電気油圧バルブの応用の基礎

電気油圧バルブの基本は理解するのが簡単です。電気油圧バルブは、作動油がアクチュエーターに送られる方法を制御する電気的に動作するバルブです。 ただし、電気油圧バルブを効率的かつ効果的な油圧システムに適用するには、設計者はいくつかの要素を考慮する必要があります。 この記事では、電気油圧バルブを適用するための 7 つの重要な設計上の考慮事項について説明します。

オン/オフ バルブは基本的に油圧システムのオン/オフ スイッチです。 オン/オフ バルブは通常、正確な位置制御や速度制御が必要ない用途で使用されます。 比例バルブは、油圧システムの流量をより可変的に制御します。

これらのバルブは通常、標準の方向制御バルブを超えてより高度な制御が必要なアプリケーションで使用されます。 比例バルブが威力を発揮する可変流量制御を必要とするアプリケーションには、風力タービンのピッチ制御、木材加工、工作機械、金属成形などがあります。 特定のタイミングや位置決めが必要な場合は、比例的に考えてください。

オンボード電子機器を備えたバルブとオフボード電子機器を備えたバルブのどちらが最良の選択であるかを判断するには、アプリケーションを詳細に評価する必要があります。 一般に、オンボード電子機器はバルブでの制御を局所化し、コントローラーでの配線を簡素化するために使用されます。 オフボード電子機器は、電子機器の性能を低下させる可能性がある振動や温度が高い場所でよく使用されます。

オフボード電子バルブを駆動するには、必要なソレノイド駆動電流やランプレートなどのカスタム パラメーターに設定できる電子モジュールを使用する必要があります。 オンボード電子バルブは、4 ～ 20 mA または ±10 VDC および流量を含む標準コマンドで直接指令でき、同じレベルのカスタマイズが可能です。

油圧システムには、開ループと閉ループの 2 つの制御オプションがあります。 一般的な教科書の用語では、開ループ システムは、コントローラーの駆動信号を変更する外乱を補償できません。 閉ループ システムにはこの欠点はありません。 システム内の外乱は、出力応答を測定し、それを入力と比較することによって補償されます。 観察された差 (エラー信号として知られる) がある場合、そのエラーはコントローラーにフィードバックされ、出力が望ましい値に調整されます。

たとえば、スプールの周りのループを内部で閉じない比例ソレノイドによって操作されるバルブがあります。 これらは加速および計測アプリケーションに使用されます。

他のバルブはスプールの位置を中心に内部でループを閉じますが、閉ループ システムに統合することができます。 システム内の誤差はトランスデューサーによって測定されます。 つまり、アクチュエータ上の位置または速度センサー、圧力トランスデューサー、または流量計でさらに高い精度を実現します。 閉ループ制御システムで動作する電気油圧サーボ バルブは、低電力と機械的フィードバックを使用して正確な制御を提供するように設計されています。

開ループ制御システムと閉ループ制御システムを指定するときに考慮する必要があるパラメーターは次のとおりです。

ヒステリシス: コマンドの増加と減少の間の測定された出力の差。

ステップ応答: 最初のコマンドからバルブが所望の出力で安定するまでに必要な時間。

周波数応答: バルブが正確に動作できる最大速度。

内部漏れ: 機械的クリアランスによるスプール バルブ固有のバイパス流。

流量：バルブを通過できる流体の量。

比例バルブのスプールは通常、差圧 10 bar での公称流量に対して定格されますが、サーボバルブのスプールは通常、差圧 70 bar での公称流量に対して定格されます。 等しい計量スプールは、各作業ポートに対称的な流れを提供します。 これは、有効断面積が等しいモータまたはダブルロッドシリンダを駆動する場合に役立ちます。 計量スプールが等しいと、ロッドとピストンの間の差面積により、シングルロッドシリンダの収縮中に速度が低下します。