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下面簡單和大家聊聊意大利阿托斯比例閥和伺服閥的動態指標,有不清楚地方都可以反饋我們!
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說到比例閥、伺服閥的動態指標,許多人大腦中會自動冒出幅頻特性、相頻特性,也就是常說的-3dB、-90°相位。這是最常見的動態指標,衡量閉環系統帶寬的指標。
除此之外,比例閥/伺服閥還有其他的動態指標。
比如用于壓鑄機、注塑機等系統中,這時候最重要的動態指標是階躍特性,也就是給階躍信號時,閥芯位移達到90%開度所需要的上升時間。
以上所述是伺服閥/比例閥最常見的動態指標。
當考慮系統的應用工況(主要是安全性)時,伺服/比例閥還有其他的動態考核指標。
斷電保護:這是伺服/比例閥一項非常重要的動態響應指標,主要考察突然斷電時,閥芯快速回到安全位置的響應時間。
對于機械反饋的伺服閥(MFB),斷電時,由于接收器或者噴嘴的對稱性,閥芯會自動回到零位(在反饋桿的作用下),切斷A口和B口的流量以及壓力輸出。
對于電反饋的伺服/比例閥,當斷電時,由于沒有反饋桿,在沒有特殊設計時,其閥芯很難處于零位(斷電回復零位也能實現,不過結構上較為復雜)。
這時候通常是通過先導級將主閥芯偏置在某一側(工況中安全的一側)。裝配時將先導級調偏,然后裝在主閥上,通過電氣拉到零位。
斷電后,在油壓的作用下,先導級將主閥芯迅速推向安全的一側,比如P通A。這樣實現安全保護。
對于單級的直驅閥,只需要調節彈簧預緊力即可。
斷使能保護:對于絕大多數比例/伺服閥,都有使能信號(一般都是C腳)。與前面提到的斷電保護不同,斷使能保護只是斷使能信號,閥的供電是正常的,
閥芯會在斷使能的瞬間回到零位(在先導油壓的作用下)。比如閥的供電接了UPS,但是使能是通過PLC給出的,如果PLC電斷了,但是閥的供電還是在的,
這時候閥芯會從工作位置迅速回到零位。這個響應時間是非常重要的,一定要快于負載誤動作的時間。好像有點多此一舉?使能不如和電源接到一起?
斷使能保護其實是不同于斷電保護的另一種保護形式 。一個是讓閥芯偏向一側,一個是讓閥芯回到零位。
斷油保護:前面兩種都是在斷電的情況下讓閥芯回復到某個固定的安全位置,這種是在斷油的情況下讓閥芯回復到某個固定的安全位置,中位或者偏向一側。
帶有這種功能的比例/伺服閥,一般結構較為復雜,必須設計有偏置彈簧或者對中彈簧。尤其是需要回到中位的情況,兩側的彈簧一定要精確匹配。
什么情況下需要選用這種類型的伺服閥/比例閥?比如用伺服閥控制油缸舉重物上升時,泵站突然發生故障停機,此時伺服閥可以在彈簧的作用下緊急回到安全位置,
防止油缸/重物下墜。當然也可以通過平衡閥來實現。如果伺服閥自帶此功能不是更好么?
綜上所述,比例/伺服閥一共有五種常見的動態指標,每一種都考核不同的應用工況。幅頻和相頻用于閉環系統,表現的是頻域特性;階躍響應常用于開環系統,
表現的是時域特性;斷電保護、斷使能保護、斷油保護,是側重于安全保護。不同的指標,需要根據系統的實際工況來考量。
以上三種保護方式,都需要嚴格測試其響應時間,一般都是控制在幾十毫秒以內。具體選用什么類型的保護,需要根據系統工況而定。
三種安全保護模式,理解起來不是很容易,不僅需要對閥,也需要對系統有較為深刻的理解。不過在實際設計電液系統時,可以從多方面進行冗余設計,
以提高系統的安全性,比如接UPS電源,防止斷電故障;如果用于舉重的油缸,可以加平衡閥,以防止斷油或管路爆裂風險等。
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