電液比例PWM控制原理詳解

電液比例控制的核心是控制電流。模擬式控制功率輸出級到比例閥線圈的電流是連續(xù)的,功率器件功耗大,需加裝散熱裝置。而PWM控制功率輸出級為開關(guān)型結(jié)構(gòu),功耗小;PWM信號中包含了同頻率的脈動量,無需另加顫振信號,抗干擾和抗污染能力強,滯后時間短,重復(fù)精度高;由于采用數(shù)控,與計算機連接方便,可實現(xiàn)程序控制。

比例電磁鐵能根據(jù)電流的大小產(chǎn)生相應(yīng)的電磁力,從而能按比例進行控制。

采用先進可控的PWM技術(shù),在輸出電路上產(chǎn)生可變的開關(guān)電壓,使功率放大管只處于飽和導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài),所以功率低、不需加散熱片,這樣可提高功放輸出開關(guān)電壓U及縮短電流上升的時間,使輸出響應(yīng)加快,并提高抗干擾能力,另一方面,功放電壓U加在比例電磁鐵線圈上,由于線圈上的電感作用使其電流I變?yōu)樾》瘸浞烹姴▌拥寞B加交流信號的直流電流,起到顫振作用,能夠有效降低摩擦,減少磁滯和死區(qū)現(xiàn)象,提高電磁鐵靈敏度。顫振作用的效果取決于電流波動的頻率和幅值,頻率低和幅值大時效果明顯,但頻率太低、幅值過大時又會引起系統(tǒng)不穩(wěn)。通常將方波頻率選取在電磁鐵芯無阻尼自然頻率的1.2～2倍范圍。

比例閥線圈的電壓波形為周期一定、脈沖寬度可控的矩形波。由于脈沖周期遠小于閥芯的響應(yīng)周期,所以閥芯的運動只響應(yīng)PWM信號的平均值。PWM電路基本的形式如圖2所示。PWM信號控制著開關(guān)管的導(dǎo)通與截止。當(dāng)占空比從0到100%變化時,平均電流I可以從0變化到穩(wěn)態(tài)電流U/RL。