液压机比例放大器原理及相关因素

液压机比例放大器原理及相关因素

(1比例放大器原理及相关因素
液压机应用于工程机械的电液比例阀，按功能划分苟流量阀、方向阀和压力阀等类型。其内部 大都采用一种具有固定行程的线性马达，称为螺旋管。在稳定条件下，流过线圈的电流与阀 芯位移直接相关。比例放大器正是通过改变线圈平均电流来间接调节阀芯位移。作为一个实 际系统，比例阀放大器设计不仅要实现控制信号放大，还要考虑诸多复杂因素。 ①液压机高频PWM与颤振。工程机械电液比例阀←般采用直流电源供电。假设线圈内阻恒 定，通过PWM信号控制开关功率管的通断时间川能实现线圈平均电流调节。电流大小与 PWM波占空比成正比。PWM波频率取值范围为IlOOHz~ 5kHz以上，一般将lOO~400Hz 称为低频，5kHz以上称为高频。与PWM波频率l紧密相关的是颤振现象，它表现为阀芯相 对理想位置的快速、小幅往复移动。颤振能有效沛除摩擦阻力和回程误差，是实际系统中必 须考虑的一种有利因素。颤振设计要求幅值足够仗、频率足够低，使阀芯能正确响应。通 常，颤振幅值和频率应该针对不同类型、不同工作环境的比例阀进行调节。从电气角度分 析，颤振本质上是线圈电流的纹波。

颤振信号的发生方式受PWM波频率的制约。对低频PWM波(典型值ZOO~300Hz) 而言，液压机由于线圈的电感特性，线圈电流在临近周期过渡区域表现为一定l隔值的下降和上升o 这实际上是一种寄生的纹波，其r~富值和频率受IpWM信号和l线圈电感的共同影响。由于纹波 与PWM信号搞合，该方法不能实现平均电流网颤振的独立调节o目前，微电子技术的发展 使得5kHz以上高频PWM在电液比例控制中的应用成为可能。高频PWM作用于阀芯线圈 时，其低通特性占主导地位，在单个控制周规中线圈电流相对平稳，基本上消除了寄生纹 波。此时需要外接纹波发生电路，与控制信号憧加共同完成平均电流和纹波调节，实现了平 均电流与纹波的解桐，两者单独可调。