專利名稱：一種電液伺服系統(tǒng)伺服放大器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及伺服放大器技術，特別是一種電液伺服系統(tǒng)伺服放大器。
背景技術：
在大功率、大轉(zhuǎn)動慣量的火炮、火箭炮隨動系統(tǒng)應用領域，目前比較成熟的有直流電 機調(diào)速技術，但直流電機維護麻煩，體積龐大；交流調(diào)速系統(tǒng)目前還沒有可用到大功率隨 動系統(tǒng)上的成熟技術。而變量泵控制定量馬達組成的容積調(diào)速系統(tǒng)具有響應速度快、功率 虔量比大、負載剛性高和性能價格比高等特點。能實現(xiàn)高精度、高速度和大功率的控制。
在泵控馬達容積式伺服系統(tǒng)中，由伺服放大器、伺服閥、變量泵斜盤油缸、反饋機構、 線性旋轉(zhuǎn)變壓器、控制油路拖動電機、葉片泵、變量泵拖動電機及相應的管路等組成的內(nèi) 環(huán)(位移環(huán))對系統(tǒng)的速度平穩(wěn)性、快速性等起了決定性的作用。伺服放大器在系統(tǒng)中完 成指令信號的調(diào)節(jié)、位移環(huán)負反饋信號的調(diào)理與指令信號的綜合，最后輸出到輸出級驅(qū)動 電液伺服閥，實現(xiàn)變量泵斜盤傾角的閉環(huán)控制。由于變量泵的斜盤傾角決定了供給液壓馬 達的流量，從而實現(xiàn)了液壓馬達的調(diào)速。所以伺服放大器是泵控馬達的關鍵部件，其性能 的優(yōu)劣直接關系到系統(tǒng)的動靜態(tài)指標。通常的伺服放大器設計采用電阻、電容、三極管、 二極管等分離器件，參數(shù)漂移、離散，工作穩(wěn)定性差，調(diào)試麻煩等。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種新的伺服放大器。該放大器 無參數(shù)飄逸、離散問題，工作穩(wěn)定性好，調(diào)試簡單。
本實用新型因此提出一種電液伺服系統(tǒng)伺服放大器，該伺服放大器以集成元件為主， 由一個相敏放大器、三個運算放大器、二個功率放大器、 一個隔離放大器、 一個直流電源 隔離模塊及若干電阻、電容、二極管等組成，分別接線性旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號、相敏放大 器參考激磁信號、位置環(huán)控制器送來的速度指令、經(jīng)電源隔離模塊隔離外部直流電源及伺 服閥控制線圈。該伺服放大器接收電反饋機構上的線性旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號，通過相敏放 大器把該交流信號調(diào)理成直流信號，該直流信號與變量泵斜盤偏轉(zhuǎn)角度成線性關系，與速 度指令信號綜合后，驅(qū)動伺服放大器輸出級完成信號的放大，進而驅(qū)動電液伺服閥，通過 控制油路實現(xiàn)變量泵斜盤的位置閉環(huán)控制，進而實現(xiàn)定量馬達的速度控制。所述電反饋機 構安裝于變量泵斜盤上，實時反饋斜盤的位置。
本實用新型的有益效果是采用以集成元件為主設計而成的伺服放大器，調(diào)試簡單、 工作穩(wěn)定可靠。


圖1是電液伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖2是電液伺服系統(tǒng)的組成框圖3是本實用新型電液伺服系統(tǒng)伺服放大器的原理圖。
圖中l(wèi).液壓工作站，2.電液伺服閥，3.旋轉(zhuǎn)變壓器，4.拖動電機，5.斜盤式軸向柱
塞變量泵，6.高壓溢流閥，7.斜軸式定量柱塞馬達。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
參照圖l，液壓工作站上的補油電機以恒定的速度驅(qū)動同軸安裝的齒輪泵，液壓油從 油箱通過一個過濾器、單向閥、兩級精濾、電磁溢流閥定壓后進入伺服閥的進油口。電液 伺服閥是電液轉(zhuǎn)換和放大器件，將伺服放大器送來的電信號轉(zhuǎn)換并放大為流量和壓力輸出 的液壓信號。伺服放大器實現(xiàn)電液伺服閥的開口方向、大小的閉環(huán)控制。伺服放大器和電 液伺服閥在穩(wěn)定的壓力油源作用下，實現(xiàn)了變量泵斜盤油缸的位置控制。與變量泵同軸相連的輔泵有兩個作用， 一是提供流量，對變量泵有冷卻作用；二是提供壓力油源，保持低 壓腔的相對壓力，提供充足的壓力油源補充內(nèi)部漏損。來自輔泵的液壓油源通過單向閥直 接進入由變量泵和定量馬達組成的主回路低壓腔，油液在一個連續(xù)的閉式回路里流動，當 變量泵斜盤的位置確定后，則主回路中的流量由泵的轉(zhuǎn)速和排量決定。定量馬達接受來自 變量泵的壓力油源，轉(zhuǎn)換為馬達輸出，馬達轉(zhuǎn)速和方向分別與主回路的流量大小、方向一 一對應。拖動電機與變量泵同軸連接，為泵控馬達提供動力油源，高壓溢流閥起保護作用。
參照圖2，本實用新型電液伺服系統(tǒng)伺服放大器接收位置控制器(可以是數(shù)字控制器， 也可以是模擬控制器)發(fā)出的速度指令信號，同時接收線性旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的變量泵斜盤 位置信號，經(jīng)信號選擇網(wǎng)絡、相敏整流、系統(tǒng)校正、輸出到輸出級完成信號放大。由伺服 放大器、伺服閥、變量機構、線性旋轉(zhuǎn)變壓器組成的內(nèi)環(huán)稱為位移環(huán)，位移環(huán)實現(xiàn)了通過 伺服放大器驅(qū)動伺服閥完成變量泵斜盤的閉環(huán)控制，從而控制供給液壓馬達的流量,進而 實現(xiàn)了液壓馬達的調(diào)速。根據(jù)理論和實踐經(jīng)驗，通過位置環(huán)實現(xiàn)的系統(tǒng)控制精度依賴于位 移環(huán)性能的優(yōu)劣。所述位置環(huán)由變量泵、定量馬達、被控對象、位置傳感器、位置控制器 和位移環(huán)組成。
參照圖3，本伺服放大器由相敏放大器U1，運算放大器IC1、 IC2、 IC3，功率放大器
U2、 U3，隔離放大器U4，直流電源隔離模塊U5及若干電阻、電容、二極管等組成。相敏 放大器U1的第2， 3端子接穩(wěn)壓網(wǎng)絡鉗制電壓，第9端接至運算放大器IC1A輸入端。隔 離放大器U4第7端輸出到由電阻R10、 R7、運算放大器IC3A組成的放大器及由運算放大 器IC3B組成的射極跟隨器，然后與來自運算放大器IC1A的信號在運算放大器IC1B處進 行綜合，經(jīng)運算放大器IC2進行電壓跟隨，運算放大器IC2輸出的信號經(jīng)過功率放大器 U2、 U3進行電流放大輸出，由電阻R3、 Rll、電位計W3組成的電路可對輸出電壓進行調(diào) 節(jié)。該伺服放大器與位移環(huán)采用模塊化接口， 1、 2端子接線性旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號，3、 4端子接相敏放大器的參考激磁信號，5、 6端子接位置環(huán)控制器發(fā)送的速度信號，7、 8 端子接外部直流24V電源，經(jīng)電源隔離模塊后，提供本伺服放大器所需的直流電源，9、 10、 11端子接伺服閥控制線圈，連接形式為差動控制，電路對稱，在環(huán)境溫度變化(_ 20 + 70℃)和電源波動(9 36V)的情況下，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠。可以很好地適應大 功率電液隨動系統(tǒng)和艦用條件要求。
權利要求1.一種電液伺服系統(tǒng)伺服放大器，其特征在于該伺服放大器由相敏放大器、運算放大器、隔離放大器、功率放大器、直流隔離電源模塊及電阻、電容、二極管組成，其中相敏放大器U1的第2，3端子接穩(wěn)壓網(wǎng)絡鉗制電壓，第9端子接至運算放大器IC1A輸入端，隔離放大器U4第7端子輸出到由電阻R10、R7、運算放大器IC3A組成的放大器及由運算放大器IC3B組成的射極跟隨器，然后與來自運算放大器IC1A的信號在運算放大器IC1B處進行綜合，經(jīng)運算放大器IC2進行電壓跟隨，運算放大器IC2輸出的信號經(jīng)過功率放大器U2、U3進行電流放大輸出，由電阻R3、R11、電位計W3組成的電路對輸出電壓進行調(diào)節(jié)。
專利摘要本實用新型公開了一種電液伺服系統(tǒng)伺服放大器。該伺服放大器以集成元件為主，由一個相敏放大器，三個運算放大器，一個隔離放大器，二個功率放大器，一個直流隔離電源模塊及若干電阻、電容、二極管等組成。該伺服放大器接收變量泵斜盤上電反饋機構的線性旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號，通過相敏放大器把該交流信號調(diào)理成直流信號，與速度指令信號綜合后，驅(qū)動伺服放大器輸出級完成信號的放大，進而驅(qū)動電液伺服閥，通過控制油路實現(xiàn)變量泵斜盤的位置閉環(huán)控制，進而實現(xiàn)定量馬達的速度控制。該伺服放大器具有精度高，調(diào)試簡單、工作穩(wěn)定可靠等特點。
文檔編號G05B11/32GK201180707SQ200820005450
公開日2009年1月14日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權日2008年2月29日
發(fā)明者應科科, 正 謝, 謝戰(zhàn)洪, 郭俊強 申請人:中國船舶重工集團公司第七一三研究所