新型高性能动圈式电液比例阀及其性能

动铁式比例电磁铁作为电液比例阀的电机械转换器,其电磁力本身对铁心位移是非恒定的,其恒定化是研究人员研究的重点之一,并因为铁心的存在导致其线圈电感很大,不利于提高电路的响应速度。为研制高性能电液比例阀/电液伺服比例阀,在前期完成了研究动圈式比例电磁铁及其相关理论的基础上,研制出高性能动圈式比例电磁铁样机,提出了利用动圈式比例电磁铁组成电液比例阀的结构方案,分析具有所提结构的电液比例阀的主要性能,提出了相应的动静态性能试验研究方案,并对这种结构方案进行试验研究。研究结果表明,利用所研制的动圈式比例电磁铁组成比例阀的方案具有动静态性能高的优点,所研制的比例电磁铁静态具有非常好的恒力特性,开环情况下被控阀芯位移对100%输入信号的阶跃响应时间不超过15 ms。研究结果对研制高性能电液伺服比例阀具有积极意义。     

水压试管机液压控制方案研究

针对水压试管机设计主要依赖经验设计方法的缺点，利用AMEsim软件建立水压试管机平衡及密封部分的模型，对水压试管机的液压控制方案进行了比较，分析了参数变化对控制性能的影响。     

阀用电磁铁的磁链特性

阀用单电磁铁结构简单、成本低,广泛应用于液压控制系统。为了进一步分析磁链与动铁心位置的关系,提出在原电磁铁基础上增加测量绕组,采用测量绕组的电压积分求取绕组磁链;并且搭建了磁链试验台,得出了阀用电磁铁的磁链特性,为进一步研究阀用电磁铁提供了理论和实验依据。     

阀用电-机械转换器动静态性能测试方法

为了对行程0～20 mm、输出力-500～500 N的直线电动机,尤其是电液伺服比例阀用电-机械转换器的性能进行准确测试,提出了一种新的阀用电-机械转换器动静态性能测试方法.利用该方法可对被测电机的闭环控制性能进行测试,设计了相应的测试系统.简单的机械结构实现了对具有单向、双向输出能力的电机进行测试,高性能分析系统实现了对被测电机的动态性能的高效测试,所设计的测试方法及测试系统的测试结果与仿真结果一致,证明该测试方法及其测试系统是可信的,为阀用电-机械转换器的试验研究提供了良好的支持.     

双自由度阀用电–机械转换器原理及特性

为满足伺服比例阀对电–机械转换器高响应速度的要求,提出一种新的具有2个运动构件的2自由度电–机械转换器。解释了此种电–机械转换器缩短伺服比例阀动态响应时间的机理,给出其中3种物理可行的结构形式,并针对一种典型结构——混合式双输入2自由度电–机械转换器的磁路进行分析,应用有限元方法研究了其多种工况下的输出特性。结果表明,新的2自由度电–机械转换器可同时控制2个直线移动部件,使它们同向或反向运动,可用于伺服比例阀以及其他需要双直线位移输出元件的控制。     

电液比例阀用双向比例控制器的研究

为了实现电液比例阀的双向比例控制,研制了一种利用专门用于阀用直线电机控制的基于芯片LMD18200的电路来实现双向控制要求,利用模拟电路设计产生PWM信号占空比可调来实现比例控制要求的控制器。研究分析了电机控制芯片电路的控制过程,模拟电路产生的PWM信号的占空比和频率调节原理。理论分析和实物实验表明,所设计的比例控制器性能可靠。利用MATLAB曲线拟合出指令信号差值和PWM信号占空比的关系。通过线性回归验证,能够通过调节PWM信号满足双向比例放大的需求。     

基于AMESim的液压延时器设计与仿真

在液压系统中,为实现对液压阀无电信号的延迟控制,提高延时装置在采煤矿井中作业时的防爆能力及其可靠性,提出一种纯液压延时器。它与液压阀组合使用可实现延时控制目的。对所提出液压延时器的组成、工作原理及延时器的延时实现方法进行了详细说明。此外,利用仿真软件AMESim对其建模和仿真研究,并经过改变阻尼孔的直径得到几组不同的延时数据。仿真结果表明:该液压延时器可以实现对液压换向阀延时控制目的,为进一步将延时器产品化及应用提供了理论依据。     

开关型电磁铁控制比例伺服阀的方法及实验研究

提出利用开关电磁铁构成单电磁铁式电液比例伺服阀的方案。在闭环控制基础上,提出自适应前馈补偿方法,解决开关电磁铁的非线性问题;采用抗饱和积分控制方法,在消除稳态误差的基础上,减小电磁铁动态响应时间。在理论上解释2种方法的原理,试验验证2种控制方法的效果。另外,利用电磁铁心速度反馈,增大闭环回路增益,进一步减小电磁铁的动态响应时间。结果表明,与现有采用比例电磁铁的技术相比,新方案具有设计简单、成本低的优点。     

动圈式电机械转换器用双向控制器的研究和设计

为满足电液比例阀用动圈式电机械转换器的控制及驱动要求,研究了利用专用芯片设计的H桥电路来满足动圈式电机械转换器的双向控制要求,采用专用芯片设计的PWM波发生电路满足其比例控制的要求。研究分析了所设计电路的PWM波的占空比和频率调节原理,功率放大器驱动电路产生足够的功率和电流的原理,制作出了相应的电路板,并对所设计的电路进行了试验研究。理论分析和试验研究表明,所设计的动圈式电机械转换器用控制器电路结构简单、有效,能够达到控制和驱动要求。     

伺服比例阀用动圈式直线电机

为研制用于驱动大流量伺服比例阀先导级的高响应电-机械转换器,提出采用异型永久磁铁励磁的动圈式直线电机(moving coil linear motor,MCLA)结构方案,给出设计准则,采用有限元计算方法分析磁路特征,计算结果表明,采用异型永久磁铁较规则形状可提高驱动力7%以上。在此基础上,设计了驱动大流量伺服比例阀先导级的动圈式直线电机,并制造出样机,建立了测试系统,对样机的动静态特性进行试验测试,试验结果验证了设计计算的正确性,试验结果表明所研制的样机性能可以满足高响应大流量伺服比例阀先导级驱动要求。