以滑阀为例，阀的静特性，所涉及的原理与导出方法适用于各种结构的液压控制阀。
静态性:
阀在稳态时，阀的负载流量2r、负载压力PL和阀位移XV三者之间的函数关系，即2 = f(xv,PL)
它反映了阀本身的工作能力和性能。
阀的静特性可以用解析法或实验法两种方法获得。一般实验法较准确，
但解析法便于预测阀的特性。
静特性可以用特性方程、特性曲线和特性系数(阀系数)表示。
阀系数可以由特性方程或特性曲线获得，指阀在给定工作点处的增量变化特性。

功率放大器：
逐渐增大输入信号，使阀芯开始移动，但由于阀口遮盖量过大，阀出口并无流量输出，只有当阀口开度约为大开度的25%时，阀出口才有流量输出。
当输入信号达到或超过大输入信号的25%时，阀出口才有流量输出，其大小取决于阀的开度。
当无控制信号时，过大的阀口遮盖量会使泄漏减少，但从控制角度来说，并不希望有太大的死区。
死区补偿
不过，通过调整功率放大器上的死区补偿电位计，可以减小死区。
首先将输入信号的1% ( 0.1V )定为死区，并保持之。
不过，当输入信号超过这个阀值时功率放大器输出就会跳过该阀值，以将阀芯移动至死区边缘。此时将产生与输入信号0.1-0.2 V相对应的流量，然后，阀口将随着输入信号的增加而逐渐开启。然而，当输入信号约为7.5V时，阀口开度将大。实际上，从阀芯开始移动至停止，死区也在移动。
增益调整
通过调整增益电位计，以降低功率放大器增益，可以校正这种情况。增益减小意味着需要较高的输入信号，才能产生一定输出。可以这样设定增益，即当输入信号达到大时，阀口开度也应大。
如果将死区补偿设定太低，那么，在阀芯开始移动时就会有较大的死区区间。
但是，如果将死区补偿设定太高，那么，当输入信号达到0.1V - 0.2V的國值时，阀芯移动就将跨过死区，这表明比例阀很难控制小流量。
如果将增益设定太低，当输入信号大时，比例阀开度并不是大(注意:在有些情况下，为限制比例阀的大流量，可将增益设定低一-些)
如果增益设定太高，那么，在输入信号达到大值之前，比例阀开口就已经达到大了。
第三个调整功能用于确定当输入信号变化时，功率放大器输出的变化快慢程度。这也称之为斜坡调整。当未选择斜坡功能时，关闭或导
通输入信号将产生输入信号或相应的输出信号突然变化。如果系统中惯性负载突然启停，这就会引起系统振荡。然而，当选择斜坡功能时，功率放大器输出就以. 定速度变化(增加及降低)。
一般来说，为了使比例阀开口达到大，可将大斜坡时间设定为5s。
功率放大器前面板上的监测点简化了设定过程。，一个监测点用于指示输入到功率放大器的输入信号，即由死区、增益和斜坡调整约束的输入信号。第二个监测点用于指示阀芯位移(带反馈的比例
阀)或对无反馈比例阀用来指示输出电流(转换为定电压)。

ATOS比例阀放大器E-ME-AC-05F 21/3

供应意大利ATSO放大器
E-BM-AC-011F
E-BM-AC-01F 11 /2
E-BM-AC-01F 11 /3
E-BM-AC-01F/RR 11 /A1
E-BM-AC-05F 11 /3
E-BM-AC-05F 11 /4
E-BM-AC-05F/RR 11 /3
E-ME-AC-01F 20
E-ME-AC-01F 20 /1
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E-ME-AC-01F 20 /3
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E-ME-AC-05F 20
E-ME-AC-05F 21 /3
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E-ME-AC-05F-4 20 /3
E-ME-AC-05F-4 20 /4
E-ME-K-PID
E-ME-L-01H 40 /DL17SA
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E-ME-L-01H 40 /DL27SB
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E-MI-AC-01F 11 /1
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E-MI-AC-01F/7 11 /3
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E-RACK3HE21TE
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E-RACK3HE84TE
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E-RI-TE-01H/I 40 /DH04SA
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E-RP-AC-01F/I 10 /A1
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BM-AC-011F/I
BM-AC-01F /RR

液压放大器利用节流原理，用输入位移(转角)信号对通往执行元件的液体流量或压力进行控制，是一个机械-液压转换装置。由于控制阀输入功率小而输出功率大，因此也是-种功率放大元件。它加上转换器及反馈机构组成同服阀，是伺服系统的核心元件。
在液压伺服系统中，通常液压放大器以其输出的较大功率液流驱动执行机构工作，执行机构则将液压能转换为机械能去推动负载。
液压放大器可以由单个或多个(通常为两个)液压放大器组成，分别称之为单级或多级液压放大器。
基本的液压放大元件主要有滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀三种，其中滑阀和射流管阀可以作为单级液压放大器使用，尤以前者居多;喷嘴挡板阀一般作为多级放大器的前置级。
滑阀和喷嘴挡板阀都是节流式放大器，即以改变液流回路上节流孔的阻抗来进行流体动力的控制，但两者有不同形式的节流孔。射流管阀是一种分流式元件。
液压放大器可以是液压伺服阀，也可以是伺服变量泵(输入为角位移，输出为流量)，本章主要介绍液压伺服阀。

1、滑阀结构
按结构可分为圆柱滑阀、旋转滑阀和平板滑阀，其中圆柱滑阀具有优良的控制特性，在伺服系统中应用:。
圆柱滑阀是借助阀芯和阀套之间的相对运动改变节流孔的面积以达到对液流进行控制的。按液流进入和离开滑阀的通道数目分为二通、三通和四通滑阀按滑阀工作边数目(即有效节流孔数目)可分为单边、双边和四边滑阀;按滑阀在中位时的开口或重迭形式可分为零开口(零重迭)、负开口、正开口、滑阀等。
三通(双边)滑阀广泛应用于机械一液压位置伺服系统中，用来控制差动缸。
与四通滑阀相比，流量增益与零开口四通滑阀相同，压力增益为其一半，因此对三通滑阀来说，在相同的负载力和摩擦负载力的条件下将使系统引起两倍的静态误差。
这种阀的液压固有频率低，响应慢，这些缺点在很大程度上抵消了其制造简单的优点，因此三通滑阀适用于机液伺服系统，因为这种系统只有很小的负载或者根本没有负载，或者是允许有较大误差。
溢流阀上的功率损失虽然不发生在滑阀处，但它是由于滑阀工作所造成的，因此也应算在滑阀的效率里。

射流管阀是液体能量转换式放大器，属于非节流式放大器，其工作原理与滑阀和喷嘴挡板阀有根本区别，它们都是节流式放大器，其静特性的导出主要基于实验与推理。
滑阀和喷嘴挡板阀都是根据节流原理工作的，而射流管阀是根据压力能与动能转换原理工作的。它们都是根据要求，由输入量控制，将液压源的流量、压力通过控制阀送入液压执行元件中带动负载进行位置、速度、加速度、力和压力控制。
通常喷嘴挡板阀和射流管阀作前置级液压放大器，如两级伺服阀中的前置级，滑阀是三种液压控制阀中经常用的--种，如液压控制系统中的液压放大器、伺服阀、机液伺服机构和液压动力机构等都离不开滑阀。
通过对各种滑阀的稳态性能分析和比较得知:四通阀有两个节流口(控制口)同时工作控制对称液压缸，三通阀只有一个控制口工作控制差动缸。
因此，四通阀的压力增益比三通阀大- -倍，两者的流量增益相同，故四通阀的流量--压力系数比三通阀小--倍，四通阀比三通阀性能好。
同理，双喷嘴挡板阀性能比单喷嘴挡板阀好，零开口阀效率高，线性差，流量增益小，正开口阀效率低，线性好，流量增益大。喷嘴挡板阀属于正开口阀，所以正开口滑阀和喷嘴挡板阀适于作前置放大，零开口滑阀作前置放大和功率放大均可。
由于喷嘴挡板阀无摩擦，惯性力极小，其动态性能和灵敏度远优于滑阀。射流管阀由于结构因素，抗污染能力强，工作可靠，寿命长，这些又是滑阀和喷嘴挡板阀不可比拟的。

放大器是一种适合于开环比例阀的电子控制单元，导轨安装式，该控制器输出电流与参考信号成比例，而与温度变化及负载阻抗无关。比例电磁铁采用PWM电源，可以减小阀的磁性滞环，提高控制精度。前面板上，装有用于参数设定的调整电位计，用于改善系统性能。该放大器有三种型号，分别用于单电磁铁比例阀、双电磁铁比例阀和有双通道控制的单电磁铁比例阀。每种型号的电子控制单元的大电流和开关频率（PWM）互不相同，可根据使用阀的型号进行选择（PWM）。

电源需经过整流和滤波，大允许峰值电压不得超过30V。控制电路所需功率与电源电压和电路大输出电流（由控制单元型号确定）有关。通常所需功率为电压值与电流值的乘积。

借助供电设备的 +9 V 调节电压，可直接或通过外部控制值电位计将控制值电压施加到控制值输入 1。对于该输入，以下内容有效：+9 V ? +100 % 1）控制值输入 2 是差动输入（0 至 +10 V）。借助 DIL 开关 2），可将其配置为电流输入（4 至 20 mA 或 0 至 +20 mA）。如果控制值是由具有不同参考电位的外部电子元件（例如，通过 PLC）进行前馈，则必须使用此输入。施加或取消控制值电压时，必须注意将两个信号电缆与输入断开或与之连接。
传递控制值前，将对两个控制值累加，然后供给可通过前面板访问的电位计，该电位计用作衰减器并限制大的控制值。
下游斜坡函数发生器根据阶跃式输入信号产生斜坡状输出信号。借助两个电位计，可分别针对"上"斜坡和"下"斜坡调整该信号的时间常量。的斜坡时间指的是 100 % 的控制值阶跃变化，视 DIL 开关 2）的设置而定，该时间可能是约 1 s或 5 s。如果将小于 100 % 的控制值阶跃变化提供给斜坡函数发生器的输入或衰减器 有效时，斜坡时间将相应缩短。
以下内容对于 VT-VSPA1-1 类型有效：借助外部触点"斜坡上/下关闭"，可将上斜坡时间和下斜坡时间分别设置为各自的小值（约 30 ms）。
以下内容对于 VT-VSPA1K-1 类型有效：借助外部触点"斜坡关闭"，可将上斜坡时间和下斜坡时间共同设置为各自的小值（约 30 ms）。

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办流量等参数。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(主要性能比较如表1所示),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,已在许多场合获得广泛应用。

比例阀按功能分为三大类
(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;可连续地或按比例地远程控制其输出油液压力;
(2)比例换向阀。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。由于使用了比例电磁铁阀芯不仅可以换位，而且换位的行程可以连续地或按比例地变化。因而连通油口间的通流面积也可以连续或按比例地变化。所以比例换向阀不仅能够控制执行元件的方向而且能够控制其速度。因为这个原因比例阀中的比例换向阀应用也普遍;
(3)比例流量阀。有比例调速阀和比例溢流流量控制阀,可连续地或按比例地远程控制其输出流量。
比例阀的输入单元是电-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。比例电磁铁的结构，它由线圈、衔铁推杆等组成,当有信号输入线圈时,线圈内磁场对衔铁产生作用力,衔铁在磁场中按信号电流的大小和方向成比例连续地运动,再通过固连在一起的销钉带动推杆运动,从而控制滑阀阀芯的运动。应用的比例电磁铁是耐高压直流比例电磁铁。

比例电磁铁的类型按照工作原理主要分为
如下几类:
(1)力控制型
这类电磁铁的行程短，只有1 5mm,输出力与输入电流成正比,常用在比例阀的先导控制级
上:
(2)行程控制型
由力控制型加负载弹簧共同组成，电磁铁输出的力通过弹簧转换成输出位移,输出位移与输入电流成正比，工作行程达3mm,线性好，可以用在直控式比例阀上;
(3)位置调节型
衔铁的位置由传感器检测后,发出一个阀内反馈信号,在阀内进行比较后重新调节衔铁的位置。阀内形成闭环控制,精度高,衔铁的位置与力
无关，精度高的比例阀如德国的博世意大利的阿托斯等都采用这种结构。
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阶跃函数发生器、PD调节器反向器等,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。
比例电磁铁和液压阀组成电液比例阀。由于比例电磁铁可以在不同的电流下得到不同的力(或行程),因此可以无级改变压力、流量。故比例电磁铁是比例阀的关键元件。

(1)比例环节
比例环节也称为无惯性环节,对液压缸或马达，忽略液压油的可压缩性和泄漏,液压缸的流量Q= VA。其中V为活塞速度;A为活塞面积。其传递函数为: g(s)= V (s)/Q(s)= 1/A =式中K为比例环节放大系数或增益,表示输入量经过放大K倍后输出。
(2)比例控制系统
比例控制系统根据有无反馈分为开环控制和闭环控制。如比例阀控制液压缸或马达系统可以实现速度位移转速和转矩等的控制。
由于开环控制系统的精度比较低,无级调节系统输入量就可以无级调节系统输出量力速度以及加减速度等。这种控制系统的结构组成简单,系统的输出端和输入端不存在反馈回路,系统输出量对系统输入控制作用没有影响,没有自动纠正偏差的能力,其控制精度主要取决于关键元器件的特性和系统调整精度，所以只能应用在精度要求不高并且不存在内外干扰的场合。开环控制系统一.般不存在所谓稳定性问题。
闭环控制系统(即反馈控制系统)的优点是对内部和外部干扰不敏感，系统工作原理是反馈控制原理或按偏差调整原理。这种控制系统有通
过负反馈控制自动纠正偏差的能力。但反馈带来了系统的稳定性问题，只要系统稳定，闭环控制系统可以保持较高的精度。因此, 目前普遍采用闭环控制系统。