無閥電液伺服系統(tǒng)

傳統(tǒng)的電液伺服控制系統(tǒng)在工作中能量損失較大，對(duì)介質(zhì)的污染非常敏感，制造精度要求很高且造價(jià)昂貴，出現(xiàn)故障時(shí)不易查找原因，管理維修費(fèi)用奇高，對(duì)溫度的變化也比較敏感。這些弊端極大限制了傳統(tǒng)系統(tǒng)的應(yīng)用和普及。近年來，伺服比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)取得了許多新成就，但大都沒有從根本上克服以上弊端。無閥電液伺服控制系統(tǒng)是近幾年在國際液壓技術(shù)界出現(xiàn)的一項(xiàng)技術(shù)革新成果，它克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)的某些缺陷，具有抗污染能力強(qiáng)、節(jié)能、造價(jià)低、可靠性高、安裝連接簡便等顯著特點(diǎn)。

1．原理結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)系統(tǒng)主要是用電液伺服閥控制執(zhí)行元件來獲得伺服動(dòng)作，液壓泵輸出的液壓能要經(jīng)過繁瑣的電器、機(jī)械位移轉(zhuǎn)換，才能最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要達(dá)到的方向、位置、速度要求。由于電液伺服閥系高精密元件，對(duì)工作介質(zhì)的清潔度要求非常苛刻，因此，其制造成本和使用成本都很高。

圖46為無閥電液伺服系統(tǒng)原理框圖。可以看出：無閥系統(tǒng)采用交流伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)雙向定量液壓泵，由于充分發(fā)揮了交流伺服電動(dòng)機(jī)的特性而不用電液伺服閥，因此克服了電液伺服閥給伺服系統(tǒng)帶來的許多弊端，其制造成本和使用成本均大幅度下降，而且還可以很方便地將電動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱、執(zhí)行元件、位置傳感元件集為一體，組成無閥電液伺服控制裝置直接使用(見圖47)。由于交流伺服電動(dòng)機(jī)可以直接實(shí)現(xiàn)變速、變向、限轉(zhuǎn)矩，因此，無閥裝置可以很方便地改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向、速度。閉環(huán)系統(tǒng)中，位置控制采用位移傳感器進(jìn)行反饋，控制精度可以得到有效保證。交流伺服電動(dòng)機(jī)可以很方便地實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，因此，在自動(dòng)控制方面，無閥系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。通過改變控制程序，無閥裝置可以很方便地得到正弦波、方波等特殊運(yùn)動(dòng)形式。

2．技術(shù)性能及應(yīng)用

為說明無閥系統(tǒng)的技術(shù)性能，將傳統(tǒng)與無閥兩種電液伺服系統(tǒng)列表對(duì)比，詳情見下表。

傳統(tǒng)系統(tǒng)與無閥系統(tǒng)性能對(duì)比

從上表中不難看出，傳統(tǒng)系統(tǒng)在控制精度、頻率響應(yīng)兩方面有著明顯優(yōu)勢，但在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，2～5Hz的頻響則完全可以滿足大多數(shù)伺服系統(tǒng)要求。在控制精度方面，傳統(tǒng)系統(tǒng)要獲得高控制精度，只有選用零重疊（零開口）特性的伺服閥才可使系統(tǒng)獲得滿意的精度和穩(wěn)定性。實(shí)際上，無閥系統(tǒng)在負(fù)載較為穩(wěn)定的場合，通過對(duì)控制參數(shù)的合理調(diào)整，也可以實(shí)現(xiàn)較高控制精度。在其他方面，由于無閥系統(tǒng)具有高效、節(jié)能、小型集成化、操作安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)。近年來，無閥系統(tǒng)在國外生產(chǎn)的多種設(shè)備和生產(chǎn)裝置上得到成功應(yīng)用。根據(jù)無閥系統(tǒng)的特點(diǎn)，在船舶舵機(jī)控制、連鑄熔鋼流量控制（結(jié)晶器液面控制）、閥門控制、六自由度仿真平臺(tái)（模擬系統(tǒng)）、液壓機(jī)器人（機(jī)械手）、水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、液壓沖鍛設(shè)備（多缸同步系統(tǒng)）、工程機(jī)械液壓控制系統(tǒng)等幾個(gè)方面，無閥系統(tǒng)可獲得滿意的使用效果。