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压电实行器及其在高相应液压控制阀上的应用

标签:压电,执行,及其,响应,液压,控制,上的,应用  添加时间:2020年01月06日  点击150

液压伺服体系的相应性能重要取决于控制阀的相应速度。进步控制阀的相应一向是人们努力寻求的目标。近年来,国外行使某些晶体材料的压电效应来研制高相应电液阀,并取得一些进展。本文就这方面情况做些介绍。
  
  1压电实行器
  
  (1)压电材料的特征
  
  压电材料是一种晶体材料。其特点是当其受外力而产生变形时,会因为内部极化而在外观上产生电荷,日常的煤气灶点火装配就是行使了这个原理。反过来,假如在压电材料的极化方向上施加肯定强度的电场,则会引起材料的机械变形。去掉电场后又能恢复到原状况。压电驱动式电液阀就是行使了压电材料的这个特征(称为电致伸缩效应或逆压电效应)。
  
  用于制造电液控制阀的压电材料可分为两大类:一类为压电陶瓷,其中以PZT(Pb(Zr,Ti)Q3)系列最为常见,特点是导电率低,许可工作温度条件好(<120~200℃),常被用于数字阀的高速开、关驱动;另一类是电压变材料,较常见的如PMN(Pb(Mg,Nb)O3),其特点是材料变形与所受电压的二次方成比例,且滞环较小,用于滑阀的比例、伺服驱动。
  
  (2)压电实行器的结构
  
  一样平常压电材料的应变为10-3左右。因此优化网站,假如直接行使一个高为20mm的压电晶体的应变,其变形仅为20μm,相对于现实液压阀所要求的阀芯位移来说太小。因此,必要将其应变放大,目前常采用如下几种措施。
  
  ①多层晶片型。假如采用单层较厚的晶片来产生所需的应变(变形),将要求在晶片两极施加很高的电压(如1000V以上)。而多层晶片型是将单个晶片做得很薄,然后各片分别加电压,最后叠加起来。如图1所示,如许便可以行使较小的电压(一样平常在150V以下)获得较大的叠加变形。
   压电实行器及其在高相应液压控制阀上的应用  
图1多层晶片型压电实行器