陈滋凯 李 胜 阮 健 张天聪 陈鹏志

(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室 杭州310014)

0 引言

电-机械转换器是电液伺服阀的电-机械转换接口,它将系统输入的电信号转换成机械信号,实现信号的转换和放大。作为电液伺服阀的核心部件,其特性将直接决定整个电液伺服阀的动静态性能。所以电液伺服阀能否进一步发展,扩宽其应用场合将与电-机械转换器的研究现状有着不可分割的关系。目前,电-机械转换器发展趋势主要分为结构优化和应用新型材料等方面[1]。在结构优化上,文献[2]提出了一种基于动圈式音圈电机的高频响直接驱动阀,阀的频宽可达到350 Hz,具有良好的动态性能,但由于结构限制了动圈的散热性,电机在大电流工作时必须采取冷却措施。文献[3]提出了一种耐高压的旋转比例电磁铁结构,基于该结构的电-机械转换器结构紧凑、响应快,频宽约为190 Hz,可用于直接驱动电液伺服转阀。但是该结构形式的比例电磁铁依赖于复杂的激光焊接工艺和昂贵的设备,若降低生产成本又会存在加工精度的问题。在应用新型材料方面,文献[4-6]研制的电-机械转换器是利用智能材料“逆压电效应”完成电-机械转换的,其中文献[4]将多层压电陶瓷驱动器集成到伺服阀中并对其进行实验测试,得到压电驱动伺服阀时间响应为0.9 ms,频宽为284 Hz,性能优于传统伺服阀,适用于高速应用。但是作为电-机械转换器,压电陶瓷材料也会带来行程小、滞环大且高压容易击穿等问题。……