电子技术与液压技术的结合及发展
时间：2013-04-22 阅读：3556
电子技术与液压技术是一对矛盾的兄弟，一方面，电子技术的进步，特别直线电机得出现，使得液压技术又多了竞争对手，而且在许多方面都对液压技术造成了影响，另一方面，电子技术与液压技术的结合，又拓宽了液压的应用范围，也提高了技术水平，当前电液结合的液压元件是液压技术发展中的一个亮点。
近年来，流体传动技术借助和移植了电子技术、计算机技术、自动控制技术以及新材料和新工艺等后取得了显著成果。尤其是电子、IT技术和流体传动技术的相互融合，更使其提高了与电机传动的竞争能力，取得新的活力。
一、电液伺服阀和比例阀的性能不断提高
电液伺服阀和比例阀是在电液伺服比例系统中将微弱的电能转换为大的液压能量的输出，是该系统的关键元件。它决定系统的精度、频响和工作可靠性，因而自它面世以来，世界各国都对它的研究开发给予了足够的关注。特别在对产品的动态响应、控制精度及工作可靠性（耐污染能力）等方面取得不少成果。
1. 电液伺服阀产品
A. 直动型高频响电液伺服阀
该阀门内置线性永磁式力马达驱动阀芯运动，阀芯的位移由位移传感器进行检测，内置式电子放大器对主阀芯进行闭环控制，该阀的特点是：低泄漏、无先导级流量、能耗较低；阀芯驱动力大，永磁式力马达的驱动力为电磁铁的2倍，抗污染能力强；动态响应好，由于力马达自然频率为250Hz，使阀的动态性能好，且阀的频率与系统压力无关；低滞环、高分辨率、重复精度高；当断电和紧急停车时，阀芯可自动回到空位，使负载处于安全状态；为提高使用寿命，防止阀芯节流边磨损，一般使用时要求过滤精度为10μm（β75）。
B. 先导级为射流管的双级电液伺服阀
多年来一直生产喷咀档板型双级电液伺服阀，该阀具有高频响、高精度等性能，但是耐污染能力差，要求油液清洁度高。zui近发展
近年来，流体传动技术借助和移植了电子技术、计算机技术、自动控制技术以及新材料和新工艺等后取得了显著成果。尤其是电子、IT技术和流体传动技术的相互融合，更使其提高了与电机传动的竞争能力，取得新的活力。
一、电液伺服阀和比例阀的性能不断提高
电液伺服阀和比例阀是在电液伺服比例系统中将微弱的电能转换为大的液压能量的输出，是该系统的关键元件。它决定系统的精度、频响和工作可靠性，因而自它面世以来，世界各国都对它的研究开发给予了足够的关注。特别在对产品的动态响应、控制精度及工作可靠性（耐污染能力）等方面取得不少成果。
1. 电液伺服阀产品
A. 直动型高频响电液伺服阀
该阀门内置线性永磁式力马达驱动阀芯运动，阀芯的位移由位移传感器进行检测，内置式电子放大器对主阀芯进行闭环控制，该阀的特点是：低泄漏、无先导级流量、能耗较低；阀芯驱动力大，永磁式力马达的驱动力为电磁铁的2倍，抗污染能力强；动态响应好，由于力马达自然频率为250Hz，使阀的动态性能好，且阀的频率与系统压力无关；低滞环、高分辨率、重复精度高；当断电和紧急停车时，阀芯可自动回到空位，使负载处于安全状态；为提高使用寿命，防止阀芯节流边磨损，一般使用时要求过滤精度为10μm（β75）。
B. 先导级为射流管的双级电液伺服阀
多年来一直生产喷咀档板型双级电液伺服阀，该阀具有高频响、高精度等性能，但是耐污染能力差，要求油液清洁度高。zui近发展
了先导级为射流管的双级电液伺服阀。该阀动态性能好，耐污染能力强，主阀芯位置用位移传感器进行电反馈，由内置式电子放大器对阀芯进行闭环控制，具有故障保险（Fail-safe）功能。当出现意外断电故障时，可保障机器设备处于安全位置。zui低先导级的控制压力为2.5MPa，这一优点可使该阀应用于汽轮机之类的低压控制系统中。
C. D660系列伺服比例阀
D660系列伺服比例阀可用作二通、三通、四通和五通节流型的流量控制阀，适用于电液位置、电液速度、电液压力和电液力控制
C. D660系列伺服比例阀
D660系列伺服比例阀可用作二通、三通、四通和五通节流型的流量控制阀，适用于电液位置、电液速度、电液压力和电液力控制
系统中，具有很高的动态响应特性和可靠性，广泛应用于各种注塑机、中空成型机、压铸机、压力加工机械、造纸和木材加工等行业。其主要性能：流量范围30～1500 L/min（1.0MPa 阀压降）；zui大工作压力35.0 MPa；分辨率 <0.2%；滞环<1.0%；响应时间12～42ms；工作压力为21.0MPa。
2. 比例控制阀产品
比例阀具有价格低，耐污染能力强等优点，但与伺服阀比频率响应性能差，一般只用于开环系统。为了使其能用于高响应、高精高的闭环系统，各公司开发了高频比例控制阀。
二、 发展电子控制液压变量油泵，实现节能，提高精度
由电子控制装置实现变量柱塞泵的流量、压力和功率控制。电子控制装置主要由高频响电液比例阀、压力和位移传感器、电子控制器组成。用闭环控制取代原来的开环控制，通过微处理器改变微处理程序，实现泵的各种控制形式，合理的功率匹配和软启动，并适应负荷变化改变油泵参数（如流量和压力）。
在东京IFPEX 2005展览会上日本油研公司展出了带闭环控制和开环控制的变量柱塞泵，具有良好的节能效果。它们是A系列04型电液比例负荷传感型和A系列04E型电液比例流量、压力闭环控制型比例变量柱塞泵。
A系列04E型变量柱塞泵是以比例技术为基础结合电子技术和传感技术，实现闭环控制的变量柱塞泵。通过比例阀对压力和流量进行匹配控制，并由压力传感器和斜盘角度传感器对输出压力和流量持续监控，使输出的压力和流量更，更接近实际需要的压力和流量，所以更节能，控制精度也更高。
三、发展电气液压融合系统（Hybrid系统）
这是日本液压界建立的新概念，即将液压技术、电子技术、计算机技术和电气技术相融合，简称Hybrid系统。它是高速变频器（电机）和AC伺服电动机驱动定量泵的可变速的控制系统，在日本这类系统已经商品化。当执行器不工作时，电机转速以低速运行或停止运行，可以大量节省能量消耗，还可降低噪声和系统温升，油箱的容积和用油量大大减少。
四、适应PLC控制和总线连接
1． 低能耗电磁阀产品
低保持电流的小型电磁阀。DG4VL-3和DG4VL-5小型电磁阀的保持电流分别减低到6W和7.5W，是驱动电磁铁功率的1/4（保持电流为换向后使阀芯保持位置所需的电流）。
DG4VC-3和DG4VC-5微小电流控制的小型电磁阀的控制信号为24V、10mA；内置半导体开关，PLC可直接控制，不需外部继电器，从而可节省开关柜尺寸；适应总线M12接口。
2．气动元件
气动技术是自动化*的重要手段。近年来的发展动向是向小型化、低能耗、精度化、组合化、高速化和洁净化方向发展，尤其是气动系统的洁净化和低能耗等促进了半导体工业和制药工业的发展，国外一些展览会上更充分显示了气动技术的发展。
只要沿着此方向走下去，并不断跟踪和移植新技术成果，比如电子、信息、计算机、磨擦磨损等新技术、新工艺、新材料等成果，发挥流体传动的优点，克服能耗大、噪声大等缺点。作为现代传动与控制的重要组成部分的流体传动技术，将不断扩大应用领域，保持强大的竞争力，并不断向前发展。
2. 比例控制阀产品
比例阀具有价格低，耐污染能力强等优点，但与伺服阀比频率响应性能差，一般只用于开环系统。为了使其能用于高响应、高精高的闭环系统，各公司开发了高频比例控制阀。
二、 发展电子控制液压变量油泵，实现节能，提高精度
由电子控制装置实现变量柱塞泵的流量、压力和功率控制。电子控制装置主要由高频响电液比例阀、压力和位移传感器、电子控制器组成。用闭环控制取代原来的开环控制，通过微处理器改变微处理程序，实现泵的各种控制形式，合理的功率匹配和软启动，并适应负荷变化改变油泵参数（如流量和压力）。
在东京IFPEX 2005展览会上日本油研公司展出了带闭环控制和开环控制的变量柱塞泵，具有良好的节能效果。它们是A系列04型电液比例负荷传感型和A系列04E型电液比例流量、压力闭环控制型比例变量柱塞泵。
A系列04E型变量柱塞泵是以比例技术为基础结合电子技术和传感技术，实现闭环控制的变量柱塞泵。通过比例阀对压力和流量进行匹配控制，并由压力传感器和斜盘角度传感器对输出压力和流量持续监控，使输出的压力和流量更，更接近实际需要的压力和流量，所以更节能，控制精度也更高。
三、发展电气液压融合系统（Hybrid系统）
这是日本液压界建立的新概念，即将液压技术、电子技术、计算机技术和电气技术相融合，简称Hybrid系统。它是高速变频器（电机）和AC伺服电动机驱动定量泵的可变速的控制系统，在日本这类系统已经商品化。当执行器不工作时，电机转速以低速运行或停止运行，可以大量节省能量消耗，还可降低噪声和系统温升，油箱的容积和用油量大大减少。
四、适应PLC控制和总线连接
1． 低能耗电磁阀产品
低保持电流的小型电磁阀。DG4VL-3和DG4VL-5小型电磁阀的保持电流分别减低到6W和7.5W，是驱动电磁铁功率的1/4（保持电流为换向后使阀芯保持位置所需的电流）。
DG4VC-3和DG4VC-5微小电流控制的小型电磁阀的控制信号为24V、10mA；内置半导体开关，PLC可直接控制，不需外部继电器，从而可节省开关柜尺寸；适应总线M12接口。
2．气动元件
气动技术是自动化*的重要手段。近年来的发展动向是向小型化、低能耗、精度化、组合化、高速化和洁净化方向发展，尤其是气动系统的洁净化和低能耗等促进了半导体工业和制药工业的发展，国外一些展览会上更充分显示了气动技术的发展。
只要沿着此方向走下去，并不断跟踪和移植新技术成果，比如电子、信息、计算机、磨擦磨损等新技术、新工艺、新材料等成果，发挥流体传动的优点，克服能耗大、噪声大等缺点。作为现代传动与控制的重要组成部分的流体传动技术，将不断扩大应用领域，保持强大的竞争力，并不断向前发展。