电液比例阀PWM驱动关键技术研究及应用

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电液比例阀是电液控制系统重要的结构部件之一,是电子控制与液压控制的接口元件。通过PWM驱动电路,可以十分方便地对各种输入、输出信号进行运算和处理,进而实现复杂的控制功能。在电液比例阀PWM驱动电路中,比例阀作为感性负载,同时由于电子器件固有参数及走线漏电感的影响,使得电液比例阀在PWM驱动过程中产生大量的毛刺,严重恶化了比例阀驱动器工作的周边环境。另外,比例阀的供电电源也是驱动电路的主要干扰源。通常的做法是采用直流稳压电源供电,这使得系统的成本增加。首先,介绍了电液比例阀及其驱动技术的产生发展和结构分类。重点阐述了电液比例阀的核心部件——比例电磁铁转换器的工作原理及驱动原理。其次,论文详细了论述了电液比例阀PWM驱动EMI产生的根本原因及其影响。结合传统的EMI抑制电路,通过对MOSFET工作过程的深入分析,改变MOSFET栅极的驱动电阻,使比例阀调节脉冲具有一定的斜坡陡度,从而改善了比例阀驱动电路产生的毛刺问题。再次,分析供电电压对比例阀PWM驱动电路的影响,通过对驱动电路建立闭环控制从而节省了稳压电源,确保系统对电源扰动的抑制。在输入信号为阶跃信号和加入电源扰动的情况下进行仿真分析,结果显示系统输出能够很好的跟踪输入信号,具有很好的动态和静态特性,能够很好的满足电液比例阀的驱动性能需求。最后,设计了电液比例阀PWM驱动器,给出了具体的硬件电路和软件设计。通过液压绞车调速实验台对驱动器进行测试,结果表明,文章研究的EMI干扰技术能够很好的解决驱动电路的毛刺问题,同时闭环控制结合成熟的PI控制策略能够很好的实现无稳压电源的比例阀供电。
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