無閥電液伺服系統

傳統的電液伺服控制系統在工作中能量損失較大，對介質的污染非常敏感，制造精度要求很高且造價昂貴，出現故障時不易查找原因，管理維修費用奇高，對溫度的變化也比較敏感。這些弊端極大限制了傳統系統的應用和普及。近年來，伺服比例控制、數字控制等技術取得了許多新成就，但大都沒有從根本上克服以上弊端。無閥電液伺服控制系統是近幾年在國際液壓技術界出現的一項技術革新成果，它克服了傳統系統的某些缺陷，具有抗污染能力強、節能、造價低、可靠性高、安裝連接簡便等顯著特點。

1．原理結構

傳統系統主要是用電液伺服閥控制執行元件來獲得伺服動作，液壓泵輸出的液壓能要經過繁瑣的電器、機械位移轉換，才能最終實現系統所要達到的方向、位置、速度要求。由于電液伺服閥系高精密元件，對工作介質的清潔度要求非常苛刻，因此，其制造成本和使用成本都很高。

圖46為無閥電液伺服系統原理框圖。可以看出：無閥系統采用交流伺服電動機直接驅動雙向定量液壓泵，由于充分發揮了交流伺服電動機的特性而不用電液伺服閥，因此克服了電液伺服閥給伺服系統帶來的許多弊端，其制造成本和使用成本均大幅度下降，而且還可以很方便地將電動機、液壓泵、油箱、執行元件、位置傳感元件集為一體，組成無閥電液伺服控制裝置直接使用(見圖47)。由于交流伺服電動機可以直接實現變速、變向、限轉矩，因此，無閥裝置可以很方便地改變執行元件的運動方向、速度。閉環系統中，位置控制采用位移傳感器進行反饋，控制精度可以得到有效保證。交流伺服電動機可以很方便地實現微機控制，因此，在自動控制方面，無閥系統具有很強的適應性。通過改變控制程序，無閥裝置可以很方便地得到正弦波、方波等特殊運動形式。

2．技術性能及應用

為說明無閥系統的技術性能，將傳統與無閥兩種電液伺服系統列表對比，詳情見下表。

傳統系統與無閥系統性能對比

從上表中不難看出，傳統系統在控制精度、頻率響應兩方面有著明顯優勢，但在實際工業應用中，2～5Hz的頻響則完全可以滿足大多數伺服系統要求。在控制精度方面，傳統系統要獲得高控制精度，只有選用零重疊（零開口）特性的伺服閥才可使系統獲得滿意的精度和穩定性。實際上，無閥系統在負載較為穩定的場合，通過對控制參數的合理調整，也可以實現較高控制精度。在其他方面，由于無閥系統具有高效、節能、小型集成化、操作安裝簡單等優點。近年來，無閥系統在國外生產的多種設備和生產裝置上得到成功應用。根據無閥系統的特點，在船舶舵機控制、連鑄熔鋼流量控制（結晶器液面控制）、閥門控制、六自由度仿真平臺（模擬系統）、液壓機器人（機械手）、水輪機調速系統、液壓沖鍛設備（多缸同步系統）、工程機械液壓控制系統等幾個方面，無閥系統可獲得滿意的使用效果。