電液比例閥控制器的製作方法
2023-05-08 21:05:16
專利名稱：電液比例閥控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種帶電源的脈寬調製節能基電液比例閥控制器。
現有的BYFZ系列電液比例閥與德國Rexroth公司的同類產品，其控制器採用帶顫振信號和集成線性放大電路，本機功耗大，效率低，發熱嚴重，溫漂大，性能不穩，顫振頻率不可調，電流上升和下降太快，易造成機械衝擊。面BQCBA系列電液比例閥與日本YUEN公司的同類產品，類似其控制器採用可控矽調壓電路，當小電流控制小流量時，電流一流量控制曲線滯環較大，控制不靈敏，溫度漂移較大，性能不穩，其輸出電流的交流電流成份的頻率不可調，給定電壓時，其電流上升和下降太快，易造成機械衝擊。
本實用新型的目的在於提供一種溫漂小，技術性能良好、可靠的電液比例閥控制器。
本實用新型是這樣實現的電液比例閥控制器由線性放大電路、比較放大電路、功率放大電路、電流反饋電路組成，其特徵在於線性放大電路與比較放大電路之間增加有限幅溫度補償電路，限幅溫度補償電路由運算放大器U3，外圍元件電容C4、可調電阻P3、溫度補償電阻R*組成，電容C4、可調電阻P3分別並接在運算放大器U3的輸出端和輸入端之間，運算放大器U3的輸出信號經過溫度補償電阻R*與電流反饋電路的反饋輸出信號混合後輸出入第一級比較放大電路的輸入端。比例運算放大器U3調整電壓的輸出，其比例值由電位器P3調整，C4起濾波作用，溫度補償電阻R*的阻值隨溫度的變大面減小，其隨溫度變化的阻值正好基本補償電路上因溫度變化而引起的電壓變化，使得輸出到下一級比較放大電路的電流值基本保持不變，從而進行了溫度補償。
圖1為本實用新型的電路框圖。
圖2a、圖2b、圖2c、圖2d、圖2e、圖2f分別為本實用新型的電路原理圖。
電液比例閥控制器出線性延時放大電路、限幅溫度補償電路、第一級比較放大電路、三角波發生器、第二級比較放大電路，功率放大電路和電流反饋電路組成，其中線性放大電路中合有延時電路，線性延時放大電路是由運算放大器U1和U2以及可調電阻P1、P2、積分電容C2等外圍元件器件組成，第一級運算放大器U1的輸出端串接有二極體D3和可調電阻P1並且接入第二級運算放大器U2的輸入端，可調電阻P2與二級管D4的串接電路與U1輸出端上的二極體D3和可調電陰P1的串接電路相併聯，前級並聯端通過電容C3和電阻R5的並聯電路接入U1的輸入端，積分電容C2接在U2的輸出端與輸入端之間，利用可調電阻P1、P2和積分電容C2的充放電，使給定的輸入信號延時輸出，並加上C1與R4相併聯的U1與U2之間的反饋電阻、電容電路，使延時電壓成線性變化(上升或下降)，其時間在0.1秒～5秒可調，這個給定電壓輸出的線性變化使提供給負載的電流也線性上升或下降，使機械無衝擊，用戶可根據要求對這個時間調整。
限幅和溫度補償電路由運算放大器U3、可調電阻P3、溫度補償電阻R*、濾波電容C4及其它外圍元件組成，可調電阻P3、濾波電容C4分別接在運算放大器U3的輸出端和輸入端之間，溫度補償電阻R*接在U3的輸出端上，R*隨溫度變化的阻值基本補償了電路上因溫度變化而引起的電壓變化，使得第一級比較放大器U3接收的電流值基本保持不變。
三角波發生器由兩級運算放大器U5、U6、頻率調整電位器P4，調配電阻R17、R18以及其它外圍元件組成，頻率調整電位器加在前級運算放大器U5的輸出端和後級運算放大器U6的輸入端之間，調配電阻R17加在U5的輸出端和輸入端之間，調配電阻R18加在U6的輸出端和U5的輸入端之間，其能提供穩定可調的三角波，線性良好，三角波的頻率調整由電位器P4進行，R17、R18採用一定阻值和固定的搭配，使三角波能穩定和良好線性，使其在一定範圍內不隨輸出負載的變化而改變幅值，可調的三角波頻率使脈寬調製輸出電壓的頻率改變，但不改變其幅值，則用戶可調整頻率，使液壓系統的噪聲最低。
三角波發生器的輸出端加在第二級比較放大電路的第二輸入端，第一級比較放大電路的輸出端加在第二級比較放大電路的第一輸入端上，第一、二級比較放大電路分別由運算放大器U4、U7及其外圍元件組成，功率放大電路由前級三極體和後級場效應管及其外圍元件組成，後級場效應管也可以三極體，電流反饋電路由運算放大器U8及其外圍元件和T型濾波電路組成，電流反饋電路的輸出信號，即U8的輸出信號與限幅溫度補償電路的U3的輸出信號混合後輸入至第一級比較放大器U4的第一輸入端，補償電路X 中U3輸出的給定電壓與U8輸出的電流反饋電壓相減，並與第一級比較放大器U4的第一輸入端上的分壓電阻R13、R14、R15提供的零點(零給定時)電壓(確保無給定電壓時U4輸出為負電壓)一起經U4放大，再與三角波發生器的輸出電壓進行比較，經過U7輸出為佔空比可變的電壓方波，再經兩級三極體T1和場效應管T2放大後提供給負載(比例電磁鐵)，改變給定電壓大小，即可改變電壓的佔空比，輸出電流的交流分量的波動幅度基本保持不變。場效應管T2一直處於全導通或截止狀態，其消耗功率非常小(最大約1W)，且功放電源只需電容穩壓即可，這樣可大大減少整機功耗。
本實用新型採用統一的控制電路，控制精度高、溫飄小，功耗大大降低，小電流信號控制靈敏度高，輸出電流按一定時間要求平滑上升或下降，且輸出電壓頻率在特定的範圍可調，使比例閥液壓系統穩定，滯環小，噪聲低，耐動態響應快。
權利要求1.一種電液比例閥控制器，由線性放大電路、比較放大電路、功率放大電路、電流反饋電路組成，其特徵在於線性放大電路與比較放大電路之間增加有限幅溫度補償電路，限幅溫度補償電路由運算放大器U3，濾波電容C4、可調電阻P3、溫度補償電阻R*及其它外圍元件組成，電容C4、可調電阻P3分別並接在運算放大器U3的輸出端和輸入端之間，運算放大器U3的輸出信號經過溫度補償電阻R*對與電流反饋電路的反饋輸出信號混合後輸入第一級比較放大電路的輸入端。
2.如權利要求1所述的電液比例閥控制器，其特徵在於線性放大電路中合有延時電路，該線性延時放大電路是由運算放大器U1和U2以及可調電阻P1、P2、積分電容C2及其它外圍元器件組成，第一級運算放大器U1的輸出端串接二極體D3和有可調電阻P1並接入第二級運行放大器U2的輸入端，可調電阻P2與二級管D4的串接電路與U1輸出端上的二極體D3和可調電陰P1的串接電路相併聯，前級並聯端通過電容C3和電阻R5的並聯電路接入U1的輸入端，積分電容C2接在U2的輸出端與輸入端之間，利用可調電阻P1、P2和積分電容C2的充放電，使給定的輸入信號延時輸出，並加上C1與R4相併聯的U1與U2之間的反饋電阻、電容電路，使延時電壓成線性變化
3.如權利要求1或2所述的電液比例閥控制器，其特徵在於比較放大電路為兩級，第二級比較放大電路的第二輸入端上連接有三角波發生器，三角波發生器由兩級運算放大器U5、U6、頻率調整電位器P4，調配電阻R17、R18以及其它外圍元件組成，頻率調整電位器加在前級運算放大器U5的輸出端和後級運算放大器U6的輸入端之間，調配電阻R17加在U5的輸出端和輸入端之間，調配電阻R18加在U6的輸出端和U5的輸入端之間，其能提供穩定可調的三角波。
4.如權利要求3所述的電液比例閥控制器，其特徵在於第一、第二級比較放大電路分別由運算放大器U4、U7及其外圍元件組成，第一級比較放大電路U4的輸出端加在第二級比較放大電路U7的第一輸入端，功率放大電路由前級三極體和後級場效應管及其外圍元件組成，電流反饋電路由運算放大器U8及其外圍元件和T型濾波電路組成，運算放大器U8的輸出信號與限幅溫度補償電路的U3的輸出信號混合後輸入至第一級比較放大器U4的第一輸入端。
5.如權利要求4所述的電液比例閥控制器，其特徵在於限幅電路中U3輸出的給定電壓與電流反饋電路中的運算放大器U8輸出的電流反饋電壓相減，並與第一級比較放大器U4的第一輸入端上的分壓電阻R13、R14、R15提供的零點電壓一起經U4放大，再與三角波發生器的輸出電壓進行比較，經過第二級比較運算放大器U7輸出為佔空比可變的電壓方波。
專利摘要一種電液比例閥控制器，由線性延時放大電路、限幅溫度補償電路、比較放大電路、功率放大電路、三角波發生器、電流反饋電路組成，採用統一的控制電路，控制精度高、溫漂小，功耗大大降低，小電流信號控制靈敏度高，輸出電流按一定時間要求平滑上升或下降，且輸出電壓頻率可調，使比例閥液壓系統穩定，滯環小，噪聲低，而動態響應快。
文檔編號F15B13/04GK2218271SQ9520227
公開日1996年1月24日 申請日期1995年1月28日 優先權日1995年1月28日
發明者唐露新 申請人:廣東機械學院