Основы применения электрогидравлических клапанов

Основы электрогидравлических клапанов легко понять — это клапаны с электроприводом, которые контролируют подачу гидравлической жидкости в приводы. Однако, чтобы применить электрогидравлические клапаны в эффективных и действенных гидравлических системах, проектировщики должны учитывать несколько факторов. В этой статье будут рассмотрены семь ключевых моментов проектирования электрогидравлических клапанов.

Клапаны включения/выключения — это, по сути, переключатели включения/выключения гидравлических систем. Двухпозиционные клапаны обычно используются в приложениях, где не требуется точное регулирование положения или скорости. Пропорциональные клапаны обеспечивают более плавное управление расходом гидравлических систем.

Эти клапаны обычно используются в приложениях, где требуется больший контроль, чем стандартный распределительный клапан. Несколько применений, требующих регулирования переменного расхода, в которых хорошо себя зарекомендовали пропорциональные клапаны, включают управление шагом ветряных турбин, обработку древесины, станки и формовку металлов. Если требуется определенное время и/или расположение, думайте пропорционально.

Чтобы определить, является ли клапан со встроенной или внешней электроникой лучшим выбором, необходимо провести углубленную оценку применения. Обычно встроенная электроника используется для локализации управления клапаном и упрощения проводки контроллера. Внебортовая электроника часто используется в зонах с высокой вибрацией и температурами, которые могут снизить производительность электроники.

Для управления внешним электронным клапаном требуется использование электронного модуля, который можно настроить на индивидуальные параметры, такие как желаемый ток привода соленоида и скорость изменения скорости. Встроенными электронными клапанами можно управлять напрямую с помощью стандартной команды, включающей 4–20 мА или ±10 В постоянного тока и поток, для того же уровня настройки.

Существует два варианта управления гидравлическими системами: разомкнутый и замкнутый. Говоря общими терминами учебника, система с разомкнутым контуром не может компенсировать любые помехи, которые изменяют управляющий сигнал контроллера. Системы с замкнутым контуром лишены этого недостатка; возмущения в системе компенсируются путем измерения выходного отклика и сравнения его с входным. Если наблюдается наблюдаемая разница (известная как сигнал ошибки), ошибка передается обратно в контроллер для настройки выходного сигнала до желаемого значения.

Например, существуют клапаны, управляемые пропорциональными соленоидами, которые не замыкают контур вокруг золотника изнутри. Они используются для ускорения и измерения.

Другие клапаны замыкают контур внутри положения золотника, но могут быть интегрированы в систему с замкнутым контуром. Погрешность системы измеряется датчиком; т.е. датчик положения или скорости на приводе, датчик давления или расходомер для еще большей точности. Электрогидравлические сервоклапаны, работающие в системах управления с обратной связью, предназначены для использования малой мощности и механической обратной связи для обеспечения точного управления.

Параметры, которые необходимо учитывать при выборе систем управления с разомкнутым и замкнутым контуром, включают:

Гистерезис: Разница в измеренном выходе между командами увеличения и уменьшения.

Реакция на скачок: время, необходимое от первоначальной команды до момента, когда клапан стабилизируется на желаемом выходе.

Частотная характеристика: максимальная скорость, на которой клапан может работать с точностью.

Внутренняя утечка: Обходной поток, присущий золотниковым клапанам из-за механических зазоров.

Пропускная способность: количество жидкости, которое может пройти через клапан.

Золотники пропорциональных клапанов обычно рассчитаны на номинальный расход при перепаде давления 10 бар, а золотники сервоклапанов обычно рассчитаны на номинальный расход при перепаде давления 70 бар. Равные дозирующие катушки обеспечивают симметричный поток к каждому рабочему отверстию. Это может быть полезно при приводе двигателя или двухштокового цилиндра с одинаковыми эффективными площадями. Одинаковые дозирующие золотники приведут к снижению скорости при втягивании одноштокового цилиндра из-за разницы площадей между штоком и поршнем.