Research on an Asymmetric Highspeed Pneumatic Servo Valve

Phuc Thien Tran,Son Xuan Hong Pham

doi:10.32508/stdj.v16i4.1584

Abstract

This paper describes an asymmetric electro-pneumatic servo valve and hardware compensation approaches for high speed control of rise time and step-down time. The flow capacity of the downstream control orifice of asymmetric valve is about twice of that of the symmetric valve at the same spool displacement. Experimental results show that the bandwidth is 200Hz and rise time is less than 1 ms. The flow capacity of the downstream control orifice of asymmetric valve (337NL/min) is about twice of that of the symmetric valve (171NL/min).

Highlights

This paper describes an asymmetric electro-pneumatic servo valve and hardware compensation approaches for high speed control of rise time and step-down time
Experimental results show that the bandwidth is 200Hz and rise time is less than 1 ms
3/ Đáp ứng tần số của van đạt được 200Hz, phạm vi điều chỉnh lưu lượng là +191 (NL/min) đến – 337 (NL/min)

Summary

Tổng quan

Kỹ thuật điều khiển khí nén rất phức tạp và yêu cầu về độ tin cậy cao. Sử dụng khí nén để điều khiển tự động được sử dụng từ đại chiến thế giới thứ hai, khi đó người ta có thể dùng công nghệ khí nén để điều khiển đường bay của hỏa tiễn hay đạn đạo nhờ hệ thống gồm thiết bị tạo khí nén, van tự động và motor khí nén [1;2]. Nhiều nhà nghiên cứu đã đi sâu nghiên cứu các đặc tính motor điều khiển van servo khí nén, đặc tính xylanh tác động kép điều khiển van servo khí nén kiểu đối xứng, cho biết nhược điểm của loại van này là với cùng hệ thống khí nén kín và cùng trạng thái áp suất, thời gian quá trình khí bị đẩy ra ngoài van lớn hơn rất nhiều so với thời gian quá trình khí nạp vào van servo [5;7]. Để khắc phục những nhược điểm nói trên và tiến hành nghiên cứu, chế tạo các hệ thống điều khiển khí nén có tốc độ cao, như máy hàn điểm điện trở dùng khí nén, bài báo này thực hiện nghiên cứu một loại van servo khí nén cao tốc không đối xứng, đó là loại van có diện tích cửa tiết lưu khí bị đẩy ra ngoài van lớn gấp đôi diện tích cửa tiết lưu khí được nạp vào van servo

Kết cấu van servo kiểu không đối xứng

Nguyên lý làm việc

Đặc tính trạng thái động

Phương trình lưu lượng tại cửa tiết lưu vào của van servo không đối xứng

Phương trình lưu lượng tại cửa tiết lưu ra của van servo kiểu không đối xứng

So sánh lý thuyết và kết quả thực nghiệm