一种针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法技术

本发明专利技术公开了针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法。本发明专利技术利用控制器存储电磁阀的控制数据和关闭阶段特性数据，用户可以输入所需求的电磁阀关闭阶段总时长T与关闭时刻撞击速度V。在关闭阶段，先采用负电压源使线圈电流快速降低为0，然后控制器从存储的数组中查找匹配用户需求的电磁阀控制参数，从而实现电磁阀的控制，提高动态特性，降低阀芯的损耗，从而兼顾动态特性和柔性启闭，延长液压电磁阀的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法


[0001]本专利技术属于液压阀控制领域，尤其涉及一种针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法。

技术介绍

[0002]座阀的应用十分广泛，在方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀中均有利用座阀来实现其功能的，通过改变电磁阀阀芯与阀座之间的间隙，可以接通和断开油路，当阀芯与阀座的接触面在一定的压力作用下紧紧接触时，阀就处于关闭状态；当阀芯与阀座之间有间隙时，则油路开通。因为座阀是靠面密封的，在电磁阀关闭时对密封性要求很高，所以对阀芯与阀座接触面光滑程度做出了很高要求。
[0003]高速开关阀大都为座阀结构，对于高频电磁阀，工作期间阀芯速度很快，在电磁阀启闭的瞬时，阀芯产生强烈的刚性冲击，造成阀芯等相关部件的损伤，损坏了电磁阀的密封性能，从而缩短了高速开关阀的使用寿命。目前大多数高速开关阀在关闭阶段采取的控制策略为加载一段零电压，使电流保持自然下降，直到阀芯完全关闭，此时电磁力不主动参与阀芯关闭阶段对速度的控制，只是依靠回复力使阀芯关闭，在高速开关阀关闭瞬间阀芯阀座之间产生强烈撞击，造成阀芯阀座接触面磨损，使电磁阀密封面损坏，甚至增加了电磁阀内阀芯移动的行程，极大的影响了电磁阀的使用寿命。本专利技术提出了一种不同行程的电磁阀都适用的高动态柔性关闭控制方法，该控制方法与现存的控制方法相比既提高了电磁阀的动态特性，又达到了柔性关闭的效果。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本文提出了一种针对不同行程高速开关阀高动态柔性关闭控制方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术首先提供了一种针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法，电磁阀的线圈通过高速切换开关接入电压源，所述电压源至少包括负压源、零电压源和可调电压源；电磁阀的线圈电流由电流检测器检测，电磁阀各工作口的压力状态由压力传感系统实时获取；电磁阀内安装有位移传感器用于获取阀芯运动速度和位置；通过控制器实时获取压力传感系统中的数据，通过控制器实时获取电流检测器中的电流数据，通过控制器获得位移传感器检测的阀芯位置和运动速度；控制器通过控制高速切换开关选择接入的电压源，控制器与可调电压源相连控制其输出电压；所述控制器以数组的形式存储有电磁阀关闭阶段特性数据；
[0007]所以控制器共有M*N*X*Y*Z组电磁阀关闭阶段特性数据，X为可调电压开始加载时刻t1在可选范围内取值的个数，Y为可调电压结束加载时刻t2在可选范围内取值的个数，Z为可调电压幅值U在可选范围内取值的个数，M为不同工作行程电磁阀的数量，N为不同工作压力情况的个数；每组电磁阀关闭阶段特性数据均包括关闭阶段总时长T与关闭时刻撞击
速度V；
[0008]控制信号下降沿到来时，电磁阀进入关闭阶段，控制器先控制高速切换开关接入负压源，线圈电流开始降低，当电流检测器检测到电流降低为0时，控制器控制高速切换开关接入零电压源，电磁力保持为0N，在弹簧复位力的作用下，阀芯在关闭阶段做加速运动；同时控制器根据用户输入的关闭阶段总时长T与关闭时刻撞击速度V需求从电磁阀关闭阶段特性数据中选择与需求匹配的数组，控制器根据与需求匹配的数组中的t1、t2和U参数控制高速切换开关，即在t1时刻接入电压为U的可调电压源，在t2时刻断开可调电压源并接通零电压源，直至关闭阶段结束。
[0009]本专利技术中，不同电磁阀的区别主要是行程不一样，M为不同工作行程电磁阀的数量，比如有的电磁阀行程是0.2mm，有的电磁阀行程为0.8mm，针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法是本专利技术的一个特点。这里的行程指的是高速开关阀阀芯可移动范围。在电磁阀的关闭阶段，对于同一个电磁阀(其行程固定)，在相同的工作压力情况和负电压驱动下，每次线圈电流下降到0时，阀芯已经运动的距离始终是固定的，阀芯距离完全关系状态时的距离也是固定的，而不同行程电磁阀则因行程不同，电流下降到0时，阀芯与完全关系状态时的位置间距离的不同的。本专利技术的数组适用于同一类型不同行程的电磁阀使用。关闭阶段电流为0后，压力传感器检测此时的压力，位移传感器检测此时阀芯离终点的距离，根据上述几个参数可以锁定该电磁阀是何种行程的电磁阀，再根据用户输入的参数匹配数组。
[0010]作为本专利技术的优选方案，在所述的关闭阶段前，使电磁阀(8)内的线圈电流达到或维持在预设的开启维持电流值，所述的开启维持电流值为一大于关闭电流的预设值。
[0011]作为本专利技术的优选方案，在关闭阶段中，当根据用户的输入参数，有多组t1、t2、U数组匹配用户需求时，选择U最小的数组作为控制器执行的数组。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述的关闭阶段特性数据通过预先测试获得。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：
[0014](1)目前大多数液压电磁阀在关闭阶段只是加载一段零电压，使其电流自然下落到零，达到电磁阀完全关闭的效果；本专利技术中在关闭阶段的前部分加载负24V电压使线圈电流迅速降低到零，提高了高速开关阀在关闭时的动态特性。
[0015](2)本专利技术数据库建立了在关闭缓冲阶段下可调电压的开始加载时刻t1,可调电压的结束加载时间t2，可调电压的幅值为U，与相应电磁阀的关闭阶段总时长T与关闭时刻撞击速度V的映射关系，因此本专利技术的控制效果是可以预期的，用户完全可以根据实际想要达到的效果由数据库匹配查找对应的数据组。
[0016](3)针对不同行程电磁阀，在关闭瞬间到来前，线圈电流为零持续一段时间t1后继续加载了一段可调电压，线圈重新产生电流，从而产生电磁力抵消弹簧复位力，使关闭瞬间合力变小，减小了电磁阀关闭时刻的撞击速度，延长了高速开关阀的使用寿命。
[0017](4)本专利技术不是针对某个特定的电磁阀提出高动态柔性关闭控制方法，而是针对一类电磁阀，该控制方法针对不同行程电磁阀都可以使其达到高动态柔性关闭的效果，适用范围较广。
[0018](5)现存的电磁阀柔性关闭的方法只是在电磁阀关闭阶段给电磁阀匹配并通入合适的电流使撞击速度达到预期撞击速度，但是由于电流的存在，电磁阀阀芯在关闭阶段会
持续受到电磁力的作用，该电磁力抵消了部分弹簧复位力，使电磁阀在关闭时受到的合力变小，降低了电磁阀在关闭阶段的动态性能。本专利技术在线圈电流降低为0后维持一段时间，最大限度发挥弹簧复位力的关闭效果，该方法不但增加了电磁阀在关闭阶段的动态性能，而且减少电磁阀在关闭阶段由于电流产生的热量。
附图说明
[0019]图1为实施例中实现本专利技术控制方法的一个具体系统的结构示意图；
[0020]图2为关闭阶段的控制器执行流程图。
[0021]图3为数据库中的某一组数据下的液压阀动态特性曲线图；
[0022]图4当电磁阀行程为0.2mm时使用本专利技术方法的控制结果图；
[0023]图5当电磁阀行程为0.2mm时传统控制结果图；
[0024]图6当电磁阀行程为0.8mm时使用本专利技术方法的控制结果图；
[0025]图7当电磁阀行程为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对不同行程电磁阀高动态柔性关闭控制方法，其特征在于，所述电磁阀(11)的线圈通过高速切换开关(9)接入电压源，所述电压源至少包括负压源(3)、零电压源(4)和可调电压源(5)；电磁阀的线圈电流由电流检测器(7)检测，电磁阀各工作口的压力状态由压力传感系统(9)实时获取；电磁阀内安装有位移传感器(10)用于获取阀芯运动速度和位置；通过控制器(11)实时获取压力传感系统(9)中的数据，通过控制器(11)实时获取电流检测器(7)中的电流数据，通过控制器(11)获得位移传感器(10)检测的阀芯位置和运动速度；控制器(11)通过控制高速切换开关(9)选择接入的电压源，控制器(11)与可调电压源(5)相连控制其输出电压；所述控制器(11)以数组的形式存储有电磁阀关闭阶段特性数据；所以控制器(11)共有M*N*X*Y*Z组电磁阀关闭阶段特性数据，X为可调电压开始加载时刻t1在可选范围内取值的个数，Y为可调电压结束加载时刻t2在可选范围内取值的个数，Z为可调电压幅值U在可选范围内取值的个数，M为不同工作行程电磁阀的数量，N为不同工作压力情况的个数；每组电磁阀关闭阶段特性数据均包括关闭阶段总时长T与关闭时刻撞击速度V；控制信号下降沿到来时，电磁阀(8)进入关闭阶段，控制器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟麒，贾体伟，徐恩光，余诚，谢耿，汪谢乐，李研彪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：