PWM液压阀在隧道掘进机推进液压系统中的应用

2. PWM液压阀工作原理

执行元件的控制方式有2种：一是开环控制方式，二是是闭环控制方式。开环控制方式是采用数字信号控制伺服阀，从而控制执行元件的运行速度和位移。闭环控制方式过程如下：系统的温度、压力以及执行元件的运行速度和位移等信号反馈给控制器，控制器将该信号与设定值进行比较分析后，输出相应的模拟信号，通过比例阀或高速开关阀（PWM)自动调整执行元件的位置。

图1 脉冲调制器的原理

开环控制方式虽然可以通过发射脉冲信号完成动作控制，但无法补偿因系统温度、压力负载、内泄等引起的速度和位移变化，为此常采用闭环方式对精度要求较高的执行元件进行控制。

采用PWM液压阀控制推进液压缸的工作原理如图2所示，其主要由CPU控制器、转换器（A/D、D/A）、PWM功率放大器、位移传感器、PWM液压阀和推进液压缸组成。PWM液压阀根据脉宽调制信号来调整进入推进液压缸的平均流量，在此基础上，将4个PWM液压阀适当组合，便可自动对推进液压缸的运动方向和位移进行调整。

系统的指令信号与各种监测传感器的反馈信号，由A/D0和A/D1转换成数字信号进入CPU控制器。CPU控制器输出控制信号U，经过D/A转换器转换成模拟信号，再经脉宽调制后进入到PWM功率放大器。

PWM功率放大器的驱动单元D1与D4同步（同时开通或断开），分别与PWM液压阀1、4相连；D2则与D3保持同步，分别与PWM液压阀2、3相连。D1和D4接通时，PWM液压阀1、4处于开启状态，D2、D3则断开，PWM液压阀2、3处于关闭状态。反之亦然。

当U＞0时，D1与D4驱动PWM液压阀1、4动作，推进液压缸向右运动。当U＜0时，D2和D3驱动PWM液压阀2、3动作，推进液压缸向左运动。当U=0时，推进液压缸运动停止。

图 2 采用PWM液压阀控制推进液压缸的工作原理

责任编辑：David