比例流量控制阀 比例-压力流量复合阀(P-Q阀)

教育资讯

1P-Q阀的稳态控制特性

电液比例压力流量复合阀(简称P-Q阀)是一种新型节能复合阀,它可以在不同工况下按比例控制执行器(液压缸或液压马达)的速度和输出力或扭矩,既可以实现具有一定增益系统的开环控制,也可以实现自调节闭环控制,因此可以满足特殊工艺的应用要求。

P-Q阀是一种多参数控制阀,由先导式比例溢流阀和比例流量阀组成。两个电信号分别用于控制液压系统的压力和流量。由于节流阀流量的比例调节和负载压力的变化,节流阀出口的流量不稳定。在工程中,复合阀通常采用带压力补偿的恒压差溢流阀,以保证节流阀的进出口保持恒压差δ p。

P-Q阀的机电转换元件将电信号转换为阀芯的运动,通过阀芯的运动来控制流体的压力和流量,从而完成电-机-液的比例转换。

由于比例电磁铁线圈电感大,需要延迟电流上升时间。为了提高其动态性能,可以串联电阻或使用更高的启动电压。P-Q阀的稳态控制特性曲线如图1和图2所示。

图1输入电流-流量特性曲线

图2输入电流-压力特性曲线

由于DC比例电磁铁具有明显的磁滞现象(由电磁磁滞和摩擦引起),所以在正常工作的稳态电流的基础上要叠加一定频率和幅值的颤振信号。

液压系统由两个压力调节阀组成

图3为P-Q阀示意图,使用的P-Q阀型号为PQ-E06B-100。P-Q阀本身流量系统滞后小于等于5%,压力系统滞后小于等于3%。实际系统具有一定的非线性误差和较大的迟滞和死区,而微机可以利用丰富的软件功能实现迟滞和死区的补偿。在动态控制中,既可以采用闭环控制,也可以采用开环控制。在闭环控制中,可以控制电液比例阀的压力或流量。根据不同的控制量,选择压力或流量传感器作为检测元件,通过软件算法实现PID调节器的控制功能。在开环控制中,动态过程无法控制。为了保证无振荡无冲击的快速响应,可采用软件算法形成各种曲线,使压力或流量可根据控制要求变化,并可配置软件达到快速稳定控制的目的。图3所示的可控液压单元采用常规液压系统设计方法,根据P-Q阀压力和流量最大值的可调和稳定来选择定泵的型号,系统中的溢流阀2起到系统安全阀的双重作用。3号元件是一个普通的两位双向电磁换向阀,它集液压执行部分、电液换向阀和P-Q阀组于一体。在考察P-Q阀的特性时,可以在P-Q阀和电液换向阀1之间使用快换接头(测试P-Q阀的特性参数时,回油管可以直接与油箱连接)。

图3可控液压系统单元示意图

图4闭环控制系统示意图