文档介绍：带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计
摘要：电液比例技术发展迅猛，以其控制精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了越来越来广泛的 应用，它的发展程度也可从一个侧面反映一个国家液压工业技术水平，因而日益受到各国工业界的重视。
与分类
比例阀把电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，能连续地、按比例地控 制液压系统中执行元件运动的力、速度和方向，简化了系统，减少了元件的使用量，并能防止压力或 速度变换时的冲击现象。比例阀主要用在没有反馈的回路中，对有些场合，如进行位置控制或需要提 高系统的性能时，电液比例阀也可作为信号转换与放大元件组成闭环控制系统。
比例阀与开关阀相比，比例阀可简单地对油液压力、流量和方向进行远距离的自动连续控制或程 序控制，响应快，工作平稳，自动化程度高，容易实现编程控制，控制精度高，能大大提高液压系统 的控制水平。
与伺服阀相比，电液比例阀虽然动静态性能有些逊色，但使用元件较少，结构简单，制造较电液 伺服阀容易，价格低，效率也比伺服高（伺服控制系统的负载压力仅为供油压力的2/3）,系统的节能 效果好，使用条件、保养和维护与一般液压阀相同，大大地减少了由污染而造成的工作故障，提高了 液压系统的工作稳定性和可靠性。
下面是开关阀、比例阀和伺服阀几种阀的特性比较：
表1_1
电液比例元件和伺服、
数字、开关元件的特性比较
性能
比例阀
伺服阀
开关阀
过滤精度（呻）
25
3
25 〜50
阀内压降（MPa）
—2
7
0. 25〜50
滞环（%）
1〜3
1〜3
—
重复精度（%）
—1
0. 5〜
—
频宽(Hz/3dB)
25
20 〜200
—
中位死区
有
无
有
价格比
1
3
0. 5
比例控制元件的种类繁多,
性能各异，有多种不同的分类方法。
按其控制功能来分类，可分为比例压力控制阀，比例流量控制阀、比例方向阀(比例方向流 量阀)和比例复合阀。前两者为单参数控制阀，后两种为多参数控制阀。比例方向阀能同时控制流体 运动的方向和流量，是一种两参数控制阀，因此有的书上称之为比例方向流量阀。还有一种被称作比 例压力流量阀的两参数控制阀，能同时对压力和流量进行比例控制。有些复合阀能对单个执行器或多 个执行器实现压力、流量和方向的同时控制，这种分类方法是最常见的分类方法。
按液压放大级的级数来分，又可分为直动式和先导式。直动式是由电一机械转换元件直接推 动液压功率级。由于受电一机械转换元件的输出力的限制，直动式比例阀能控制的功率有限，一般控 制流量都在15L/min以下。先导控制式比例阀由直动式比例阀与能输出较大功率的主阀级构成。前者称 为先导阀或先导级，后者称主阀功率放大级。根据功率输出的需要，它可以是二级或三级的比例阀。 二级比例阀可以控制的流量通常在500L/min以下。比例插装阀可以控制的流量达1600L/min.
按比例控制阀的内含的级间反馈参数或反馈物理量的形式来分可分为带反馈或不带反馈型。 不带反馈型一类，是从开关式或定值控制型的传统阀上加以改进，用比例电磁铁代替手轮调节部分而 成；带反馈型一类，是借鉴伺服阀的各种反馈控制发展起来的。它保留了伺服阀的控制部分，降低了 液压部分的精度要求，或对液压部分重新设计而构成。因此，有时也被称作廉价伺服阀。反馈型又分 为流量反馈、位移反馈和力反馈。也可以把上述量转换成相应的其它量或电量再进行级间反馈，又可 构成多种形式的反馈型比例阀。例如，有流量一位移一力反馈、位移电反馈、流量电反馈等。凡带有 电反馈的比例阀，控制它的电控器需要带能对反馈电信号进行放大和处理的附加电子电路。
按比例阀主阀芯的型式来分，又可分为滑阀式和插装式。滑阀式是在传统的三类阀的基础上 发展起来的；而插装式是在二通或三通插装元件的基础上，配以适当的比例先导控制级和级间反馈联 系组合而成。由于它具有动态性能良好，集成化程度高，流通量大等优点，是一种很有发展前途的比 例元件。
按其生产过程还可分为两类：一类是在电液伺服阀的基础上简化结构、降低制造精度，从而 以低频宽和低静态指标换得成本的低廉，用于对频宽和控制精度要求不高的场合。另一类是在传统的 液压阀基础上，配上廉价的螺管式比例电磁铁进行控制。
尽管上面己列举了几种不同的分类方法，但并未能把不同的比例阀的性能、特征都详尽无遗地反 映出来。例如，还可按控制信号的形式来分，它又分为模拟信号控制式，脉宽调制信号控制式和数字 信号控制式。特别是在机电一体化方面的需要，很多新型的比例元件不断出现，为比例阀的家族增添 新成员。
比例控制技术产生于20世纪60年代末，当时，电液伺服技术已