电液比例阀的动态特性介绍

电液比例阀的动态特性用频率响应（频域特性）和瞬态响应（时域特性）表示。电液比例阀的频率响应特性用波德图表示，并以比例阀的幅值比为-3dB（即输出流量为基准频率时输出流量的70.7%）时的频率定义为幅频宽，将相位滞后达到-90°时的频率定义为相频宽。应取幅频宽和相频宽中较小者作为阀的频宽值。频宽是比例阀动态响应速度的度量，频宽过低会影响系统的响应速度，过高会使高频传到负载上去。一般电液比例阀的频率在1～10Hz之间，而高性能的电液伺服比例阀的频宽可达120Hz，甚至更高。

电液比例阀的瞬态响应特性也是指通过对阀施加一个典型输人信号（通常为阶跃信号），阀的输出流量在阶跃输入电流跟踪过程中所表现出的振荡衰减特性。反映电液比例阀瞬态响应快速性的时域性能主要指标有超调量、峰值时间、响应时间和过渡过程时间。

图6为电液比例节流阀的典型阶跃响应特性（动态流量的测量非常困难，图中以节流阀阀心行程变化表示阀的阶跃响应特性）。图7为电液伺服比例阀的典型频率响应特性。

实验台电液伺服系统高频颤振故障分析

图8为电液伺服系统液压原理图，偏差电压信号U_sr经放大器放大后变为电流信号，控制电液伺服阀输出压力，推动液压缸移动。随着液压缸的移动，反馈传感器将反馈电压信号与输入信号进行比较，然后重复以上过程，直至达到输入指令所希望的输出量值。

电液伺服系统试验台原理图如图9所示，计算机自动生成控制信号、自动检测系统状态及分析系统时域响应和频域响应等，实现控制系统自动运行。

图9所示的电液伺服系统在试验台上调试时，液压缸运动中出现高频颤振现象，尤其当输入信号频率在5～7Hz时更为严重。经分析及检查，发现液压缸的高频颤振现象是由于电液伺服阀颤振造成的，电液伺服阀1～7Hz的输人信号被50Hz的高频交流信号所调制，致使伺服阀处于低幅值高频抖动。如果伺服阀经常处于这种工作状态，则伺服阀的弹簧管将加速疲劳，刚度迅速降低，zui终导致伺服阀损坏。此50Hz的高频交流信号为干扰信号，其来源可能有两方面：①电源滤波不良；②外来引入的干扰信号。首先从电源上考虑，由于整个电路工作正常，所以排除了电源滤波不良的可能性。在故障诊断中，将探头靠近控制箱内腔的任何部位，都出现干扰信号，即使将电源线拔下，还是有干扰信号，于是检查与控制箱连接的地线，发现没有与地线网相连，而是与暖气管路相连接。由于暖气管路与地接触不良，不但起不到接地作用，反而成为了天线，将干扰信号引入。于是，将地线重新与地线网连接好，试验台工作正常。由此可知，液压系统发生故障还应从电气控制方面检查，这一点需要特别注意。