先導級射流閥控制方法

何雨昂　張東閣　岳宗帥　林強強

摘要：本文涉及的伺服閥控制器為國外某信號先導級射流閥的控制電路。該閥線性度良好、控制電路簡單、截止頻率高、功耗小，可在鋼廠等嚴酷條件下執行大功率、高可靠液壓伺服工作。本文分析該型號先導級射流伺服閥控制電路的工作原理。根據外部輸入輸出接口的信號類型及數值大小，分析內部功能組成。最終得到電路功能框圖。

[關鍵詞]伺服閥控制電路

1引言

本文分析的伺服閥控制器僅需24V供電，同時具備欠壓保護、使能功能;可對使用射流管作為先導級的液壓閥力矩馬達提供定性能電流，并對該液壓系統進行閉環調節。該電子裝置是電液伺服比例控制元件或系統的重要組成單元。

2伺服閥功能框圖

根據電一機械轉換器的類別和受控對象的不同技術要求，先導級射流閥控制器原理、構成和參數各不相同。隨著電子技術的發展，放大器的元件、線路以及結構也不斷得到完善。它一般由電源轉換電路、指令調理電路、閉環控制電路、功率驅動電路、位移信號調理電路和保護電路組成。功能框圖如圖1所示。

主要技術要求為：額定供電電壓為24V，最大供電電壓32V，最小供電電壓18V。工作電流70mA;使能信號：大于8.5V;非使能信號：小于6.5V;電流指令范圍：-10mA～+10mA;控制驅動器提供機電作動器的位移傳感器+10V、+5V電源;閥芯位移：4～20mA，12mA時為零位。該閥控制器采集非接觸式LVDT閥芯位移傳感器的輸出結果，對該信號采樣放大并進行閉環控制。

3伺服閥控制器功能

伺服閥控制器電源轉換電路將24V電源進行分級轉換，將電壓調整至各個芯片的額定工作電壓;指令調理電路主要將控制設備發送，電壓指令或電流指令進行信號調理;位移信號調理電路對采集閥芯位移的LVDT傳感器提供激勵，并采樣該傳感器的采樣信息;閉環控制電路將指令和反饋通過模擬電路進行位置環PID運算;功率驅動電路將位置環PID運算與力矩馬達線圈電流采樣電阻再次進行PID運算，并將計算結果放大后供閥線圈使用。保護電路用于判斷電源電壓，若電壓低于設定值，關斷功率器件，保護控制器以免損傷。其原理框圖如圖2所示。

控制器使用24V電源供電，經電源變換后，轉換為16V電源，供運放和比較器16V單電源供電;控制指令為-10mA一+10mA電流信號，經過差分電路后，將其轉換為電壓信號;控制指令后端的零位調整電路可以降低輸入失調電壓;由于LVDT傳感器工作時需要激勵，正弦波發生電路可以產生6KHz的正弦信號，為LVDT傳感器提供激勵;由于LVDT傳感器的副邊信號也為正弦波，但由于傳感器的位置信號與其幅值正相關，故采用峰值檢波電路檢測峰值，即為閥芯線位移;控制指令與LVDT傳感器的輸出最終經過限幅，將電平限制在3-13V之間，保證驅動器工作的穩定;閥驅動器的功率器件為H橋，驅動器將運算結果與自身產生的15KHz的三角波進行比較，產生的PWM波通過H橋驅動力矩馬達，從而使閥芯運動。

4結論

通過以上分析，明確了國外某先導級射流閥控制電路的工作方法與具備的功能。同時該電路設計方式可在今后相關產品中得到應用。

參考文獻

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