数字式纯水液压阀的研究

　　1 前言

　　水压传动技术不仅具有液压技术的共性优点，又具有无污染，安全，节省能源，经济性好，动态性能好，系统效率高等突出的特点，符合机械工业进行绿色制造的可持续性发展的方向。随着微型计算机的发展和提高，特别是单板机、单片机低廉的价格，为液压系统的数字化提供了必要的条件。而科学技术的进步、数字化、信息化、知识化时代的到来，人类环保、能源危机意识的提高，液压技术必然要与水压技术和数字技术相结合，使我们进入数字化的纯水液压时代。

　　2 数字阀的性能特点

　　2．1 数字阀的优点

　　电液数字阀结构简单、价格低廉、抗污染性好、工作可靠。数字阀的输出量能准确、可靠地由脉冲频率或宽度调节控制，抗干扰能力强、滞环小、重复精度高、可得到较高的开环控制精度。而数字阀控制系统结构简单、系统环节少、操作方便、改变控制计算法容易、易于实现被控参量增减变化过程的控制，便于计算机的集成控制。而且数字控制可以对瞬态过程进行编程控制，实现无冲击起动、制动、换向，这是模拟控制难以实现的。

　　2．2 数字阀的缺点

　　增量式数字阀：受步进电机惯频和矩频特性限制，响应速度较低，频宽较小；而脉宽调制：① 控制流量小且只能单通道控制，在要求较大流量或方向控制时难以实现；② 有较大的振动和噪声，影响可靠性和使用环境；③ 电控系统造价较高。

　　3 数字式纯水液压阀在水压传动中的应用优势

　　由于数字式纯水液压阀结合了数字阀和水压阀的共同的优点，因此其应用优势会更为显著，在食品、消防、冶金、煤炭、制药、娱乐等方面会有很好的应用前景。如在冶金工业，为了改善工人的劳动强度、工作环境和安全保障，必然要提高冶金装备的自动化程度。

　　传统冶金设备是通过油液压伺服系统进行控制的，虽然自动化程度已经很高，但伺服系统价格昂贵、抗污染能力差、运行成本高。采用数字式水压系统的优势：①不需要D／A转换器直接可以和计算机相连，实现进行远程监控，实时动态观察。可以大大改善工人现场工作环境；② 泄漏的介质不会像液压油那样污染地面造成安全隐患，从而有效地保护人身和设备的安全；③天然淡水不仅自身的成本非常低，而且泄漏也不会造成环境污染，系统运行成本很低，这对大量使用液压油的冶金行业来说前景十分看好。

　　4 数字式纯水液压阀所面临的技术问题

　　数字式纯水液压阀的性能不但与阀本身的性能有关，而且也与步进电机、转换器、放大器的结构、控制程序以及主机的匹配等有关，是一项综合技术问题。