[发明专利]一种高频响大流量比例阀及其控制系统

说明书

本发明属于比例阀技术领域，具体涉及一种高频响大流量比例阀及其控制系统，包括阀体、阀套、阀芯、第一连接机构、第一动力装置、第一位移传感器、第二连接机构、第二动力装置、第二位移传感器，所述阀体内套装有阀套，所述阀套内套装有阀芯，所述阀套的一端通过第一连接机构连接有第一动力装置，所述阀套与第一动力装置之间设置有第一位移传感器，所述阀芯的一端通过第二连接机构连接有第二动力装置，所述阀芯与第二动力装置之间设置有第二位移传感器。本发明通过控制阀芯与阀套同时运动，不仅提高了阀口打开和闭合的速度，还增大了阀口的最大开度，提高了阀口的最大通流量。本发明用于液体流量和方向的控制。

技术领域

本发明属于比例阀技术领域，具体涉及一种高频响大流量比例阀及其控制系统。

背景技术

电液比例阀是采用比例控制技术，介于开关型液压阀和电液伺服阀之间的一种液压元件，常规的比例阀是阀套嵌入阀体内固定，阀芯在电磁铁的驱动下，在阀套里运动，从而控制阀口的开度；然而，由于阀套固定，只有阀芯在运动，阀口打开和闭合的速度是有限的，即比例阀的频响不高。

发明内容

针对上述比例阀频响不高的技术问题，本发明提供了一种频响高、控制精准、误差小的高频响大流量比例阀及其控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高频响大流量比例阀，包括阀体、阀套、阀芯、第一连接机构、第一动力装置、第一位移传感器、第二连接机构、第二动力装置、第二位移传感器，所述阀体内套装有阀套，所述阀套内套装有阀芯，所述阀套的一端通过第一连接机构连接有第一动力装置，所述阀套与第一动力装置之间设置有第一位移传感器，所述阀芯的一端通过第二连接机构连接有第二动力装置，所述阀芯与第二动力装置之间设置有第二位移传感器。

所述阀体上设置有阀口，所述阀口分别为阀口A、阀口B、阀口P、阀口T。

所述第一动力装置、第二动力装置可以采用直线电机或丝杠滑块执行机构或电磁铁。

一种高频响大流量比例阀的控制系统，包括信号调理电路、运动控制器、阀芯位置控制器、阀套位置控制器，所述信号调理电路与运动控制器连接，所述运动控制器分别与阀芯位置控制器和阀套位置控制器连接，所述阀芯位置控制器通过第一功放电路与第一动力装置连接，所述阀套位置控制器通过第二功放电路与第二动力装置连接，所述运动控制器将输入的阀口开度信号换算成阀芯和阀套的绝对位移后，同时分配给阀芯位置控制器和阀套位置控制器，使得阀芯和阀套到达目标位置时所用的时间相同，所述第一位移传感器和第二位移传感器均通过导线连接在运动控制器上。

所述第一功放电路和第二功放电路均采用PWM模式工作，所述第一功放电路和第二功放电路的PWM控制器均采用集成芯片SG3524。

所述阀芯位置控制器和阀套位置控制器的内部构成位置闭环，所述闭环的算法采用带有前馈的PID控制算法。

所述阀口开度信号分配方案为：所述X₀为输入的阀口开度信号，X_A为阀芯的位移信号，X_B为阀套的位移信号，m_A为阀芯的质量，m_B为阀套的质量。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

本发明通过控制阀芯与阀套同时运动，不仅提高了阀口打开和闭合的速度，还增大了阀口的最大开度，提高了阀口的最大通流量。并且本发明设置有闭环控制系统，可以精准的控制阀芯和阀套的位移，从而控制阀口的开合程度，大大地提高了比例阀的自动化程度。

附图说明

图1为本发明比例阀的结构示意图；

图2为本发明控制系统的结构示意图；