電液伺服閥與比例閥

5.2.4 動鐵式力矩馬達與動圈式力矩馬達的比較

動鐵式力矩馬達與動圈式力馬達相比較有：

1)動鐵式力矩馬達因磁滯影響而引起的輸出位移滯后比動圈式力馬達大。

2)動圈式力馬達的線性范圍比動鐵式力矩馬達寬。因此．動圈式力馬達的工作行程大，而動鐵式力矩馬達的工作行程小。

3)在同樣的慣性下，動鐵式力矩馬達的輸出力矩大，而動圈式力馬達的輸出力小。動鐵式力矩馬達因輸出力矩大，支承彈簧剛度可以取得大，使銜鐵組件的固有頻率高，而力馬達的彈簧剛度小，動圈組件的固有頻率低。

4)減小工作氣隙的長度可提高動圈式力馬達和動鐵式力矩馬達的靈敏度。但動圈式力馬達受動圈尺寸的限制，而動鐵式力矩馬達受靜不穩定的限制。

5)在相同功率情況下，動圈式力馬達比動鐵式力矩馬達體積大，但動圈式力馬達的造價低。

5 3力反饋兩級電液伺服閥（50分鐘）（第十三次課）

用掛圖說明力反饋兩級電液伺服閥的結構原理，這是目前廣泛應用的一種結構形式。其第—級液壓放大器為雙噴嘴擋板閥，由永磁動鐵式力矩馬達控制，第二級液壓放大器為四通滑閥，閥芯位移通過反饋桿與銜鐵擋板組件相連，構成滑閥位移力反饋回路。

5.3.1 工作原理

無控制電流時，銜鐵由彈簧管支承在上、下導磁體的中間位置，擋板也處于兩個噴嘴的中間位置，滑閥閥芯在反饋桿小球的約束下處于中位，閥無液壓輸出。當有差動控制電流輸入時．在銜鐵上產生逆時針方向的電磁力矩，使銜鐵擋板組件繞彈簧轉動中心逆時針方向偏轉，彈簧管和反饋桿產生變形，擋板偏離中位。這時，噴嘴擋板閥右間隙減小而左間隙增大，引起滑閥左腔控制壓力增大，右腔控制壓力減小，推動滑閥閥芯左移。同時帶動反饋桿端部小球左移，使反饋桿進一步變形。當反饋桿和彈簧管變形產生的反力矩與電磁力矩相平衡時，銜鐵擋板組件便處于一個平衡位旨。在反饋桿端部左移進一步變形時，使擋板的偏移減小，趨于中位。這使左腔控制壓力又降低，右腔控制壓力增高，當閥芯兩端的液壓力與反饋桿變形對閥芯產生的反作用力以及滑閻的液動力相平衡時，閥芯停止運動，其位移與控制電流成比例。在負載壓差—定時，閥的輸出流量也與控制電流成比例。所以這是一種流量控制伺服閥。

5.3.2 基本方程與方框圖

5.3.2.1力矩馬達的運動方程

包括基本電壓方程，銜鐵和擋板組件的運動方程，擋板位移于轉角之間的關系，噴嘴擋板至滑閥的傳遞函數，閥控液壓缸的傳遞函數，以及作用在擋板上的壓力反饋方程，根據這些方程可以畫出電液伺服閥的方框圖。

5.3.3 力反饋伺服閥的穩定性分析

5.3.3.1力反饋回路的穩定性分析

給出穩定性條件

5.3.3.2壓力反饋回路的穩定性分析

給出穩定性條件

5.3.4 力反饋伺服閥的傳遞函數

給出的傳遞函數是一個慣性加振蕩的環節，重點介紹近似的傳遞函數：在大多數電液伺服系統中，伺服閥的動態響應往往高于動力元件的動態響應。為了簡化系統的動態持性分析與設計，伺服閥的傳遞函數可以進一步簡化，一般可用二階振蕩環節表示。如果伺服閥二階環節的固有頻率高于動力元件的固有頻率，伺服閥傳遞函數還可用一階慣性環節表示，當伺服閥的固有頻率遠大于動力元件的固有頻率，伺服閥可看成比例環節。

5.3.5 力反饋伺服閥的頻寬

給出計算力反饋伺服閥的頻寬的表達式

5.3.6 力反饋伺服閥的靜態特性

穩態時，伺服閥的閥芯位移正比于輸入電流，伺服閥的流量可用滑閥的流量公式表示，只不過用電流代替了閥芯位移值。

5.3.7 力反饋伺服閥的設計計算

給出一個實例設計力反饋兩級電液伺服閥。

5 4直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥

5.4.1 結構及工作原理

用掛圖說明其工作原理。

5.4.2 動圈式兩級電液伺服閥的方框圖

根據控制線圈的電壓平衡方程和線圈組件的力的平衡方程，前置級滑閥的開口量和閥控缸的方程，可以得到直接位置反饋滑閥式伺服閥的方框圖。

5.4.3 動圈式兩級電液伺服閥的傳遞函數

通過對方框圖的簡化可得到其傳遞函數。該閥由動圈式力馬達和兩級滑閥式液壓放大器組成。前置級是帶兩個固定節流孔的四通閥(雙邊滑閻)，功率級是零開口四邊滑閥。功率級閥芯也是前置級的閥套，構成直接位得反饋。

5.5 其它型式的電液伺服閥簡介（50分鐘）（第十四次課）

5.5.1