直驅(qū)式比例插裝閥的設計與研究.pdf

1、電液比例/伺服閥作為電液控制核心元件，廣泛應用于工業(yè)場合。比例/伺服插裝閥基本采用兩級或三級結構，以高性能伺服閥作為先導級，閥的結構復雜，對油液污染敏感，制造、維護成本較高。隨著交流伺服系統(tǒng)性能的日益提高，價格日趨合理，交流伺服電機充分展現(xiàn)了其高精度、高動態(tài)性能和高可靠性等突出優(yōu)勢，這也進一步拓展了其應用范圍。在電液控制領域，交流伺服電機因自帶閉環(huán)/半閉環(huán)控制、低慣量大扭矩、功重比適中、性價比高等特點，被認為是較為理想的電-機械轉(zhuǎn)換器元

2、件。本文嘗試使用交流永磁同步伺服電機直接驅(qū)動插裝閥主級，研制了一種伺服電機直驅(qū)式比例插裝閥，并研究探討了其中的關鍵技術問題。
　　第一章總結了比例/伺服插裝閥、直驅(qū)式電液伺服閥和伺服電機直驅(qū)式液壓閥的研究現(xiàn)狀。針對現(xiàn)有比例插裝閥存在的問題，提出了伺服電機直驅(qū)式比例插裝閥的研究意義，并明確了本課題的研究目標和研究內(nèi)容，為后續(xù)工作指明了方向。
　　第二章初步確定了直驅(qū)式比例插裝閥的設計方案，并對直驅(qū)閥進行了原理研究。為實現(xiàn)伺服電

3、機直驅(qū)插裝閥主閥，關鍵在于研究主閥芯的力學特性，明確閥芯穩(wěn)態(tài)液動力大小，實現(xiàn)減小或補償閥芯穩(wěn)態(tài)液動力，進而降低控制難度。論文通過理論分析和仿真手段研究了內(nèi)流式出口節(jié)流錐閥的液動力特性，指出了其非線性飽和的特點，并設計了一種能夠?qū)崿F(xiàn)外流式錐閥液動力補償?shù)慕Y構，為下文開展閥體結構的設計提供了理論支撐。
　　第三章完成了直驅(qū)式比例插裝閥的設計和數(shù)學建模。閥的設計包括總體方案設計、伺服電機和滾珠絲杠的選型校核。論文研究了伺服電機的矢量控制

4、模型，搭建了直驅(qū)式比例插裝閥系統(tǒng)的數(shù)學模型。
　　第四章對直驅(qū)式比例插裝閥的控制方法進行了研究。論文研究了伺服電機三閉環(huán)控制參數(shù)的設計，計算了絲杠傳動的參數(shù)值，并在Simulink中搭建了仿真模型。論文還探討了液動力負載對于直驅(qū)式比例插裝閥特性的影響。
　　第五章對直驅(qū)式比例插裝閥進行了試驗研究。論文利用現(xiàn)有的高壓大流量比例/伺服閥試驗臺完成了40通徑插裝閥液動力測試，試驗結果和前文理論分析吻合;論文還對研制成功的直驅(qū)式比例