PDF《比例电磁阀变频率 PWM 驱动方法》

比例电磁阀变频率PWM 驱动方法 康〗∩猩成〗刮难⊥⌒∑侄ǔ∨≌∫镀渫⊥舸宏 三一重机小型挖掘机研究院, 昆山,

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3 4 摘要: 在挖掘机等工程机械中使用的嵌入式控制器普遍利用脉冲宽度调制( PWM) 来驱动比例电磁 阀.

但由于 PWM 脉冲输出的特点和电磁阀自身电感特性的双重制约, 使PWM 驱动的比例电磁阀性 能难以充分发挥, 甚至会影响控制系统整体稳定性.因此, 一种根据不同占空比改变 PWM 频率的方法 被用于驱动比例电磁阀.控制器根据电磁阀控制需求的不同占空比, 输出不同频率的 PWM.测试结 果证明, 使用变频率 PWM 驱动比例电磁阀的方法可以在保证比例电磁阀二次压力稳定的前提下, 维持 自身的小幅震荡, 同时降低比例电磁阀的功率损耗. 关键词: 比例电磁阀;

脉冲宽度调制;

挖掘机;

电控泵 中图分类号: T P

2 7 1D O I :

1 0.

3 9

6 9 / j . i s s n .

1 0

0 4

1 3

2 X.

2 0

1 5.

0 8.

0 0

7 P r o p o r t i o n a lE l e c t r o m a g n e t i cV a l v eD r i v e nb yF r e q u e n c y nvaryingPWM K a n gJ i a n S h a n gS h a s h a JiaoW e n x u e W a n gX i n g PuD i n g c h a o N i uZ h e n Y eQ i t u a n W a n gC h u n h u i S m a l lS i z eE x c a v a t o rR&Di n s t i t u t eo fS ANY H e a v yM a c h i n e , K u n s h a n , J i a n g s u ,

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3 4 A b s t r a c t : I na p p l i c a t i o n so f e x c a v a t o ro ro t h e r i n d u s t r i a lm a c h i n e s , p r o p o r t i o n a l e l e c t r o m a g n e t i c v a l v ew a su s u a l l yd r i v e nb yPWMs i g n a l so f e m b e d d e dc o n t r o l s y s t e m.H o w e v e r , d u e t op u l s eo u t p u t c h a r a c t e r i s t i c so f e l e c t r o m a g n e t , t h ep e r f o r m a n c eo f p r o p o r t i o n a l e l e c t r o m a g n e t i cv a l v ew a s l i m i t e d , e veni m p a c t e ds t a b i l i t yo f t h e s y s t e m. Af r e q u e n c y nvaryingm e t h o do fPWMd r i v i n gw a sp r o p o s e d . A c cordingtod i f f e r e n t d u t yr a t i oo fPWM, t h e e m b e d d e dc o n t r o l s y s t e mo u t p u tPWM w i t hd i f f e r e n t f r e quencies.Throught h i sm e t h o d , t h eo u t p u to i lp r e s s u r eo fp r o p o r t i o n a le l e c t r o m a g n e t i cv a l v em a i n tainsw i t h i nad e t e r m i n a t e dr a n g e , t h ev a l v e ncoresz e r o naverageo s c i l l a t i o n si sr e s e r v e da n dp o w e r c o n s u m p t i o no fp r o p o r t i o n a l e l e c t r o m a g n e t i cv a l v e i s r e l a t i v e l y l o w. K e yw o r d s : p r o p o r t i o n a l e l e c t r o m a g n e t i cv a l v e ;

p u l s ew i d t h m o d u l a t i o n ( PWM) ;

e x c a v a t o r ;

e l e c tronicc o n t r o l p u m p 收稿日期:

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1 9 0∫ 在工程机械应用中, 电磁阀已经成为最重要 的电 机械转换器.初期的电磁阀使用通断型电 磁铁, 仅存在开和关两种状态, 响应频率也相对较 低.为适应大型机电 一体化系统精确控制的要 求, 可以在两个极限位置之间保持任意开度大小 的比例电磁阀被大量应用.比例电磁阀与开关电 磁阀的区别主要在磁极和支撑系统[ 1] .开关电磁 阀吸合时气隙变小, 依靠不同极性磁极之间的吸 力吸合;

比例电磁阀工作时气隙与衔铁的运动方 向垂直, 通过控制磁极的磁饱和程度来控制衔铁 位置. 工程机械的嵌入式控制系统通常利用脉冲宽 度调制( PWM) 的方法来驱动比例电磁阀.PWM 包含占空比和频率两种信息: 调整占空比可以得 到所需电压值;