[实用新型]一种电液伺服系统伺服放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及伺服放大器技术，特别是一种电液伺服系统伺服放大器。

背景技术

在大功率、大转动惯量的火炮、火箭炮随动系统应用领域，目前比较成熟的有直流电机调速技术，但直流电机维护麻烦，体积庞大；交流调速系统目前还没有可用到大功率随动系统上的成熟技术。而变量泵控制定量马达组成的容积调速系统具有响应速度快、功率/重量比大、负载刚性高和性能价格比高等特点。能实现高精度、高速度和大功率的控制。

在泵控马达容积式伺服系统中，由伺服放大器、伺服阀、变量泵斜盘油缸、反馈机构、线性旋转变压器、控制油路拖动电机、叶片泵、变量泵拖动电机及相应的管路等组成的内环(位移环)对系统的速度平稳性、快速性等起了决定性的作用。伺服放大器在系统中完成指令信号的调节、位移环负反馈信号的调理与指令信号的综合，最后输出到输出级驱动电液伺服阀，实现变量泵斜盘倾角的闭环控制。由于变量泵的斜盘倾角决定了供给液压马达的流量，从而实现了液压马达的调速。所以伺服放大器是泵控马达的关键部件，其性能的优劣直接关系到系统的动静态指标。通常的伺服放大器设计采用电阻、电容、三极管、二极管等分离器件，参数漂移、离散，工作稳定性差，调试麻烦等。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种新的伺服放大器。该放大器无参数飘逸、离散问题，工作稳定性好，调试简单。

本实用新型因此提出一种电液伺服系统伺服放大器，该伺服放大器以集成元件为主，由一个相敏放大器、三个运算放大器、二个功率放大器、一个隔离放大器、一个直流电源隔离模块及若干电阻、电容、二极管等组成，分别接线性旋转变压器反馈信号、相敏放大器参考激磁信号、位置环控制器送来的速度指令、经电源隔离模块隔离外部直流电源及伺服阀控制线圈。该伺服放大器接收电反馈机构上的线性旋转变压器反馈信号，通过相敏放大器把该交流信号调理成直流信号，该直流信号与变量泵斜盘偏转角度成线性关系，与速度指令信号综合后，驱动伺服放大器输出级完成信号的放大，进而驱动电液伺服阀，通过控制油路实现变量泵斜盘的位置闭环控制，进而实现定量马达的速度控制。所述电反馈机构安装于变量泵斜盘上，实时反馈斜盘的位置。

本实用新型的有益效果是：采用以集成元件为主设计而成的伺服放大器，调试简单、工作稳定可靠。

附图说明

图1是电液伺服系统的系统原理图；

图2是电液伺服系统的组成框图；

图3是本实用新型电液伺服系统伺服放大器的原理图。

图中：1.液压工作站，2.电液伺服阀，3.旋转变压器，4.拖动电机，5.斜盘式轴向柱塞变量泵，6.高压溢流阀，7.斜轴式定量柱塞马达。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，液压工作站上的补油电机以恒定的速度驱动同轴安装的齿轮泵，液压油从油箱通过一个过滤器、单向阀、两级精滤、电磁溢流阀定压后进入伺服阀的进油口。电液伺服阀是电液转换和放大器件，将伺服放大器送来的电信号转换并放大为流量和压力输出的液压信号。伺服放大器实现电液伺服阀的开口方向、大小的闭环控制。伺服放大器和电液伺服阀在稳定的压力油源作用下，实现了变量泵斜盘油缸的位置控制。与变量泵同轴相连的辅泵有两个作用，一是提供流量，对变量泵有冷却作用；二是提供压力油源，保持低压腔的相对压力，提供充足的压力油源补充内部漏损。来自辅泵的液压油源通过单向阀直接进入由变量泵和定量马达组成的主回路低压腔，油液在一个连续的闭式回路里流动，当变量泵斜盘的位置确定后，则主回路中的流量由泵的转速和排量决定。定量马达接受来自变量泵的压力油源，转换为马达输出，马达转速和方向分别与主回路的流量大小、方向一一对应。拖动电机与变量泵同轴连接，为泵控马达提供动力油源，高压溢流阀起保护作用。

参照图2，本实用新型电液伺服系统伺服放大器接收位置控制器(可以是数字控制器，也可以是模拟控制器)发出的速度指令信号，同时接收线性旋转变压器反馈的变量泵斜盘位置信号，经信号选择网络、相敏整流、系统校正、输出到输出级完成信号放大。由伺服放大器、伺服阀、变量机构、线性旋转变压器组成的内环称为位移环，位移环实现了通过伺服放大器驱动伺服阀完成变量泵斜盘的闭环控制，从而控制供给液压马达的流量，进而实现了液压马达的调速。根据理论和实践经验，通过位置环实现的系统控制精度依赖于位移环性能的优劣。所述位置环由变量泵、定量马达、被控对象、位置传感器、位置控制器和位移环组成。

参照图3，本伺服放大器由相敏放大器U1，运算放大器IC1、IC2、IC3，功率放大器U2、U3，隔离放大器U4，直流电源隔离模块U5及若干电阻、电容、二极管等组成。相敏放大器U1的第2，3端子接稳压网络钳制电压，第9端接至运算放大器IC1A输入端。隔离放大器U4第7端输出到由电阻R10、R7、运算放大器IC3A组成的放大器及由运算放大器IC3B组成的射极跟随器，然后与来自运算放大器IC1A的信号在运算放大器IC1B处进行综合，经运算放大器IC2进行电压跟随，运算放大器IC2输出的信号经过功率放大器U2、U3进行电流放大输出，由电阻R3、R11、电位计W3组成的电路可对输出电压进行调节。该伺服放大器与位移环采用模块化接口，1、2端子接线性旋转变压器反馈信号，3、4端子接相敏放大器的参考激磁信号，5、6端子接位置环控制器发送的速度信号，7、8端子接外部直流24V电源，经电源隔离模块后，提供本伺服放大器所需的直流电源，9、10、11端子接伺服阀控制线圈，连接形式为差动控制，电路对称，在环境温度变化(-20～+70℃)和电源波动(9～36V)的情况下，系统工作稳定、可靠。可以很好地适应大功率电液随动系统和舰用条件要求。