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比例閥為什么需要比例閥放大器，要解決這個(gè)問(wèn)題首先我們要了解比例閥的原理和結(jié)構(gòu)。

各種液壓閥的操縱、控制都是通過(guò)力（力矩）或位移（角位移）形式的機(jī)械量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其可以通過(guò)手動(dòng)、氣動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)及其組合方式進(jìn)行。一般采用電液控制，通過(guò)電-機(jī)械（E-M）換能器將電量轉(zhuǎn)換成控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)所需的機(jī)械量，比例閥的機(jī)械（E-M）換能器通常是比例電磁鐵，具有足夠的輸出力和位移。

比例閥通常由閥體、閥芯、復(fù)位彈簧和比例電磁鐵等組成，比例電磁鐵實(shí)際是一個(gè)輸出力與輸入電流呈線性變化的電磁線圈，電磁鐵將電流轉(zhuǎn)化為作用在閥芯上的力，以克服彈簧的彈力，從而控制閥芯的位移，閥芯與閥體形成的開(kāi)口大小決定閥的流量或壓力。

比例電磁鐵為了輸出克服彈簧力和液動(dòng)力，必須要有足夠的電流，不同的廠家的比例電磁鐵，最大位移所需的電流值通常在600-3000mA不等,而工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通常是0-5v/0-10v/-5-+5v/-10-+10v的電壓信號(hào)或0-20mA/4-20mA電流信號(hào)，控制信號(hào)帶負(fù)載能力很弱，不足以推動(dòng)比例電磁鐵。比例閥放大器起到一個(gè)信號(hào)匹配的作用，接收微弱的控制信號(hào)，輸出比例電磁鐵所需的電流，同時(shí)比例閥放大器加入了各種必要的環(huán)節(jié)，如死區(qū)調(diào)整/增益調(diào)整/斜坡時(shí)間/顫振調(diào)節(jié)等。內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管叫電磁鐵。當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個(gè)磁體，這樣由于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng)，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時(shí)針，另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同，兩線圈對(duì)鐵芯的磁化作用將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做，而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后，將長(zhǎng)期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流的大小來(lái)控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。

比例電磁鐵概述  
       比例電磁鐵作為電液比例控制元件的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器件，其功能是將比例控制放大器輸給的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成力或位移。比例電磁鐵推力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)油質(zhì)要求不高，維護(hù)方便，成本低廉，銜鐵腔可做成耐高壓結(jié)構(gòu)，是電液比例控制技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器。比例電磁鐵的特性及工作可靠性，對(duì)電液比例控制系統(tǒng)和元件具有十分重要的影響，是電液比例控制技術(shù)關(guān)鍵部件之一。
       電液比例控制技術(shù)對(duì)比例電磁鐵提出了一定的要求，主要有:
1)水平的位移一力特性，即在比例電磁鐵有效工作行程內(nèi)，當(dāng)線圈電流一定時(shí)，其輸出力保持恒定。
2)穩(wěn)態(tài)電流一力特性具有良好的線性度，較小的死區(qū)及滯回。
3)階躍響應(yīng)快，頻響高。

比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)和工作原理 
       雖然目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中比例電磁鐵的品種繁多，但其基本的結(jié)構(gòu)和原理大體相同。
       由圖1可知，典型的耐高壓比例電磁鐵主要由導(dǎo)套、銜鐵、外殼、極靴、線圈、推桿等組成。導(dǎo)套前后兩段為導(dǎo)磁材料，中間則用一段非導(dǎo)磁材料(隔磁環(huán))焊接。導(dǎo)套具有足夠的耐壓強(qiáng)度(約可承受35MPa的靜壓力)。導(dǎo)套前段和極靴組合，形成帶錐型端部的盆型極靴，其相對(duì)尺寸決定了比例電磁鐵穩(wěn)態(tài)特性曲線的形狀。導(dǎo)套和殼體之間配置同心螺線管式控制線圈。銜鐵的前端裝有推桿，用以輸出力或位移;后端裝有彈簧和調(diào)節(jié)螺釘組成的調(diào)零機(jī)構(gòu)，可以在一定范圍內(nèi)對(duì)比例電磁鐵特性曲線進(jìn)行調(diào)整。
       比例電磁鐵一般為濕式直流控制，與普通直流電磁鐵相比，由于結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計(jì)，使之形成特殊的磁路，從而使它獲得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，與普通直流電磁鐵的吸力特性有著本質(zhì)區(qū)別。
       比例電磁鐵的磁路，在工作氣隙附近被分成兩部分Φ1和Φ2，如圖３(a)所示。其中，一條磁路中Φ1由前端蓋盆型極靴底部，沿軸向工作氣隙，進(jìn)入銜鐵，穿過(guò)導(dǎo)套后段和導(dǎo)磁外殼回到前端蓋極靴，產(chǎn)生軸向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2經(jīng)盆型極靴錐形周邊(導(dǎo)套前段)，徑向穿過(guò)工作氣隙進(jìn)入銜鐵，而后與Φ1匯合，產(chǎn)生軸向附加力F2。這種特殊形式磁路的形成，主要是由于采用了隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一帶錐形周邊的盆型極靴。因此，盆口部位幾何形狀及尺寸，需要經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究才能決定。由于電磁作用，F(xiàn)1和F2二者綜合得到比例電磁鐵的位移一力特性。在工作區(qū)域內(nèi)，電磁力F，相對(duì)于銜鐵位移基本呈水平力特性關(guān)系

GLL2-7
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