技術文章
Technical articles電液比例閥的動態特性用頻率響應(頻域特性)和瞬態響應(時域特性)表示。電液比例閥的頻率響應特性用波德圖表示,并以比例閥的幅值比為-3dB(即輸出流量為基準頻率時輸出流量的70.7%)時的頻率定義為幅頻寬,將相位滯后達到-90°時的頻率定義為相頻寬。應取幅頻寬和相頻寬中較小者作為閥的頻寬值。頻寬是比例閥動態響應速度的度量,頻寬過低會影響系統的響應速度,過高會使高頻傳到負載上去。一般電液比例閥的頻率在1~10Hz之間,而高性能的電液伺服比例閥的頻寬可達120Hz,甚至更高。
電液比例閥的瞬態響應特性也是指通過對閥施加一個典型輸人信號(通常為階躍信號),閥的輸出流量在階躍輸入電流跟蹤過程中所表現出的振蕩衰減特性。反映電液比例閥瞬態響應快速性的時域性能主要指標有超調量、峰值時間、響應時間和過渡過程時間。
圖6為電液比例節流閥的典型階躍響應特性(動態流量的測量非常困難,圖中以節流閥閥心行程變化表示閥的階躍響應特性)。圖7為電液伺服比例閥的典型頻率響應特性。
實驗臺電液伺服系統高頻顫振故障分析
圖8為電液伺服系統液壓原理圖,偏差電壓信號Usr經放大器放大后變為電流信號,控制電液伺服閥輸出壓力,推動液壓缸移動。隨著液壓缸的移動,反饋傳感器將反饋電壓信號與輸入信號進行比較,然后重復以上過程,直至達到輸入指令所希望的輸出量值。
電液伺服系統試驗臺原理圖如圖9所示,計算機自動生成控制信號、自動檢測系統狀態及分析系統時域響應和頻域響應等,實現控制系統自動運行。
圖9所示的電液伺服系統在試驗臺上調試時,液壓缸運動中出現高頻顫振現象,尤其當輸入信號頻率在5~7Hz時更為嚴重。經分析及檢查,發現液壓缸的高頻顫振現象是由于電液伺服閥顫振造成的,電液伺服閥1~7Hz的輸人信號被50Hz的高頻交流信號所調制,致使伺服閥處于低幅值高頻抖動。如果伺服閥經常處于這種工作狀態,則伺服閥的彈簧管將加速疲勞,剛度迅速降低,zui終導致伺服閥損壞。此50Hz的高頻交流信號為干擾信號,其來源可能有兩方面:①電源濾波不良;②外來引入的干擾信號。首先從電源上考慮,由于整個電路工作正常,所以排除了電源濾波不良的可能性。在故障診斷中,將探頭靠近控制箱內腔的任何部位,都出現干擾信號,即使將電源線拔下,還是有干擾信號,于是檢查與控制箱連接的地線,發現沒有與地線網相連,而是與暖氣管路相連接。由于暖氣管路與地接觸不良,不但起不到接地作用,反而成為了天線,將干擾信號引入。于是,將地線重新與地線網連接好,試驗臺工作正常。由此可知,液壓系統發生故障還應從電氣控制方面檢查,這一點需要特別注意。
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