Giáo trình Điều khiển tự động hệ thủy lực: Phần 2

Giáo trình Điều khiển tự động hệ thủy lực: Phần 2 tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Các phần tử điều khiển cơ bản trong hệ điều khiển tự động thủy lực; Điều khiển vị trí, vận tốc và tải trọng trong hệ truyền động thủy lực; Tính toán, thiết kế các mạch điều khiển tự động thủy lực. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điều khiển tự động hệ thủy lực: Phần 2 Ch−¬ng 5 C¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn c¬ b¶n trong hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng thñy lùc 5.1. Van ®iÒu khiÓn Trong c¸c ch−¬ng tr−íc chóng ta ®· cã dÞp lµm quen víi c¸c lo¹i van ®iÒu khiÓn vµ kh¶ n¨ng øng dông cña chóng trong c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn, phÇn nµy sÏ tr×nh bµy vÒ nguyªn lý lµm viÖc, kÕt cÊu vµ mét sè ®Æc tÝnh cña chóng. Van servo ®−îc øng dông vµo ngµnh hµng kh«ng trong nhiÒu n¨m qua vµ gÇn ®©y ®−îc øng dông réng r·i ë c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c. Tuy nhiªn víi sù tiÕn bé cña kü thuËt, trong vµi n¨m trë l¹i ®©y nhiÒu h·ng s¶n xuÊt ®· chÕ t¹o ®−îc van tØ lÖ cã ®Æc tÝnh gÇn gièng víi ®Æc tÝnh cña van servo nh−ng gi¸ thµnh l¹i thÊp h¬n, nªn tïy theo yªu cÇu cña thiÕt bÞ mµ khi chän van cÇn cÇn nh¾c c¶ yªu cÇu kü thuËt lÉn gi¸ thµnh cña chóng. PhÇn nµy sÏ giíi thiÖu vÒ c¸c lo¹i van tr−ît ®iÒu khiÓn th«ng dông trong ®ã cã chó träng ®Õn c¸c vÊn ®Ò kü thuËt cña van servo, trªn c¬ së cña van nµy ta cã thÓ suy luËn, nghiªn cøu c¸c lo¹i van cã ®Æc tÝnh kü thuËt thÊp h¬n. 5.1.1. Van tr−ît cã mÐp ®iÒu khiÓn d−¬ng, trung gian vµ ©m x(+) P P A T A T x> 0 x0 =0 a) c) Q x 0 I P A T x0 < 0 x b) d) H×nh 5.1. S¬ ®å c¸c lo¹i mÐp ®iÒu khiÓn cña van a - Van cã mÐp ®iÒu khiÓn d−¬ng (+x0); b - Van cã mÐp ®iÒu khiÓn trung gian(x0 = 0); c - Van cã mÐp ®iÒu khiÓn ©m (-x0); d- §Æc tÝnh lý thuyÕt Q - x (Q - I). 107 HÇu hÕt c¸c lo¹i van ®iÒu khiÓn ®Òu sö dông lo¹i van kiÓu con tr−ît. Tuú thuéc vµo vÞ trÝ t−¬ng ®èi cña c¸c mÐp trªn con tr−ît vµ mÐp thµnh van mµ van tr−ît ®−îc ph©n thµnh ba lo¹i (h×nh 5.1) nh− sau : - Khi x0 > 0 gäi lµ van tr−ît cã mÐp ®iÒu khiÓn d−¬ng, con tr−ît di chuyÓn trong vïng x0 l−u l−îng vÉn b»ng 0 vµ vïng nµy cã thÓ gäi lµ vïng chÕt (hoÆc vïng che phñ). - Khi x0 = 0 gäi lµ van tr−ît cã mÐp ®iÒu khiÓn trung gian. - Khi x0 < 0 gäi lµ van tr−ît cã mÐp ®iÒu khiÓn ©m, t¹i vÞ trÝ trung gian (con tr−ît ch−a di chuyÓn) ®· h×nh thµnh tiÕt diÖn ch¶y vµ l−u l−îng dÇu ®· qua van. §Æc tÝnh Q - x (hoÆc Q - I) lý thuyÕt cña c¸c lo¹i van trªn thÓ hiÖn ë h×nh 5.1d. Thùc tÕ rÊt khã thùc hiÖn van tr−ît cã mÐp ®iÒu khiÓn trung gian (x0 = 0) nªn rÊt Ýt dïng trong thùc tÕ. §èi víi van tr−ît cã mÐp ®iÒu khiÓn d−¬ng ®Ó con tr−ît v−ît qu¸ vïng chÕt th× dßng ®iÖn ®Çu vµo cÇn thiÕt ®Ó con tr−ît di chuyÓn x = x0 ph¶i nhá h¬n 4% dßng ®iÖn cùc ®¹i. Yªu cÇu nµy nh»m khèng chÕ sai sè ®iÒu khiÓn trong ph¹m vi cho phÐp. 5.1.2. Ph©n lo¹i van tr−ît ®iÒu khiÓn HiÖn nay van tr−ît ®iÒu khiÓn ®−îc chia lµm ba lo¹i, theo chÊt l−îng ®iÒu khiÓn ng−êi ta s¾p xÕp theo tr×nh tù tõ thÊp ®Õn cao nh− sau : Van ®ãng Van tû lÖ van më servo Van ®ãng Van ®ãng më Van tû lÖ Van tû lÖ Van tû lÖ hiÖu Van servo Van servo më ®iÒu khiÓn kh«ng cã suÊt cao kü thËt sè con tr−ît ph¶n håi H×nh 5.2. S¬ ®å ký hiÖu vµ ph©n lo¹i van ®iÖn thñy lùc 1- Van solenoid (solenoid valves). - Van solenoid ®ãng më (on/off solenoid valves). - Van solenoid ®iÒu khiÓn (on/off solenoid valves with spool control). 2- Van tû lÖ (proportional valves). - Van tû lÖ kh«ng ph¶n håi (non-feedback proportional valves). - Van tû lÖ cã ph¶n håi (feedback proportional valves). - Van tû lÖ hiÖu suÊt cao (high performance proportional valves). 3. Van servo (servo-valves). - Van servo. - Van servo kü thuËt sè (digitally controlled servo-valves). 108 5.1.3. Van solenoid CÊu t¹o cña van solenoid gåm c¸c bé phËn chÝnh (h×nh 5.3) lµ: loai ®iÒu khiÓn trùc tiÕp (h×nh 5.3a) gåm cã th©n van, con tr−ît vµ hai nam ch©m ®iÖn; lo¹i ®iÒu khiÓn gi¸n tiÕp (h×nh 5.3b) gåm cã van s¬ cÊp 1, cÊu t¹o van s¬ cÊp gièng van ®iÒu khiÓn trùc tiÕp vµ van thø cÊp 2 ®iÒu khiÓn con tr−ît b»ng dÇu Ðp, nhê t¸c ®éng cña van s¬ cÊp. Con tr−ît cña van sÏ ho¹t ®éng ë hai hoÆc ba vÞ trÝ tïy theo t¸c ®éng cña nam ch©m. Cã thÓ gäi van solenoid lµ lo¹i van ®iÒu khiÓn cã cÊp. 6 3 1 5 2 4 a) b) H×nh 5.3. CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña van solenoid a- CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña van solenoid ®iÒu khiÓn trùc tiÕp (1, 5 - vÝt hiÖu chØnh vÞ trÝ cña lâi s¾t tõ; 2, 4 - lß xo; 3, 6 - cuén d©y cña nam ch©m ®iÖn); b- CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña van solenoid ®iÒu khiÓn gi¸n tiÕp (1 -van s¬ cÊp; 2 - van thø cÊp). 5.1.4. Van tû lÖ CÊu t¹o cña van tû lÖ cã gåm ba bé phËn chÝnh (h×nh 5.4) lµ : Th©n van, con tr−ît, nam ch©m ®iÖn. §Ó thay ®æi tiÕt diÖn ch¶y cña van, tøc lµ thay ®æi hµnh tr×nh cña con tr−ît b»ng c¸ch thay ®æi dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn nam ch©m. Cã thÓ ®iÒu khiÓn con ...