电液伺服阀的使用 主讲人：王学星 研究员. 电液伺服阀的使用 主讲人：王学星 研究员.

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2 电液伺服阀的使用 主讲人：王学星 研究员

3 电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控制元件，价格昂贵，所以伺服阀的选择，应用要谨慎，保养要特别仔细。本文介绍电液伺服阀选择、使用和保养的一些基本方法。

4 主要内容 一、电液伺服阀的选用 二、通用型伺服阀的介绍 三、伺服阀规格的选择 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
五、电液伺服阀使用维护说明 六、伺服阀的故障、原因及排除

5 一、电液伺服阀的选用 电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的 精密控制元件，选用时主要考虑以下因素： A ：可靠性第一 B：满足工作条件
C：价格合理 D：工作液、油源 E：电气性能和放大器 F：安装结构、重量、外型尺寸

6 一、电液伺服阀的选用 伺服阀的选用方式 ： A：按精度要求选用 B：按用途选用 C：按控制形式选用

7 一、电液伺服阀的选用 按控制形式选用 位置伺服系统

8 一、电液伺服阀的选用 压力或力控制伺服系统

9 一、电液伺服阀的选用 速度控制伺服系统

10 二、通用型伺服阀的介绍 1、双喷嘴挡板力反馈电液流量伺服阀

11 二、通用型伺服阀的介绍 2、射流管式力反馈电液流量伺服阀

12 二、通用型伺服阀的介绍 3、动圈式（或动铁式）电液流量伺服阀

13 二、通用型伺服阀的介绍 4、直接驱动单级伺服阀（DDV）

14 二、通用型伺服阀的介绍 5、偏导射流式电液伺服阀

15 二、通用型伺服阀的介绍 6、射流管式电液压力伺服阀

16 二、通用型伺服阀的介绍 双喷挡阀、射流管阀和偏导射流式阀都是力反馈型伺服阀，线性度好，性能稳定，抗干扰能力强，零漂小。
双喷挡阀的档板与喷嘴间隙小，易被污物卡住。 射流管阀喷嘴为最小流通面积处，过流面积大，不易堵塞，抗污染性好。 射流管阀具有“失效对中能力”。

17 二、通用型伺服阀的介绍 射流管阀动态性能稍低于喷挡阀。 原因一：同规格阀，射流管阀阀芯直径＞喷挡阀 原因二：射流管喷嘴直径大小（内泄）
事实上： 射流管阀相频宽可超过100Hz，高的达200Hz 。 射流放大器压力效率和容积效率高，分辨率比双喷挡阀高得多 。 低压工作性能优良 （0.5MPa）。

18 二、通用型伺服阀的介绍 动圈式伺服阀：直接反馈式伺服阀。 结构简单，造价低，外部可调整零位。 动态比较低，廉价的工业伺服阀。
双滑阀结构摩擦力较大，分辨率和滞环较差，使用中要加颤振信号。 对油液清洁度较敏感。

19 二、通用型伺服阀的介绍 DDV阀：一级电反馈脉宽调制阀，力马达直接驱动阀芯，动态特性与供油压力没有直接关系,低压工作性能比较好。 两个问题：
大流量输出时控制电流可达1.4A或更大。 力马达输出力较电磁铁大，但比有液压前置级的两级阀还是小很多。

20 二、通用型伺服阀的介绍 M公司认为射流管先导级工作特点： 流量接受效率高 ，能耗低。 具有很高的无阻尼自然频率（500Hz）。
性能可靠。压力效率高，阀芯驱动力大，阀芯的位置重复精度好。 最低先导级控制压力2.5MPa ，可用于低压系统。 先导级过滤器的寿命几乎是无限的 。 由于阀的频率响应改善，功率级滑阀的增益得到 了提高，因此阀具有优异的静、动态性能。

21 二、通用型伺服阀的介绍 我们认为： 射流放大器没有双喷挡放大器的压力负反馈，是它性能优良的重要原因，这是偏导射流并不具备的或不完全具备的。
射流先导级（力矩马达）动态高达700～800Hz。 射流放大器能在0.5MPa条件推动阀芯正常工作 。 先导级流量利用率可达先导级总流量的90% ，几乎是喷挡阀的两倍。

22 三、伺服阀规格的选择 1. 首先估计所需的作用力的大小，再来决定油缸的作用面积：满足以最大速度推拉负载的力FG 。如果系统还可能有不确定的力，那么我们最好将FG 力放大20%～40%，具体计算如下： 面积A： A= P为供油压力。

23 三、伺服阀规格的选择 2.确定负载流量Q ，负载运动的最大速度为 V Q =A·V 同时知道负载压力PL ： 决定伺服阀供油压力P ：

24 三、伺服阀规格的选择 3. 确定伺服阀的流量规格： 注意：为补偿一些未知因素，建议额定流量选择要 大10%。

25 三、伺服阀规格的选择 4.动态指标的确定 开环系统：伺服阀频宽大于3~4Hz 闭环系统：计算系统的负载谐振频率，选相频大于
该频率3倍的伺服阀。 负载谐振频率计算如下：

26 三、伺服阀规格的选择 要求流量大、频率又较高时，可选用电反馈阀。 （三级电反馈伺服阀） 电反馈阀 机械反馈阀
电反馈阀 机械反馈阀 滞环： < 0.3%　　　　　　　　　< 3% 分辨率： < 0.1% < 0.5% 线性度等指标比力反馈阀好，但温度零漂较大，目 前价格较贵。

27 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 压力增益曲线 流量增益曲线

28 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 主要静态性能指标： 线性度，对称性，滞环，零位区域特性， 分辨率，压力增益、内泄

29 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 线性度和对称度：影响伺服系统的精度，对速度控制系统影响最直接、最大 。
零位区域特性 ：对位置控制精度影响较大 。 分辨率：精度要求较高的系统对分辨率要求高 ，另一种办法就是添加颤振信号。 压力增益：位置控制系统要求压力增益尽可能高，提高系统刚性；力控制系统要求增益平坦点，便于力控系统的调节。

30 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 为了系统的稳定，系统的前置增益，要求其 较高的伺服阀频宽可以保证系统增益足够大，这样系统精度、快速性和稳定性能得到保证。

31 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 对伺服放大器的要求： 具有深度电流负反馈的放大器 放大器要带有限流功能 输出调零电位器
有时还带有颤振信号发生电路 输出端不要有过大的旁路电容或泄漏电容

32 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 放大器的功率级输出的一般原理图

33 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 放大器放大倍数的确定 上限的确定 系统的前向通道增益 Kv：

34 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 放大倍数下限：由系统精度确定 Kd要足够大，让e满足精度要求。

35 五、电液伺服阀使用维护说明 液压系统污染度要求 安装伺服阀的液压系统必须进行彻底清洗。 伺服阀进油口前必须配置公称过滤精度不低于10的滤油器
使用射流管电液伺服阀的液压系统油液推荐清洁度等级为： 长寿命使用时应达到-/16/13级（NAS 7级） 一般使用最差不劣于-/19/15级（相当于NAS10级）。

36 五、电液伺服阀使用维护说明 安装要求 安装座表面粗糙度值应小于Ra1.6，表面不平度不大于0.025mm 。
不允许用磁性材料制造安装座，周围不允许有明显的磁场干扰。 安装工作环境应保持清洁 ，清洁时应使用无绒布或专用纸张 。 进口油和回油口不要接错。 检查底面各油口的密封圈是否齐全 。

37 五、电液伺服阀使用维护说明 安装要求 每个线圈的最大电流不要超过2倍额定电流
油箱应密封，并尽量选用不锈钢板材。油箱上应装有加油及空气过滤用滤清器。 禁止使用麻线、胶粘剂和密封带作为密封材料。 伺服阀的冲洗板应在安装前拆下，并保存起来，以备将来维修时使用。

38 五、电液伺服阀使用维护说明 安装要求 对于长期工作的液压系统，应选较大容量的滤油器。
动圈式伺服阀使用中要加颤振信号，有些还要求泄油直接回油箱，伺服阀还必须垂直安装。 双喷挡伺服阀要求先通油后给电信号。

39 五、电液伺服阀使用维护说明 维修保护 定期检查工作液的污染度 。 建立新油是“脏油”的概念 ，注入新油前应彻底清洗油箱 ，清洗24小时以上
不得擅自分解伺服阀 定期返回生产单位清洗、调整 油质保持相对较好的油源，可较长时间不换油

40 五、电液伺服阀使用维护说明 维修保护 切忌让铁磁物质长期与马达壳体相接触 除非外部有机械调零装置，否则不要自己擅拆伺服阀去调零。
最好接受厂方的指导更换伺服阀滤器 伺服阀装卸时千万要注意干净 ，这是最重要的保养要求。

41 六、伺服阀的故障、原因及排除 伺服阀的故障常在伺服系统调试或工作不正常情况 下发现的。这里有时是系统问题包括放大器、反馈
机构、执行机构等故障，有时是伺服阀问题。 方法一：上试验台复测 方法二：将系统开环，备用独立直流电源、经万用表给伺服阀供正负不同量值电流，根据阀的输出情况来判断

42 六、伺服阀的故障、原因及排除 阀的主要故障： 阀不工作 阀有一固定输出，但已失控 阀反应迟钝、响应变慢等 系统出现频率较高的振动及噪声
阀输出忽正忽负，不能连续控制，成“开关”控制。 漏油

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