Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Рис. 7.11. Гидрораспределитель с пропорциональным пилотным управлением Как правило, в качестве пилота применяют сдвоенные трехлинейные редукционные клапаны с пропорциональным управлением 1. В исходном положении, при отсутствии управляющих сигналов на пропорциональных магнитах пилотного клапана, обе пружинные полости основного распределителя 2 (распределителя второго каскада) связаны со сливом, его золотник 3 находится в нейтральной позиции под действием центрирующих пружин. При подаче управляющего электрического сигнала, например на магнит В пилотного клапана 1, давление в левой пружинной полости основного распределителя 2 возрастет до величины, пропорциональной сигналу управления и золотник 3 основного распределителя, сжимая правую центрирующую пружину, сместится на соответствующую величину вправо.
Рабочая жидкость из канала Р начнет поступать в канал В с расходом соответствующим величине смещения золотника. Аналогичным образом происходит коммутация каналов Р и А при подаче управляющего сигнала на пропорциональный магнит А пилотного клапана. Для обеспечения точности управления распределителем 2 обратная связь организуется по положению золотника 3, позиция которого фиксируется датчиком положения 4.
Во многих случаях от распределителей с пропорциональным управлением требуется не только точно следовать изменениям входного электрического сигнала, но и достаточно быстро реагировать на эти изменения. Быстрота реакции распределителя, равно как и других гидроаппаратов с пропорциональным управлением, характеризуется двумя параметрами: временем срабатывания и частотой пропускания, Время срвбагпывания — время, за которое выходной параметр гидроаппарата примет значение соответствующее входному управляющему сигналу. Время срабатывания гидроаппаратов с пропорциональным управлением лежит в диапазоне от 10 до 100 мс.
Частота лролускания показывает на какое количество изменений (от нуля до максимального значения) входного сигнала в секунду гидроаппарат способен отреагировать. В среднем частота пропускания гидроаппаратов с пропорциональным управлением лежит в интервале от б до 100 Гц. 151 7. Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением 7,Й.З. Регуляторы расхода Гидравлические распределители с электрическим пропорциональным управлением, выполняя функцию направля)ощих гидроаппаратов, одновременно являются регулируемыми по внешнему управляющему электрическому сигналу дросселями. Это гюзволяет использовать их в качестве гидроаппаратов управляющих расходом рабочей жидкости пропорционально внешнему сигналу управления. Однако расход рабочей жидкости через дроссель определяется не только площадью его проходного сечения, но и падением давления на нем, а, следовательно, зависит от нагрузки на исполнительном механизме.
Для того чтобы величина требуемого расхода определялась только сигналом управления, падение давления на распределителе (регулируемом дросселе) следует поддерживать постоянным. Это достигается применением клапанов постоянной разности давлений и может быть реализовано несколькими способами: схематически — клапан постоянной разности давлений 1.2 и распределитель с электрическим пропорциональным управлением 1.1 соединяют последовательно (рис.
7.12, а); конструктивно — клапан постоянной разности давлений и регулируемый дроссель объединяют в единой конструкции — регуляторе расхода с электрическим пропорциональным управлением (рис. 7,12, б). Рис. 7.12. Двухлинейный регулятор расхода с пропорциональным управлением При ртсутствии управляющего сигнала на пропорциональный магнит регулятора расхода площадь проходного сечения 6 подпружиненного дросселя 3 равна нулю, расход через регулятор отсутствует. После подачи управляющего сигнала на пропорциональный магнит, якорь 4 сместит регулируемый дроссель 3 влево на величину, пропорциональную значению сигнала.
Позиция дросселя 3 при этом контролируется датчиком положения 5, входящим в линию обратной связи контура управления и при необходимости корректируется. Через регулятор устанавливается расход, определяемый перепадом давления на дросселирующей щели 6, площадь которой пропорционально зависит от сигнала управления. Перепад давления на дросселе 3 автоматически поддерживается на установившемся уровне клапаном 1 постоянной разности давлений, площадь проходного сечения 7 которого„автрматически меняется в зависимости от давления в канале В.
Для свободного протекания рабочей жидкости из канала В в канал А в регулятор расхода встроен обрат- ный клапан 2. Т.3. Электронные усилители 7.3. Электронные усилители Для управления пропорциональным электромагнитом требуется достаточно мощный электрический сигнал (20...40 Вт), который не может быть подан непосредственно от электронной системы управления (выходная Мощность менее О,б Вт). Сопряжение этих устройств осуществляется электронными усилителями, которые усиливают входной сигнал по мощности до величины, достаточной для того, чтобы привести в действие пропорциональный электромагнит и управляемые им запорно-регулирующие элементы гидроаппаратав.
Применяют два типа усилителей: аналоговые и кпючевые. Аналоговые усилители, которые строятся на базе линейных операционных усилителей с мощным выходом не нашли широкого применения дпя управления пропорциональными электромагнитами ввиду низкого КПД (порядка 50 %) и невысокой надежности.
В ключевых усилителях, являющихся широтно-импульсными преобразователями, реализуется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ) выходного сигнала. Основное достоинство ШИМ вЂ” высокий КПД (более 90 Ъ) построенных на ее основе усилителей мощности, который достигается за счет использования их в кпючевом режиме (вкпючание и отключение тока в цепи управления) (рис. 7.13). Рис. 7.13. Форма сигнала при ШИМ При ШИМ непрерывный сигнал, подаваемый на вход усилителя, преобразуется в импульсный сигнал на зго выходе. При этом амплитуда, например 24 В, и период Тгенерируемых усилителем импульсов остаются постоянными, а ширина импульса ЬТзависит от величины входного сигнала.
Мощность выходного сигнала Р и ток определяются следующими соотношениями: Р=И изт 7 Я Т где У вЂ” амплитуда импульсов; Тч, — среднее арифметическое значение тока нагрузки; Ю вЂ” сопротивление катушки электромагнита. Поскольку катушки пропорциональных электромагнитов обладают индуктивностью, а якорь— инерцией, импульсы с выхода усилителя сглаживаются и при достаточно высокой частоте ШИМ-сигнала якорь может вести себя как при управлении обычным аналоговым сигналом. Однако для управле- 7.
Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением ния гидравлическими распределителями выходной сигнал усилителя подается с частотой, на которую якорь пропорционального магнита успевает откликаться. Это делается для того, чтобы золотник распределителя, находящийся в контакте с якорем, осциллировал, т.е. колебался в заданной позиции с малой амплитудой и большой частотой. В таком состоянии между золотником и корпусом распределителя начинают действовать силы трения скольжения, значительно меньшие, чем силы трения локоя, что повышает чувствительность раслределителя к управляющим сигналам и улучшает стабильность вго работы.
В некоторых моделях ключевых усилителей предусмотрена возможность ввода дололнительной частоты и амплитуды осцилляции, независимо от ШИМ. Для управления гидроалларатами с одним лролорциональным электромагнитом применяют одноканальные усилители, на вход которых сигнал управления падается в виде напряжения постоянного тока, обычно в диапазоне от 0 до 10 В. Управление гидроалларатами с двумя магнитами осуществляется двухканальными усилителями, на один вход которого подается сигнал управления вдиалазонв от 0 до-1 О В, а на второй от 0 до +10 В.
Для оптимизации совместной работы гидроалларатов и электронных усилителей в последних предусмотрена возможность настройки некоторых параметров. Для удобства обслуживания органы настройки обычно выносят на лицевую панель усилителей. В качестве примера на рис. 7.14 показаны двухканальный усилитель и его настраиваемые параметры. Балансароеочный гпок. Вследствие неизбежных технологических погрешностей, возникающих в процессе изготовления распределителей, золотники в них могут занимать не строго центральное положение лри отсутствии управляющих сигналов на пролорциональных электромагнитах.
Это отклонение можно комленсировать, подав на один из магнитов балансировочный ток. Эту меру компенсации положения золотника обычно называют настройкой сдвига. Предварительный люк. Поскольку в распределителях с пропорциональным управлением обычно применяются золотники с положительным перекрытием, то для устранения зоны нечувствительности на магниты подают предварительный ток, лод действием которого золотник смещается на величину, близкую к значению положительного перекрытия и устанавливается в положении, характерном для золотников с нулевым лерекрытием.
Максимальный ток. Настройкой данного параметра согласуют работу усилителя с различными ло потребляемому току пропорциональными электромагнитами. Этот же электрический параметр служит мерой ограничения глидравлических параметров гидроапларатов лри сохранении всего диапазона управляющих сигналов. Например, ограничив максимальный ток значением вдвое меньшим допустимого, лри подаче максимальною управляющего сигнала на пропорциональный электромагнит, золотник распределителя сместится на величину вдвое меньшую его лолного рабочего хода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
