電液比例控制閥簡介及原理

電液比例控制閥是介于普通液壓閥和電液伺服閥之間的一種液壓控制閥，與電液伺服閥的功能相似，其輸出的液壓量與輸入的電信號成比例關系。

1、電液比例控制閥簡介

流體傳動技術以17世紀的帕斯卡定律為理論基石，之后獲得了發展，20世紀第二次世界大戰期間戰爭的激勵，使其取得了很大進展，整體上經歷了開關控制、伺服控制、比例控制3個階段。比例控制技術是20世紀60年代末人們開發的一種可靠、價廉、控制精度和響應特性，均能滿足工業控制系統實際需要的控制技術。當時，電液伺服技術已日趨完善，但電液伺服閥成本高、應用和維護條件苛刻，難以被工業界接受。人們希望有一種價廉、控制精度能滿足需要的控制技術，這種需求背景導致了比例技術的誕生和發展。1967年瑞士某公司生產的KL比例復合閥標志著比例控制技術在液壓系統中正式開始應用，主要是將比例型的電機械轉換器（比例電磁鐵）應用于工業液壓閥，到20世紀80年代，隨著微電子技術的發展，比例控制技術已達到較完善的程度，主要表現在3個方面：①采用了壓力、流量、位移、動壓等反饋及電校正手段，提高了閥的穩態精度和動態響應品質，這些標志著比例控制設計原理已經完善；②比例技術與插裝閥已經結合，誕生了比例插裝技術；③以比例控制泵為代表的比例容積元件的誕生。電液比例閥在工業生產中獲得了廣泛的應用，可用于控制位置（轉角）、速度（轉速）、加速度（角加速度）、壓力（壓差）、力（力矩）等參數。如陶瓷地板磚制坯壓力機、帶鋼軋機的帶鋼恒張力控制、壓力容器疲勞壽命試驗機、液壓電梯運動及控制系統、金屬切削機床工作臺運動控制、軋鋼機壓下及控制系統、液壓沖床、彎管機、塑料注射成形機等。

2、比例控制原理

電液比例閥多用于開環液壓控制系統中，實現對液壓參數的遙控，也可以作為信號轉換與放大組件用于閉環控制系統。與手動調節和通斷控制的普通液壓閥相比，它能顯著地簡化液壓系統，實現復雜程序和運動規律的控制，便于機電一體化，通過電信號實現遠距離控制，大大提高液壓系統的控制水平；與電液伺服閥相比，盡管其動態、靜態性能有些遜色，但在結構與成本上具有明顯優勢，能夠滿足多數對動靜態性能指標要求不高的場合。隨著電液伺服比例閥的出現，電液比例閥的性能已接近甚至超過了伺服閥。

電液比例閥通常由電氣機械轉換器、液壓放大器（先導級閥和功率級主閥）和檢測反饋機構三部分組成（見圖1）。若是單級閥，則無先導級閥。

電液比例閥是比例控制系統中的主要功率放大元件，按輸人電信號指令連續、成比例控制液壓系統的壓力、流量等參數。與伺服控制系統中的伺服閥相比，在某些方面還有一定的性能差距(主要性能比較見下表)，但它顯著的優點是抗污染能力強，大大減少了由污染而造成的工作故障，提高了液壓系統的工作穩定性和可靠性；另一方面比例閥的成本比伺服閥低，結構也簡單，已在許多場合獲得廣泛應用。

比例閥和伺服閥主要性能比較