[发明专利]主动先导级控制的电液比例流量阀与控制装置及控制方法

说明书

本发明属于液压伺服与比例控制系统电液比例流量阀技术领域，具体是一种主动先导级控制的电液比例流量阀与控制装置及控制方法。包括主阀、柱塞泵/马达、伺服电机、控制电路和集成一体化壳体，所述的集成一体化壳体内设置有电路安装板、伺服电机腔和柱塞泵安装腔，电路安装板上安装有控制电路，控制电路上设置有信号输入输出口和电源输入口，伺服电机腔内安装有伺服电机，伺服电机由控制电路控制，伺服电机腔两端分别设置有与外界连通的冷却进油口和冷却回油口，柱塞泵安装腔内安装有柱塞泵/马达，伺服电机通过花键轴与柱塞泵/马达连接，柱塞泵/马达与主阀连接。本发明的能量回馈制动无须改变系统硬件结构，只需对回馈电流进行柔性控制。

技术领域

本发明属于液压伺服与比例控制系统电液比例流量阀技术领域，具体是一种主动先导级控制的电液比例流量阀与控制装置及控制方法。

背景技术

重大机械装备的现代化水平是我们国家科技发展水平的重要标志之一，由于重大机械装备较多数利用的是液压驱动方式，因而重大装备的发展水平很大程度上体现在电液控制系统的性能水平上，而液压元件的技术水平是决定电液控制系统性能水平的重要指标。电液比例流量阀是很多重大机械装备中电液控制系统的核心部件，在海洋工程、铁路隧道工程、航空、航天、核电等领域得到了广泛的应用，成为流体传动及控制技术领域最重要的控制元件之一。

传统电液比例流量阀具有良好的静动态特性，但低工作压力范围的可控性差、动态响应慢；当负载压力变化时，主阀流量也会随之发生较大的变化。为了减小负载变化对主阀的影响，需要在阀的主流道上设置压差补偿器或流量检测元件，这样，不仅增大了阀的体积及制造难度，还削弱了阀的通流能力，造成较大的能量损耗并且引起发热。对于大流量的应用场合，由于能量损耗的制约，这样的技术便无用武之地，只能通过控制阀的开口面积间接控制流量，影响主阀的控制性能。受负载变化的影响，使得控制精度降低是制约高精度电液比例流量阀的关键性技术难题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种主动先导级控制的电液比例流量阀与控制装置及控制方法。

本发明采取以下技术方案：一种主动先导级控制的电液比例流量阀与控制装置，包括主阀、柱塞泵/马达、伺服电机、控制电路和集成一体化壳体，所述的集成一体化壳体内设置有电路安装板、伺服电机腔和柱塞泵安装腔，电路安装板上安装有控制电路，控制电路上设置有信号输入输出口和电源输入口，伺服电机腔内安装有伺服电机，伺服电机由控制电路控制，伺服电机腔两端分别设置有与外界连通的冷却进油口和冷却回油口，柱塞泵安装腔内安装有柱塞泵/马达，伺服电机通过花键轴与柱塞泵/马达连接，柱塞泵/马达与主阀连接。

其中，控制电路的信号输入输出口通过比较器I与速度控制器连接，速度控制器依次通过限幅器I、比较器II与电流控制器连接，电流控制器通过与限幅器II与PMW连接，PMW与逻辑判断器连接，逻辑判断器与逆变器连接，逆变器与比较器II连接，速度控制器通过方向判断器与逻辑判断器连接，逆变器与控制器连接，控制器上接有泄放电路、蓄电池和负载，控制器与伺服电机连接，控制器与伺服电机之间还连接有电流/电压传感器，伺服电机由电流控制器控制。

进一步的，主阀包括主阀控制腔，主阀控制腔上分别设置有A口、B口和C口，主阀控制腔内设置有可上下移动的阀芯，阀芯上端与主阀壳体之间设置有弹簧，所述的阀芯内设置有单向阀I和单向阀II，单向阀I一端与A口连通，单向阀I另一端与C口连通，单向阀II一端与B口连通，单向阀II另一端与C口连通，B口和C口分别接柱塞泵/马达的进出油口。

进一步的，伺服电机包括伺服电机转子和伺服电机定子，伺服电机转子设置在伺服电机定子内，伺服电机转子内部为中空结构。

一种主动先导级控制的电液比例流量阀与控制装置的控制方法，包括以下步骤，