電液轉換器

電液轉換器是指將電壓或電流形式的信號轉換為液體壓力或流量信號的裝置。電液轉換器中最具有代表性的是電液伺服閥，它是電液伺服系統中連線電氣和液壓兩種元件的橋樑，是該系統的一個關鍵部件。

基本介紹

• 中文名：電液轉換器
• 外文名：electro-hydraulic servo valve
• 定義：將電信號轉換為液壓信號的裝置
• 組成：電氣-位移轉換部分等
• 套用：汽輪機、燃氣輪機等
• 學科：電力學

簡述

在電氣液壓型調速器中，測速、綜合比較、調差、緩衝、開度限制等均已由電氣迴路來完成，電氣櫃輸出的是綜合電氣信號，機械櫃僅是一個液壓放大裝置。為實現電氣部分與機械部分的聯繫，需要將電氣櫃輸出的綜合電氣信號轉換成機械位移，通過液壓放大，最後去操作導水機構。

電液轉換器就是實現這個轉換工作的關鍵元件。電液轉換器能夠將電氣櫃輸出的綜合電氣信號轉換成具有一定操作力和位移量的機械位移信號，或是轉換成具有一定壓力的流量信號。機械位移信號可以用來操作引導閥；流量信號則可以控制中間接力器或直接控制輔助接力器，但這種輸出流量信號的電液轉換器的製造比較困難，而且對油的要求也比較高，國內較少採用，多使用輸出為機械位移的電液轉換器。

電液轉換器能夠將小電功率的電信號輸入轉換為大功率的液壓能（流量與壓力）或位移輸出。在電液伺服系統中，將電氣部分與液壓部分連線起來，實現電液信號的轉換與放大。電液轉換器是電液伺服系統的核心部件，它的性能直接影響到整個系統的穩定性、控制精度和回響特性；也直接影響到系統可靠性和使用壽命。

組成

電液轉換器由兩大部分組成：一部分是電氣-位移轉換部分；另一部分是液壓放大部分。電氣-位移轉換部分就是在由永久磁鋼、鐵芯等組成的磁路氣隙中置有一組線圈。線圈由彈簧平衡在中間位置。這一組線圈通常有三個，其中兩個為工作線圈，在機組轉速為額定值時，這兩個工作線圈中通過大小相等、方向相反的電流，線圈在磁場中處於相對平衡位置，當機組轉速變化時，電氣櫃輸出的綜合電氣信號會使線圈中的電流產生一個差值，因而磁場對線圈產生一個沿軸線方向的作用力，作用力的方向決定於差動電流的方向。當線圈受力沿軸線方向移動時，帶動與線圈相連的控制套沿軸向移動。第三個線圈為振動線圈，輸入工頻電流使控制套產生頻率為50I-Iz，振幅約為±0.02mm左右的振動，這樣可以減小控制套和活塞桿之間的摩擦力，避免電液轉換器的卡阻。

原理

圖1是電液轉換器示意圖。調整定節流孔5的大小及調整調節螺母7改變變節流孔g的開度大小，使控制套4處於穩定平衡狀態，且使活塞6差動閥盤上腔油壓與其面積之積恰好等於差動閥盤下腔壓力與其面積之乘積。此時活塞6不動。

圖1

當調速器處於平衡位置時，通過工作線圈的電流，線圈3不運動，如果機組甩去負荷，則轉速升高。這時，直流放大器有一正電流送入線圈3的工作線圈內，由於電磁力的作用，產生一個向上的電磁力，線圈3帶動控制套4向上移。由於控制套4的上移，引起變節流孔g（噴油口）的開度加大，因此，差動活塞上腔壓力降低，所以、也下降。由於、不變，所以，於是活塞4上移壓縮十字彈簧。當電磁力與十字彈簧l的彈力相平衡時，控制套4停止上移。活塞6上移的結果使引導閥B、C兩孔相通。與B孔相連的中間接力器下腔排油，引起中間接力器下移關閉。

反之，當機組增加負荷時，線圈3內通入一個負電流，線圈向下運動，控制套4也向下運動使變節流孔縮小，甚至關閉。因而壓力上升，於是，活塞隨控制套而下降，此時A、B孔通，因此經過一次過濾的壓力油從引導閥B孔進入中間接力器下腔，引起中間接力器上移。

由圖1可知，由於節流孔直徑很小，而且噴油口直徑也很小，因而供應這部分的油需經過二次過濾，以防止堵塞，致使電液轉換器不能工作。通常給線圈3的啟動線圈中通入一個7V的交流電振動電流，約13~15mA使十字彈簧和控制套經常有一個振幅很小的振動，因此消除了靜摩擦力，減少了死區。

類型

電液轉換器的種類很多，一般可分為以下幾種類型：

(1)從電磁部分的結構來分，有動圈式力矩馬達和動鐵式力矩馬達。

(2)從電磁部分的勵磁方式來分，有永磁式和外激式。

(3)從液壓部分的結構來分，有斷流式和繼流式，或者滑閥式和蝶閥式。

(4)從油的工質來分，有汽輪機油或抗燃油。

(5)從使用工質的壓力來分，有低壓式（1.2MPa和2MPa）和高壓式（8MPa和14MPa）。