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新型气动数字压力阀特性研究

来源:中国机械工程??作者: 杨庆华 欧昆增 鲍官军

  0 引言

  气动数字阀是气动控制的关键部件,目前常用的数字阀大多由比例阀或伺服阀等模拟信号控制元件构成,一般通过D/A接口实现数字控制,实质上是一种间接的数字控制。其缺点是:①由于控制器中存在模拟电路,易产生温漂和零漂;②增加了D/A接口电路;③比例电磁阀和力矩马达存在着固有的磁汇现象;④比例电磁铁的磁路由铁损而引起的温升较为严重。

  新型气动数字压力阀与比例阀或伺服阀相比,具有结构简单、工艺性好、价格低廉、抗干扰及抗污染能力强、重复性好、工作稳定可靠、功率小等优点[1-2]。本文建立了气动数字压力阀及阀控压力系统的数学模型,通过MATLAB对数字阀的动态特性和实验系统的压力特性进行了模拟仿真。

  1 结构及工作原理

  气动数字压力阀的结构如图1所示。它主要由步进电机模块、阀体模块和阀座模块三部分组成:步进电机模块主要包括步进电机和偏心机构;阀体模块主要包括阀芯和阀套;阀座模块主要包括阀座和连接板。

新型气动数字压力阀特性研究

  步进电机在控制信号的作用下工作并通过偏心机构作用于阀芯,偏心机构将其自身的旋转运动转化为阀芯的直线往复运动,从而实现步进电机对阀芯运动的控制。该阀为圆柱滑阀形式,圆柱滑阀在设计合理的情况下,可使阀芯的径向力得到很好的平衡,即静压力的合力为零。数字阀通过调整阀芯的位移来控制节流口的开度以起到调整阀口气体流量的目的。

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