比例閥為什么需要比例閥放大器，要解決這個問題首先我們要了解比例閥的原理和結(jié)構(gòu)。
各種液壓閥的操縱、控制都是通過力（力矩）或位移（角位移）形式的機械量來實現(xiàn)的，其可以通過手動、氣動、機動、液動、電動及其組合方式進行。一般采用電液控制，通過電-機械（E-M）換能器將電量轉(zhuǎn)換成控制機械運動所需的機械量，比例閥的機械（E-M）換能器通常是比例電磁鐵，具有足夠的輸出力和位移。
比例閥通常由閥體、閥芯、復(fù)位彈簧和比例電磁鐵等組成，比例電磁鐵實際是一個輸出力與輸入電流呈線性變化的電磁線圈，電磁鐵將電流轉(zhuǎn)化為作用在閥芯上的力，以克服彈簧的彈力，從而控制閥芯的位移，閥芯與閥體形成的開口大小決定閥的流量或壓力。
比例電磁鐵為了輸出克服彈簧力和液動力，必須要有足夠的電流，不同的廠家的比例電磁鐵，最大位移所需的電流值通常在600-3000mA不等,而工業(yè)控制標準信號通常是0-5v/0-10v/-5-+5v/-10-+10v的電壓信號或0-20mA/4-20mA電流信號，控制信號帶負載能力很弱，不足以推動比例電磁鐵。比例閥放大器起到一個信號匹配的作用，接收微弱的控制信號，輸出比例電磁鐵所需的電流，同時比例閥放大器加入了各種必要的環(huán)節(jié)，如死區(qū)調(diào)整/增益調(diào)整/斜坡時間/顫振調(diào)節(jié)等。內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管叫電磁鐵。當在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體，這樣由于兩個磁場互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強。為了使電磁鐵的磁性更強，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時針，另一邊必須逆時針。如果繞向相同，兩線圈對鐵芯的磁化作用將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做，而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后，將長期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強弱就不能用電流的大小來控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點。
比例電磁鐵概述
比例電磁鐵作為電液比例控制元件的電一機械轉(zhuǎn)換器件，其功能是將比例控制放大器輸給的電流信號轉(zhuǎn)換成力或位移。比例電磁鐵推力大、結(jié)構(gòu)簡單，對油質(zhì)要求不高，維護方便，成本低廉，銜鐵腔可做成耐高壓結(jié)構(gòu)，是電液比例控制技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的電一機械轉(zhuǎn)換器。比例電磁鐵的特性及工作可靠性，對電液比例控制系統(tǒng)和元件具有十分重要的影響，是電液比例控制技術(shù)關(guān)鍵部件之一。
電液比例控制技術(shù)對比例電磁鐵提出了一定的要求，主要有:
1)水平的位移一力特性，即在比例電磁鐵有效工作行程內(nèi)，當線圈電流一定時，其輸出力保持恒定。
2)穩(wěn)態(tài)電流一力特性具有良好的線性度，較小的死區(qū)及滯回。
3)階躍響應(yīng)快，頻響高。
比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)和工作原理
雖然目前國內(nèi)外市場中比例電磁鐵的品種繁多，但其基本的結(jié)構(gòu)和原理大體相同。
由圖1可知，典型的耐高壓比例電磁鐵主要由導套、銜鐵、外殼、極靴、線圈、推桿等組成。導套前后兩段為導磁材料，中間則用一段非導磁材料(隔磁環(huán))焊接。導套具有足夠的耐壓強度(約可承受35MPa的靜壓力)。導套前段和極靴組合，形成帶錐型端部的盆型極靴，其相對尺寸決定了比例電磁鐵穩(wěn)態(tài)特性曲線的形狀。導套和殼體之間配置同心螺線管式控制線圈。銜鐵的前端裝有推桿，用以輸出力或位移;后端裝有彈簧和調(diào)節(jié)螺釘組成的調(diào)零機構(gòu)，可以在一定范圍內(nèi)對比例電磁鐵特性曲線進行調(diào)整。
比例電磁鐵一般為濕式直流控制，與普通直流電磁鐵相比，由于結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計，使之形成特殊的磁路，從而使它獲得基本的吸力特性，即水平的位移一力特性，與普通直流電磁鐵的吸力特性有著本質(zhì)區(qū)別。
比例電磁鐵的磁路，在工作氣隙附近被分成兩部分Φ1和Φ2，如圖３(a)所示。其中，一條磁路中Φ1由前端蓋盆型極靴底部，沿軸向工作氣隙，進入銜鐵，穿過導套后段和導磁外殼回到前端蓋極靴，產(chǎn)生軸向推力(端面力)F1;而另一磁路Φ2經(jīng)盆型極靴錐形周邊(導套前段)，徑向穿過工作氣隙進入銜鐵，而后與Φ1匯合，產(chǎn)生軸向附加力F2。這種特殊形式磁路的形成，主要是由于采用了隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一帶錐形周邊的盆型極靴。因此，盆口部位幾何形狀及尺寸，需要經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計和實驗研究才能決定。由于電磁作用，F(xiàn)1和F2二者綜合得到比例電磁鐵的位移一力特性。在工作區(qū)域內(nèi)，電磁力F，相對于銜鐵位移基本呈水平力特性關(guān)系
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