比例阀为什么需要比例阀放大器，要解决这个问题首先我们要了解比例阀的原理和结构。

各种液压阀的操纵、控制都是通过力（力矩）或位移（角位移）形式的机械量来实现的，其可以通过手动、气动、机动、液动、电动及其组合方式进行。一般采用电液控制，通过电-机械（E-M）换能器将电量转换成控制机械运动所需的机械量，比例阀的机械（E-M）换能器通常是比例电磁铁，具有足够的输出力和位移。

比例阀通常由阀体、阀芯、复位弹簧和比例电磁铁等组成，比例电磁铁实际是一个输出力与输入电流呈线性变化的电磁线圈，电磁铁将电流转化为作用在阀芯上的力，以克服弹簧的弹力，从而控制阀芯的位移，阀芯与阀体形成的开口大小决定阀的流量或压力。

比例电磁铁为了输出克服弹簧力和液动力，必须要有足够的电流，不同的厂家的比例电磁铁，最大位移所需的电流值通常在600-3000mA不等,而工业控制标准信号通常是0-5v/0-10v/-5-+5v/-10-+10v的电压信号或0-20mA/4-20mA电流信号，控制信号带负载能力很弱，不足以推动比例电磁铁。比例阀放大器起到一个信号匹配的作用，接收微弱的控制信号，输出比例电磁铁所需的电流，同时比例阀放大器加入了各种必要的环节，如死区调整/增益调整/斜坡时间/颤振调节等。内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。

比例电磁铁概述  
       比例电磁铁作为电液比例控制元件的电一机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。比例电磁铁推力大、结构简单，对油质要求不高，维护方便，成本低廉，衔铁腔可做成耐高压结构，是电液比例控制技术中应用最广泛的电一机械转换器。比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术关键部件之一。
       电液比例控制技术对比例电磁铁提出了一定的要求，主要有:
1)水平的位移一力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定。
2)稳态电流一力特性具有良好的线性度，较小的死区及滞回。
3)阶跃响应快，频响高。

比例电磁铁的结构和工作原理 
       虽然目前国内外市场中比例电磁铁的品种繁多，但其基本的结构和原理大体相同。
       由图1可知，典型的耐高压比例电磁铁主要由导套、衔铁、外壳、极靴、线圈、推杆等组成。导套前后两段为导磁材料，中间则用一段非导磁材料(隔磁环)焊接。导套具有足够的耐压强度(约可承受35MPa的静压力)。导套前段和极靴组合，形成带锥型端部的盆型极靴，其相对尺寸决定了比例电磁铁稳态特性曲线的形状。导套和壳体之间配置同心螺线管式控制线圈。衔铁的前端装有推杆，用以输出力或位移;后端装有弹簧和调节螺钉组成的调零机构，可以在一定范围内对比例电磁铁特性曲线进行调整。
       比例电磁铁一般为湿式直流控制，与普通直流电磁铁相比，由于结构上的特殊设计，使之形成特殊的磁路，从而使它获得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，与普通直流电磁铁的吸力特性有着本质区别。
       比例电磁铁的磁路，在工作气隙附近被分成两部分Φ1和Φ2，如图３(a)所示。其中，一条磁路中Φ1由前端盖盆型极靴底部，沿轴向工作气隙，进入衔铁，穿过导套后段和导磁外壳回到前端盖极靴，产生轴向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2经盆型极靴锥形周边(导套前段)，径向穿过工作气隙进入衔铁，而后与Φ1汇合，产生轴向附加力F2。这种特殊形式磁路的形成，主要是由于采用了隔磁环结构，构成了一带锥形周边的盆型极靴。因此，盆口部位几何形状及尺寸，需要经过优化设计和实验研究才能决定。由于电磁作用，F1和F2二者综合得到比例电磁铁的位移一力特性。在工作区域内，电磁力F，相对于衔铁位移基本呈水平力特性关系

AH1680-CA380
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