Servovalve electrohidraulice - acționări

Tema de casa

Amplificatoare (Servovalve) Electrohidraulice

DEFINIRE SI CLASIFICARE

Un amplificator electrohidraulic este un subsistem complex care realizeaza transformarea unui semnal de natura electrica (tensiune sau curent) într-un semnal de natura hidraulica (debit sau presiune). În versiunea industriala, un astfel de element este compus dintr-un convertor electromecanic si un element mecanohidraulic de reglare a debitului sau presiunii.

Din punctul de vedere al Teoriei Sistemelor, aceste elemente sunt amplificatoare, deoarece raportul dintre puterea hidraulica comandata si puterea electrica de comanda este mult mai mare ca 1, valorile uzuale fiind cuprinse între 103 si 106.

În ansamblu, amplificatoarele electrohidraulice pot fi utilizate la reglarea debitului si presiunii sau la reglarea indirecta a altor marimi în cadrul unei transmisii hidraulice: moment, forta, turatie, viteza, pozitie, unghi etc.

Conversia (transformarea) electrohidraulica a semnalelor se realizeaza în prezent prin mai multe tipuri de dispozitive care utilizeaza interactiunea câmp electric - câmp magnetic.

Dintre acestea, în industrie se utilizeaza pe scara larga numai trei tipuri:

- convertorul cu magnet permanent si bobina mobila

- convertorul cu magneti permanenti si bobine fixe ("motorul de cuplu")

- electromagnetul proportional

Se urmareste analiza structurii, constructiei, functionarii si descrierii comportamentale a Amplificatoarelor Electrohidraulice bazate pe convertoarele mentionate.

I . Amplificatoare Electrohidraulice cu BOBINA MOBILA

Un convertor cu magnet permanent si bobina mobila (fig. 1) este format dintr-un magnet permanent cilindric, o armatura fixa cu simetrie axiala si o bobina mobila amplasata pe un suport diamagnetic (aluminiu) în întrefierul circuitului magnetic.

În întrefier liniile de câmp magnetic sunt radiale. Daca bobina este parcursa de un curent, asupra ei se exercita o forta axiala al carei sens se stabileste cu regula mâinii drepte. Marimea fortei se calculeaza cu relatia

în care B este inductia magnetica; U - tensiunea aplicata bobinei; K - constanta amplificatorului.

Caracteristica de regim stationar a convertorului este strict liniara si nu este afectata de histerezis (fig. 2), datorita lipsei fenomenului de autoinductie. În acelasi timp puterea sa specifica (kW/kg) este relativ mica; în plus, convertorul este sensibil la accelerari în directia axiala. Uzual, pentru B=1T si Umax =10V, F =100N. Din punct de vedere dinamic, convertorul cu bobina mobila poate fi caracterizat printr-o functie de transfer de ordinul I, cu o constanta de timp de ordinul milisecundelor.

Fig. 1. Convertor electromecanic cu bobina mobila.

Fig. 2. Caracteristica regimului stationar a unui convertor electromecanic cu bobina mobila.

Convertorul cu bobina mobila este larg utilizat în structura amplificatoarelor electrohidraulice monoetajate sau bietajate, precum si a regulatoarelor de turatie electrohidraulice. Cel mai simplu amplificator electrohidraulic monoetajat este "potentiometrul electrohidraulic" (figura 3) produs de firma DOWTY (Anglia).