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比例閥和伺服閥的區(qū)別
閱讀：1011 發(fā)布時(shí)間：2012-11-9比例閥和伺服閥的區(qū)別 比例閥多為電氣反饋，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí),，主閥芯帶動(dòng)與之相連的位移傳感器運(yùn)動(dòng),，當(dāng)反饋的位移信號(hào)與給 定信號(hào)相等時(shí)，主閥芯停止運(yùn)動(dòng),，比例閥達(dá)到一個(gè)新的平衡位置伺服閥,，閥保持一定的輸出； 伺服閥有機(jī)械反饋和電氣反饋兩種,，一般電氣反饋的伺服閥的頻響高,，機(jī)械反饋的伺服閥頻響稍低，動(dòng)作 過程與比例閥基本相同,。 區(qū)別：一般比例閥的輸入功率較大,，基本在幾百毫安到 1 安培以上，而伺服閥的輸入功率較小,，基本在幾 十毫安,； 比例閥的控制精度稍低，滯環(huán)較伺服閥大,，伺服閥的控制精度高,，但對(duì)油液的要求也高。 我從結(jié)構(gòu)上理解比例閥的閥芯是靠電磁力和液壓力及彈簧力來實(shí)現(xiàn)平衡的,，而伺服閥是靠液壓力來平 衡的,，所以比例閥在控制大流量高壓力上沒有優(yōu)勢(shì)；還有比例閥zui早的產(chǎn)品是開式的,，這應(yīng)該是為什么叫 比例閥的原因,；在應(yīng)用上，伺服閥用的更廣,，不僅能夠用于的位置,，速度等控制，還具有隨動(dòng)作用,， 所以像你開的汽車助力轉(zhuǎn)向就是一個(gè)隨動(dòng)伺服系統(tǒng),，這是比例閥難以實(shí)現(xiàn)的,。
實(shí)現(xiàn)油缸上下運(yùn)動(dòng)可以通過閥在不同位置而使得油路切換而實(shí)現(xiàn)， 這樣的閥采用普通換向閥就可以實(shí)現(xiàn)了,， 而伺服或者比例閥的作用是不僅可以控制油缸的方向,，還可以控制閥的開度，從而可以控制流量 （工作狀態(tài)保持不變下） ,。 您提到的閥的反饋的確只能決定閥是否到位,，而并不能控制系統(tǒng)的狀態(tài)，因?yàn)榧词归y的開度準(zhǔn)確,，但 是真正到作動(dòng)器內(nèi)的流量也受到泵壓力,、管路消耗、負(fù)載變化等等多種因素的影響,，因而要實(shí)現(xiàn)的位 置或者速度控制,，還需要另外一個(gè)避環(huán)回路——系統(tǒng)避環(huán)，針對(duì)位置和速度,，現(xiàn)在有成型的速度和位置控 制板來實(shí)現(xiàn),。您說的“做的再也只是閥本身的問題，對(duì)于受控對(duì)象來說卻不好辦”,，這沒錯(cuò),，但是作動(dòng) 器的位移并不對(duì)應(yīng)伺服閥芯的位移，因?yàn)殚y芯開啟油口后即使不在運(yùn)動(dòng),，作動(dòng)器也會(huì)始終保持運(yùn)動(dòng)勢(shì),，就 像家里的水，擰開了誰就會(huì)一直流,。 比例閥沒有了伺服閥的閥芯位置避環(huán),，它是靠較大的、控制供給比例閥芯的電流量來控制相對(duì)準(zhǔn)確的 閥芯位置而簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)形式,。比例閥不用配固定的作動(dòng)器,，實(shí)現(xiàn)位置和速度控制也還是需要系統(tǒng)避環(huán)。 2 比例閥和伺服閥是不是都需要放大器,。其輸入控制信號(hào)為 4-20MA 呢還是 0-10V ,？是不是沒有 -10V-+10V 是這樣嗎？ 比例閥和伺服閥輸入控制信號(hào)有 4-20MA ,，0-10V ,，-10V-+10V ，其中電流輸入信號(hào)抗干擾強(qiáng),，但相應(yīng)的 價(jià)格貴點(diǎn),， 內(nèi)部線圈是可以是一個(gè)也有的是兩個(gè)，很多三位閥只用一個(gè)線圈,，靠電壓反相控制兩邊位置,， 三位閥更多的是兩個(gè)線圈布置在三位閥的兩邊，但線圈可以是單獨(dú)控制,，也可以是串聯(lián)或并聯(lián)控制,。其實(shí) 比例閥和伺服閥現(xiàn)在很難區(qū)分，可能驅(qū)動(dòng)方式是*差別,，伺服閥是力矩馬達(dá),，比例閥是比例線圈，伺服 閥是噴嘴檔板,，響應(yīng)高點(diǎn),，比例閥是滑閥，但說到控制精度,，比例閥可能還要高點(diǎn),，特別是在兩極反饋閥 中，因?yàn)橄葘?dǎo)極的比例閥反饋是電位移傳感器,，而伺服閥是機(jī)械式的反饋桿,，所以在一些參數(shù)如重復(fù)精度， 滯環(huán),，線性度比例閥比伺服閥好,，但 BODE 圖上的曲線伺服閥好些 比例閥和伺服閥輸入控制信號(hào)如果通過電位器輸入很多是 0-5V 或-5V-+5V， 通過改變放大器上的比例 增益調(diào)整使其到 0-10V,，比例閥和伺服閥可以是內(nèi)反饋也可以外接外反饋,，在一些控制要求不很高的場(chǎng)合 可以采用內(nèi)反饋閥并在閥下疊加一個(gè)壓差補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)與外界壓力無關(guān)的速度控制，如果要用外閉環(huán),，那么 比例閥還要外加一個(gè) PID 控制板,，價(jià)格很貴，在一些流量很大的壓鑄機(jī)上（4000L/MIN-12000L/MIN） ,，其 比例伺服閥都是兩極內(nèi)閉環(huán),，因?yàn)橥猸h(huán)來不及。 比例閥有較大的零位死區(qū)（約 20％）,，而伺服閥則無,。從控制來說，比例閥不適合于位置控制,。 就是說其動(dòng)作方向是靠?jī)蓚€(gè)線圈分別動(dòng)作來改變油路實(shí)現(xiàn),，而不是受其輸入控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)，
關(guān)于比例閥與伺服閥,，一些粗淺的看法： 1,， 一種認(rèn)識(shí)：“伺服閥一直以來代表了液壓界的zui高水平”。在工廠技術(shù)設(shè)計(jì)人員都懷著敬畏崇敬的心理 談?wù)撍欧y，液壓控制雖然是一門傳統(tǒng)的機(jī)械學(xué)科,，但技術(shù)也在不斷進(jìn)步發(fā)展,，需要大家在網(wǎng)上多交流共 享新技術(shù)新成果，更新舊觀念,，如北京億美公司的數(shù)字油缸新技術(shù),，*不同于傳統(tǒng)伺服閥，教科書上沒 有介紹,，大家也只有到了網(wǎng)上才有機(jī)會(huì)接觸了解,。 2， 第二種認(rèn)識(shí)：“伺服閥無死區(qū)而比例閥有zui大到 20%的死區(qū)”,。早期的比例閥閥體與閥芯不好配合加工,， 閥芯與閥體難于實(shí)現(xiàn) 0 遮蓋，但現(xiàn)在的做法是比例閥閥芯與閥體之間再增加一個(gè)淬硬的閥套,，閥套與閥芯 在外配合精密加工后再壓入閥體,，早就實(shí)現(xiàn)比例閥 0 遮蓋了。 3,， 第三種認(rèn)識(shí)：“因?yàn)楸壤y存在死區(qū)所以比例閥只適合速度控制而不適合于位置控制”,。既然比例閥早 就解決 0 死區(qū)問題，上面的認(rèn)識(shí)就是誤區(qū),，現(xiàn)在的實(shí)際應(yīng)用比例閥同時(shí)用于速度位置壓力控制的例子比比 皆是,。 4， 第四種認(rèn)識(shí)：“伺服閥帶隨動(dòng)反饋,，比例閥就是簡(jiǎn)單的比例”,。“比例”與“伺服”的名字是歷史原因造成的， 不必老是糾纏在名字上的區(qū)別,，在我看來,，比例閥是一種伺服閥，伺服閥也是一種比例閥,，甚至比例閥就是伺服閥,，伺服閥就是比例閥。比例閥不照樣帶 LVDT 位移傳感器嗎,？電位移反饋比伺服閥的機(jī)械反饋桿 精度更高吧,？如果要設(shè)計(jì)選型，只需查流量增益,，壓力增益和伯德曲線及其他性能參數(shù),，管它是比例閥還 是伺服閥。 5,， 第五種認(rèn)識(shí)：“比例閥電磁力與彈簧力平衡,，伺服閥與液動(dòng)力平衡”,。先導(dǎo)級(jí)的比例閥電磁力是與彈簧 力平衡的，但伺服閥的力反饋桿不也是一種彈簧嗎,？伺服閥的力矩馬達(dá)也是與這種反饋桿的彈簧力矩來平 衡的,，只是同功率的力矩馬達(dá)的質(zhì)量比比例閥電磁線圈小，力反饋桿的剛度比比例閥的螺旋彈簧大,，所以 伺服閥的固有頻率比比例閥高,，這也是伺服閥的頻響可以在 100HZ 以上而比例閥頻響在 100HZ 以下的原 因,，這是我認(rèn)為目前伺服閥*的指標(biāo)高過比例閥的地方,，但伺服閥帶來相應(yīng)的代價(jià)后果是：力矩馬達(dá)功 率偏小（這也是北京億美公司的數(shù)字閥采用輸入功率大得多的數(shù)字步進(jìn)馬達(dá)的原因之一吧,？） ,，造成伺服閥 二級(jí)主閥壓降加大，況且大功率的比例閥線圈可靠性大大優(yōu)于力矩馬達(dá),。 6,， 要*揭開比例閥與伺服閥的外皮，需要參考《自動(dòng)控制原理》及《液壓控制系統(tǒng)》 （甘肅工大王春行 主編）書籍,，看懂了這兩本書,，立馬就可以成為比例伺服方面的理論專家了，書里有詳細(xì)的公式分析,，但 如果對(duì)高階微分方程的解,，拉普拉斯積分變換，傅立葉積分變換,，復(fù)變函數(shù)等不熟悉的話,，根本無法讀懂， 對(duì)于我們這些大學(xué)不是學(xué)液壓專業(yè)的來說要費(fèi)一番很大的工夫,，本人就是因?yàn)榫€性代數(shù)沒學(xué)好,，對(duì)自動(dòng)控 制原理上利用矩陣來判斷系統(tǒng)穩(wěn)定的方法到現(xiàn)在還沒搞清楚。