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德國REXROTH比例閥調(diào)制量與平均輸出關(guān)系
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REXROTH比例閥在脈寬調(diào)制氣動伺服系統(tǒng)中，脈寬調(diào)制伺服閥完成信號的轉(zhuǎn)換與放大作用，其常見的結(jié)構(gòu)有四通滑閥型和三通球閥型。下圖所示為滑閥式脈寬調(diào)制伺服閥的結(jié)構(gòu)原理圖。滑閥兩端各有一個電磁鐵，脈沖信號電流加在兩個電磁鐵上，控制閥芯按脈沖信號的頻率往復(fù)運(yùn)動。
REXROTH比例閥脈寬調(diào)制伺服閥的性能主要是動態(tài)響應(yīng)和對稱性要求。假設(shè)加在電磁鐵上的是方波脈沖信號，從電磁鐵接到信號到執(zhí)行元件開始動作這段時間稱信號的延遲時間。延遲時間包括三部分，一是電磁線圈中電流由零逐漸增大到銜鐵開始運(yùn)動的電流增長時間；二是銜鐵與閥芯一起運(yùn)動的時間；三是從節(jié)流口打開、執(zhí)行元件工作腔進(jìn)行放氣到執(zhí)行元件開始動作的固定容器充放時間。前兩部分時間是由脈寬調(diào)制伺服閥決定。脈寬調(diào)制氣動伺服的工作頻率一般是十幾赫茲到二三十赫茲。為了滿足動態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)，要求延遲時間越短越好，一般控制在1~2ms以內(nèi)。 所謂對稱性要求，對四通滑閥，閥芯往復(fù)運(yùn)動的響應(yīng)要一致，即加在兩個電磁鐵上的脈沖信號在傳遞過程中延遲時間應(yīng)基本相同，兩輸出口的壓力與流量應(yīng)基本相同；對三通球閥，對應(yīng)脈沖信號上升沿下降沿的延遲時間應(yīng)基本相同，球閥的充氣過程和排氣過程應(yīng)基本相同。由于三通球閥與差動氣缸匹配，其對稱性不如四通滑閥好。 為了提高四通滑閥的快速響應(yīng)，常采用力反饋來提高閥芯反向運(yùn)動的速度。圖所采用的是彈簧反饋的形式。當(dāng)信號反向時，彈簧力幫助閥芯反向運(yùn)動，當(dāng)閥芯運(yùn)動過了中位，彈簧力改變，起阻止閥芯運(yùn)動的作用，并能減輕閥芯到位的沖擊力，降低噪聲。也有采用氣壓反饋的形式，其作用原理是一樣的。
REXROTH比例閥脈寬調(diào)制控制與模擬控制相比有很多優(yōu)點(diǎn)：控制閥在高頻開關(guān)狀態(tài)下工作，能消除死區(qū)、干摩擦等非線性因素；控制閥加工精度要求不高，降低了控制系統(tǒng)成本；控制閥節(jié)流口經(jīng)常處于全開狀態(tài)，抗污染能力強(qiáng)，工作可靠。缺點(diǎn)是功率輸出小，機(jī)械振動和噪聲較。