美國PARKER比例電磁鐵在先導(dǎo)式比例換向閥中的作用是什么?
美國PARKER比例電磁鐵在先導(dǎo)式比例換向閥中的作用是什么?
比例電磁鐵是先導(dǎo)式比例換向閥中電 - 機(jī)械信號轉(zhuǎn)換的核心部件,是連接電氣控制系統(tǒng)與液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 “橋梁",其核心作用是將控制系統(tǒng)輸出的電信號精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為成比例的機(jī)械推力 / 位移,驅(qū)動先導(dǎo)級閥芯動作,進(jìn)而間接控制主級的流量和方向,是實現(xiàn) “比例控制" 的關(guān)鍵基礎(chǔ),具體作用可分為核心轉(zhuǎn)換、比例調(diào)節(jié)、信號適配三大維度,且適配先導(dǎo)式兩級控制的設(shè)計需求,具體如下:
核心:完成電 - 機(jī)械的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換,為先導(dǎo)級提供動力
先導(dǎo)式比例換向閥的先導(dǎo)級閥芯為小通徑精密閥芯,需要穩(wěn)定的機(jī)械動力驅(qū)動,而比例電磁鐵作為電機(jī)械換能元件,可接收控制器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電信號(±10V 電壓 /±20mA 電流),通過電磁感應(yīng)原理,將電信號的電能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械電磁力,且電磁力的大小與輸入電信號的幅值嚴(yán)格線性對應(yīng),為先導(dǎo)閥芯的移動提供精準(zhǔn)、可控的動力源,實現(xiàn) “電信號→機(jī)械力" 的第一步轉(zhuǎn)換,是整個比例控制的起點。
關(guān)鍵:實現(xiàn)比例調(diào)節(jié),決定控制精度的基礎(chǔ)
比例電磁鐵區(qū)別于普通電磁換向閥的開關(guān)式電磁鐵,其核心特性是輸出力 / 位移與輸入電信號成連續(xù)比例關(guān)系:
輸入電信號的幅值越大,比例電磁鐵產(chǎn)生的電磁推力越大,推動先導(dǎo)閥芯的移動量就越大,先導(dǎo)油路的控制窗口開口量也越大,最終主閥芯兩端的壓力差越大、主閥開口量越大,液壓流量就越大;
輸入電信號的極性(正 / 負(fù))會改變比例電磁鐵的電磁力方向(雙電磁鐵配置),進(jìn)而推動先導(dǎo)閥芯向不同方向移動,控制先導(dǎo)油流進(jìn)入主閥芯的不同控制腔,最終改變主閥芯的移動方向,實現(xiàn)液壓油的方向切換。
簡單來說,比例電磁鐵的比例特性,直接決定了先導(dǎo)級的調(diào)節(jié)精度,進(jìn)而決定整個比例換向閥的流量 / 方向比例控制精度,是實現(xiàn) “無級比例調(diào)節(jié)" 的核心保障。
適配:低功率驅(qū)動,匹配先導(dǎo)式兩級控制的設(shè)計需求
先導(dǎo)式比例換向閥的核心設(shè)計優(yōu)勢是 “小功率控大流量",而比例電磁鐵恰好適配這一需求:其僅需小功率電信號即可工作(功率消耗遠(yuǎn)低于直接驅(qū)動主閥芯的執(zhí)行元件),僅需驅(qū)動小通徑的先導(dǎo)閥芯,就能通過先導(dǎo)油的液壓放大作用,間接驅(qū)動大通徑的主閥芯,實現(xiàn)高壓、大流量液壓油的控制。
這一特性讓整個比例換向閥的能耗更低、控制系統(tǒng)更簡化,同時避免了大功率執(zhí)行元件直接驅(qū)動主閥芯帶來的體積大、控制精度低的問題,適配工業(yè)液壓系統(tǒng)的高壓大流量工況。
輔助:配合復(fù)位結(jié)構(gòu),實現(xiàn)安全聯(lián)鎖
比例電磁鐵與先導(dǎo)級、主級的彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)配合,實現(xiàn)系統(tǒng)的安全復(fù)位:當(dāng)輸入電信號消失(斷電 / 失信號)時,比例電磁鐵的電磁力迅速歸零,先導(dǎo)閥芯在自身復(fù)位彈簧作用下回歸中位,切斷先導(dǎo)油流,主閥芯也在兩端彈簧力作用下復(fù)位至中位,切斷主油路。
此時比例電磁鐵作為 “信號檢測" 的終端,無電信號即停止輸出動力,是實現(xiàn) “失電安全復(fù)位" 的重要配合部件,保障液壓系統(tǒng)的運行安全。
總結(jié)
比例電磁鐵是先導(dǎo)式比例換向閥比例控制的 “核心執(zhí)行單元",其核心作用可概括為:將電氣控制系統(tǒng)的連續(xù)電信號,線性轉(zhuǎn)換為連續(xù)的機(jī)械推力 / 位移,為先導(dǎo)級提供精準(zhǔn)、比例的動力驅(qū)動,間接控制主級的流量和方向,同時以低功率特性適配先導(dǎo)式兩級控制設(shè)計,配合復(fù)位結(jié)構(gòu)實現(xiàn)系統(tǒng)安全,其性能(線性度、重復(fù)精度、響應(yīng)速度)直接決定了整個比例換向閥的控制精度和動態(tài)響應(yīng)特性。

