電液比例閥的動(dòng)態(tài)特性介紹

電液比例閥的動(dòng)態(tài)特性用頻率響應(yīng)（頻域特性）和瞬態(tài)響應(yīng)（時(shí)域特性）表示。電液比例閥的頻率響應(yīng)特性用波德圖表示，并以比例閥的幅值比為-3dB（即輸出流量為基準(zhǔn)頻率時(shí)輸出流量的70.7%）時(shí)的頻率定義為幅頻寬，將相位滯后達(dá)到-90°時(shí)的頻率定義為相頻寬。應(yīng)取幅頻寬和相頻寬中較小者作為閥的頻寬值。頻寬是比例閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的度量，頻寬過低會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，過高會(huì)使高頻傳到負(fù)載上去。一般電液比例閥的頻率在1～10Hz之間，而高性能的電液伺服比例閥的頻寬可達(dá)120Hz，甚至更高。

電液比例閥的瞬態(tài)響應(yīng)特性也是指通過對閥施加一個(gè)典型輸人信號(hào)（通常為階躍信號(hào)），閥的輸出流量在階躍輸入電流跟蹤過程中所表現(xiàn)出的振蕩衰減特性。反映電液比例閥瞬態(tài)響應(yīng)快速性的時(shí)域性能主要指標(biāo)有超調(diào)量、峰值時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間和過渡過程時(shí)間。

圖6為電液比例節(jié)流閥的典型階躍響應(yīng)特性（動(dòng)態(tài)流量的測量非常困難，圖中以節(jié)流閥閥心行程變化表示閥的階躍響應(yīng)特性）。圖7為電液伺服比例閥的典型頻率響應(yīng)特性。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)電液伺服系統(tǒng)高頻顫振故障分析

圖8為電液伺服系統(tǒng)液壓原理圖，偏差電壓信號(hào)U_sr經(jīng)放大器放大后變?yōu)殡娏餍盘?hào)，控制電液伺服閥輸出壓力，推動(dòng)液壓缸移動(dòng)。隨著液壓缸的移動(dòng)，反饋傳感器將反饋電壓信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，然后重復(fù)以上過程，直至達(dá)到輸入指令所希望的輸出量值。

電液伺服系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)原理圖如圖9所示，計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成控制信號(hào)、自動(dòng)檢測系統(tǒng)狀態(tài)及分析系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)和頻域響應(yīng)等，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。

圖9所示的電液伺服系統(tǒng)在試驗(yàn)臺(tái)上調(diào)試時(shí)，液壓缸運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)高頻顫振現(xiàn)象，尤其當(dāng)輸入信號(hào)頻率在5～7Hz時(shí)更為嚴(yán)重。經(jīng)分析及檢查，發(fā)現(xiàn)液壓缸的高頻顫振現(xiàn)象是由于電液伺服閥顫振造成的，電液伺服閥1～7Hz的輸人信號(hào)被50Hz的高頻交流信號(hào)所調(diào)制，致使伺服閥處于低幅值高頻抖動(dòng)。如果伺服閥經(jīng)常處于這種工作狀態(tài)，則伺服閥的彈簧管將加速疲勞，剛度迅速降低，zui終導(dǎo)致伺服閥損壞。此50Hz的高頻交流信號(hào)為干擾信號(hào)，其來源可能有兩方面：①電源濾波不良；②外來引入的干擾信號(hào)。首先從電源上考慮，由于整個(gè)電路工作正常，所以排除了電源濾波不良的可能性。在故障診斷中，將探頭靠近控制箱內(nèi)腔的任何部位，都出現(xiàn)干擾信號(hào)，即使將電源線拔下，還是有干擾信號(hào)，于是檢查與控制箱連接的地線，發(fā)現(xiàn)沒有與地線網(wǎng)相連，而是與暖氣管路相連接。由于暖氣管路與地接觸不良，不但起不到接地作用，反而成為了天線，將干擾信號(hào)引入。于是，將地線重新與地線網(wǎng)連接好，試驗(yàn)臺(tái)工作正常。由此可知，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障還應(yīng)從電氣控制方面檢查，這一點(diǎn)需要特別注意。