Шольц Д. Пропорциональная гидравлика. Основной курс ТР 701. Учебник

Подождите немного. Документ загружается.

Часть 2

Пропорциональные клапаны:

Конструкция и режим работы

В-

Часть

В-17

Часть 2

В зависимости от конструкции клапана для его управления ис- 2.1 Конструкция и

пользуются один или два пропорциональных электромагнита, принцип работы

пропорционального

электромагнита

Конструкция электромагнита

Пропорциональный электромагнит (рис. 2.1) разработан на

основе дискретного электромагнита, который используется в

дискретных аппаратах электрогидравлики. Электрический ток,

протекая по обмотке, создает электромагнитное поле. Это по-

ле создает усилие, направленное по оси подвижного якоря, и

может быть использовано для перемещения рабочего органа

клапана.

Как и в дискретном электромагните, якорь, сердечник и корпус

выполнены из легко намагничивающегося мягкого материала.

Отличается пропорциональный электромагнит наличием

управляющего конуса из немагнитного материала, который

изменяет форму линий магнитного поля.

Принцип работы пропорционального электромагнита

При правильном выборе размеров частей из мягкого магнит-

ного железа и управляющего конуса, характеристика пропор-

ционального электромагнита имеет примерно следующий вид

(рис. 2.2):

• Усилие на якоре увеличивается пропорционально силе то-

ка, т. е. увеличение силы тока вдвое приводит к двойному

увеличению усилия.

• Усилие не зависит от положения якоря в пределах рабочей

зоны, которая обычно составляет около 2 мм.

В-18

Часть 2

Электрический разъем

Цилиндрический

магнит

Якорь Обмотка

Винт для вентиляции

Немагнитное

внутреннее кольцо

Управляющий конус

Компенсационная

пружина

.Внутренний магнит

Направляющий стержень

Стопорный/направляющий

диск

Подшипник

скольжения

Корпус

Рис.

2.1:

Конструкция и ха-

рактеристика

про-

порционального

электромагнита

Усилие F

Рабочая зона

(обычно: около 2

мм)

Ток!

Позиция якоря

В-19

Часть 2

В пропорциональном клапане усилие электромагнита действу-

ет против усилия пружины, которое стремится вернуть

рабочий орган клапана на исходную позиции (рис. 2.2).

Характеристика пружины накладывается на характеристику

магнита. Чем дальше вправо уходит якорь, тем больше сила

пружины.

• При небольшом токе сила F электромагнита уменьшается, и

пружина, соответственно, почти отпущена (рис. 2.2а).

• Усилие на якоре возрастает при увеличении тока. Якорь пе-

ремещается вправо и сжимает пружину (рис. 2.2b).

Рис. 2.2: Поведение пропорционального электромагнита при различных значениях тока

В-20

Часть 2

Срабатывание клапанов давления, дроссельных клапанов

и распределителей

В клапанах давления пружина располагается между пропор-

циональным электромагнитом и клапанным затвором (рис.

• При небольшом электрическом токе, протекающем через

электромагнит, пружина лишь слегка сжата, и затвор откры-

вается даже при небольшом давлении.

• С ростом электрического тока усилие на якоре электромаг-

нита растет. Он "смещается вправо и усилие затяжки пружи-

ны увеличивается. Теперь давление, при котором затвор

может открыться, будет больше - в пропорции к усилию пру-

жины и силы электрического тока.

В дроссельных клапанах (регуляторах расхода) и распредели-

телях золотник расположен между пружиной и пропорциональ-

ным электромагнитом (рис.2.3b).

• При небольшой силе тока пружина слегка сжата, золотник

находится в крайнем левом положении, проход жидкости за-

крыт.

• С ростом электрического тока на электромагните золотник

смещается вправо, клапан открывается, расход жидкости

увеличивается.

Рис.

2.3:

Срабатывание редук-

ционного и дроссель-

ного клапанов

)

В-21

Часть 2

Управление позицией якоря

На характеристики пропорционального клапана отрицательно

влияют намагничивание, трение и усилия, возникающие при

обтекании рабочего органа жидкостью. Это приводит к тому,

что положение якоря не бывает точно пропорционально про-

текающему по магниту току.

Значительное улучшение точности позиционирования якоря

можно получить, если управление производить по замкнутому

контуру с обратной связью (рис. 2.4).

• Положение якоря определяется индуктивной измеритель-

ной системой.

• Измеренное значение позиции х сравнивается с входным

сигналом у.

• Разница между значениями х и у усиливается.

• Генерируется электрический ток I, который подается на

пропорциональный электромагнит.

• В результате создается усилие, направленное на измене-

ние положения якоря в сторону уменьшения разницы между

текущим (х) и заданным (у) значениями.

Пропорциональный магнит и датчик положения образуют

блок, встроенный в клапан.

Датчик

положения

Заданное значение

Компаратор Усилитель

Рис. 2.4:

Конструкция пропор-

ционального

электро-магнита с

регулиров-кой

положения якоря