[发明专利]具有使能保护控制功能的电液伺服阀阀控器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有使能保护控制功能的电液伺服阀阀控器。

背景技术

三级伺服阀控制器作为核心控制元件在电液伺服阀液压伺服控制系统中得到了广泛的应用，尤其是大流量三级伺服阀被广泛地应用于冶金、矿山、船舶等各个行业。但是目前大流量三级伺服阀主要依赖于进口，主要原因在于电液伺服阀阀芯的控制部分尚不成熟，稳定性和安全性方面有待于提高。三级电液伺服阀控制器(ZL 2009 1 0071332.8)中对控制器的组成和原理进行了介绍，解决了控制器闭环控制的稳定性问题。但是当由于外界原因或伺服阀本身的故障需要伺服阀解除闭环控制时，原有的三级电液伺服阀控制器难以实现使能控制和保护控制功能，伺服阀控制器的输出信号不受控。故障时伺服阀控制器输出不确定性也给系统带来危险。

发明内容

本发明是在现有三级电液伺服阀控制器的基础上增加了具有电气保护功能的使能/保护模块，在不影响三级伺服阀控制器性能的基础上，通过使能端和保护端的控制，实现伺服阀正常输出信号与安全保护信号切换。

本发明为达到上述目的所采用的技术如下：一种具有使能保护控制功能的电液伺服阀阀控器，在三级电液伺服阀控制器的使能控制端上安装有电气使能控制器，在其保护端上安装有电气保护控制器，电气使能控制包括电压跟随器、保护信号反相器、限幅电路、使能切换器和加法器，阀控器正常工作信号G1经电压跟随器输出分别给限幅电路和保护信号反相器，保护信号反相器将受电气使能端控制的保护电压信号G3与电压跟随器输出的信号G2相加并反相，得到信号G4输出给使能切换器，使能切换器根据电气使能信号控制控制输出信号G5为G4或是GND，加法器将限幅输出的信号G2与使能切换器输出的信号G5相加得到最终的输出信号G6，限幅电路对电压跟随器输出的控制信号进行限幅，避免饱和时出现控制信号不受控现象；当使能信号为高电平时，G₅＝0V；输出信号：G₆＝G₂+G₅＝G₂＝G₁

当使能信号为低电平时，G₅＝G₄＝-(G₃+G₂)

G₆＝G₂+G₅＝G₂+G₄＝G₂-G₃-G₂＝-G₃；

则输出信号G₆在电气使能控制端的作用下输出为控制信号G₁或为反相的保护信号-G₃；实现电气使能端的使能保护作用；在电气系统闭环控制均工作正常的情况下，电气使能控制信号直接实现其保护作用；

电气保护控制器包括可调电压输出单元和保护控制切换器，可调电压输出单元包括固定电阻R₂₁、固定电阻R₂₂和可调电阻R₂₃，保护电压通过固定电阻R₂₁和固定电阻R₂₂限幅后，受可调电阻R₂₃调节输出信号G₈，信号G₈连接至保护控制切换器的常闭控制端；阀控器正常工作信号G₇连接至保护控制切换器的常开控制端；当保护控制切换器处于正常工作状态时，电气保护控制端正常供电，阀控器的正常控制信号通过保护控制切换器的常开控制端输出至保护输出信号G₉，使信号G₉＝G₇，则伺服阀正常受阀控器控制；当电气保护控制端为低电平时，保护控制切换器切断常开点的控制信号，将调节好的固定信号G₈送出至保护控制切换器输出端，实现保护功能；所述的使能切换器和保护控制切换器为芯片AQW654。

本发明采用控制信号反向叠加的方法在控制器正常工作状态下，实现了控制器使能控制功能。由于使能控制器在控制闭环回路中不存在状态切换动作，具有响应快，对控制无扰动的特点。电气保护控制器是当电气控制器失效时采用的强制保护措施，具有不依赖于闭环控制器的特点，是具有最高优先级的电气保护控制器。

附图说明

图1具有使能控制功能的阀控器的组成原理图；

图2电气使能控制原理图；

图3电气保护控制器原理图；

图4电气使能控制器电路拓扑图；