液压系统比例阀控制的器.doc

第六章 液 壓 系 統 比 例 閥 控 制 器 6.1 前言 比例控制閥主要用於開迴路控制(open loop control);比例控制閥的輸出量與輸入信號成比例關係，且比例控制閥內電磁線圈所產生的磁力大小與電流成正比。 在傳統型式的液壓控制閥中，只能對液壓進行定值控制，例如:壓力閥在某個設定壓力下作動，流量閥保持通過所設定的流量，方向閥對於液流方向通/斷的切換。因此這些控制閥組成的系統功能都受到一些限制，隨著技術的進步，許多液壓系統要求流量和壓力能連續或按比例地隨控制閥輸入信號的改變而變化(圖6-1.1)。，。 。 。。。 。 。。Ramp Generator) 圖6-2.1為斜坡產生器之符號圖，斜坡產生器(Ramp Generator)主要是將瞬間的電壓變化量轉換成帶有時間延遲的電壓變化，也就是說當輸入電壓改變時，斜坡產生器會將原先的階梯式電壓變化量緩慢地改變到改變後之電壓，而在原先電壓與改變後電壓之間就會得到一隨時間上升或下降的斜坡(Ramp)，Ramp Generator斜坡產生的原理跟積分器作用的原理是一樣的。。Ramp Generator 時，其閥體控制油壓的變化亦與輸入信號階梯式的變化一樣，則使每個相鄰的油壓壓差變化很大，結果使整個控制油壓的變化不準確及元件作動不圓滑順暢，而Ramp Generator就是為了解決此項的困擾。Ramp Generator時(圖6-2.3)，Ramp Generator會將電壓變化的時間延遲，而輸出一隨時間上升或下降的斜坡信號，使油壓變化順著斜坡方向作變化，這樣的結果使整個油壓的變化更為圓滑順暢。 圖6-2.1 斜坡產生器之符號 脈波輸出信號(Pulsed Output Stage) 圖6-2.4為脈波產生器之符號圖。Pulse Generator)發出一脈波信號與控制信號(command voltage)一起輸入到電壓-電流轉換器(converter)，將電壓信號轉換成脈波電流信號輸出到比例控制閥的電磁線圈上使電磁線圈產生磁力，來控制比例閥閥軸的移動量。經由控制電流脈波之工作周期( Duty cycle )的大小，P=V×IL)損失將會很大，而以脈波電流控制時，只要控制電流脈波的工作周期之大小，即可控制電磁閥之平均電流大小，並且可以將在電磁線圈驅動電路上所產生的功率損失降到最小。(圖6-2.5) 脈波產生器 轉換器 調節器 控制電壓信號 圖6-2.4 電源供應器(Power Supply ) 將110V或220V的交流電壓，由變壓器降壓經橋式整流濾波，得到一未經穩壓的24V直流電壓，因變壓器是由漆包銅線所繞成的，有其繞線電阻存在rc ，當二極體導通時，亦有其電阻rON存在，所以在全負載時， rc與rON都會產生相當的壓降，因此負載實際承受的電壓為VL=VS-IL(rc+rON)，V做為供給電源時，在系統的最初輸入端須裝一個電源穩壓轉換器， 24V在穩壓轉換後，提供系統內部操作所須之電壓及輸出一±9V 直流電壓去當作控制信號(Commend signal)的供給源。 ( a ) ( b ) 24Veff ( c ) ( 圖6-2.5 ) 階梯信號產生器(Step Generator) 控制信號輸入階梯信號產生器(Step Generator)，Commend signal)≧100mV時，階梯信號產生器就會輸出一個正常數電壓，若 -100mV控制電壓100mV時，階梯信號產生器輸出0V，若控制信號≦-100mV時， 階梯信號產生器產生一個負常數電壓輸出(圖6-2.7)。 階梯信號產生器常被使用在比例方向控制閥上面，一般比例方向控制閥在製造技術上及性能的考量上，其閥軸在換位時，都會有重疊現象的產生(Posltive overlap)，X0—0的區域稱為磁滯(Deadband)，這種現象在系統的控制上是不被允許的，為了使輸入(I)與輸出(Q)更線性化，通常都會加一額外電壓(bias)給比例方向控制閥，使滑軸移動換位時，能快速越過X0—0這個區域，以減小磁滯現象。而階梯信號產生器的主要功用就是提供一額外電壓給電磁閥，使重疊現象減至最小。() ( 圖9 ) ( 圖6-2.9 ) 比較器(Regulator on Proportional Amplifier Cards) 在一般