高頻電液伺服閥零偏在線調整

1．動圈式滑閻電反饋兩級電液伺服閻的結構及工作原理

電液伺服閥是一種接收電氣模擬信號后，相應輸出調制的流量和壓力的液壓控制閥，動圈式滑閥電反饋兩級電液流量伺服閥只是其中的一種。某測試技術研究所對某產品使用的該種電液伺服閥進行了隨機振動控制，其工作頻率達500Hz，結構如圖6所示。

動圈式滑閥電反饋兩級電液伺服閥主要由控制級閥（先導閥）和功率級滑閥組成。控制級滑閥又主要由閥心、閥體、對中彈簧、電磁線圈等組成；而功率級滑閥主要由閥心、閥體、位移傳感器等組成。伺服閥正常工作時，電磁線圈將輸入的電信號轉化成動圈運動的機械信號，帶動控制級滑閥的閥心運動，控制進入功率級滑閥閥心兩側的液壓油的流量和方向，進而推動功率級滑閥的閥心運動。該閥心的運動控制著進入伺服缸內的液壓油，使伺服缸按我們的要求運動，伺服閥和伺服缸的位移傳感器反饋信號給伺服控制器，參與伺服閥的控制。

2．伺服閥的零偏及影響

伺服閥的機械故障主要表現為零偏、卡死和磨損。

(1)零偏。由于制造、調整和裝配的差別，在控制線圈中不加電流時，滑閥不一定位于中位，有時必須加一定的電流才能使其恢復中位（零位），這一現象稱為零偏。零偏以使閥恢復零位所需加之電流值與額定電流值之比來衡量。動圈式滑閥電反饋兩級電液伺服閥，控制級滑閥和功率級滑閥都可能產生零偏。功率級滑閥產生的零偏是指功率級滑閥的閥心和閥套的零點重合時，位移傳感器輸出信號并不為零。控制級滑閥產生的零偏是指控制級滑閥的閥心和悶套的機械零點未重合。

閥心和閥套的精度要高，伺服閥出廠時已控制了零偏。使用一段時間后，零偏會增大，這是因為在使用過程中的振動會使某些對中的調整元件產生松動或形變，使閥的性能降低，可以通過調整縮小零偏。

對于低頻閉環系統和精度要求不高的場合，伺服閥的零偏不是太大，對系統的影響并不明顯。但對于高響應系統和高精度系統，由于閥心位移很小，反饋的糾偏力如果不能快速地把閥心調整到合適的位置，這時零偏對系統的精度和響應速度就有比較大的影響。若糾偏力使閥心在對中彈簧的作用下產生的位移比零偏還小，那這部分的工作頻率根本就不受控制了。伺服閥的零偏最好在專用的伺服閥調試臺上調試。沒有調試臺，也可以簡單判斷是否存在零偏并進行調整。

(2)卡死。伺服閥的閥心被油液里的雜質擋住，致使摩擦力很大，電磁線圈無法驅動閥心運動或運動緩慢。根據卡死的程度采取更換液壓油或拆開闊心和閥套進行清洗處理的方式來解決。只要伺服閥拆開過，在重新裝配的過程中也會涉及到零偏的調整問題。

(3)磨損。伺服閥使用過程中閥口的棱邊不再保持尖銳，磨損會導致伺服閥內泄漏增大，甚至油口不對稱，進而影響伺服閥的工作特性。磨損需要回到專業的生產廠家才能得到較好地解決。

3．零偏的判斷和調整

給伺服系統上電并給伺服系統加壓，但不給伺服閥加信號，若伺服缸并未停止于兩端且保持位置不動，則此時功率級滑閥都處于機械零點，可用示波表檢查功率級滑閥的位移傳感器信號及伺服閥的輸入信號來判斷零偏的大小。

(1)若兩者都很小，則先導閥和功率級滑閥幾乎都沒有零偏。

(2)若功率級滑閥的位移傳感器信號不為零，則功率級滑閥肯定存在零偏，因為此時該閥心正處于機械零點位置，位移傳感器信號不為零則說明功率級滑閥的機械零點和位移傳感器的電氣零點不重合，調整辦法就是調整該處位移傳感器感應線圈的位置，使其輸出信號為零。

(3)若功率級滑閥的位移傳感器信號為零而伺服閥的輸入信號不為零，則說明控制級閥存在零偏，因為此時閥心正處于機械零位。

調整的辦法就是調整閥心其中一側對中彈簧外的調整螺釘的位置，使伺服閥的輸入信號盡量小，若僅調整一側的彈簧不能達到要求時，則兩側的彈簧均要調整。

控制級閥結構示意圖如圖7所示。如果有伺服閥調試臺，該閥也可以到伺服閥調試臺上按相應的調試方法進行調試。由于該處的閥心位移很小，調整時需要相當的耐心和細心。