Les principes fondamentaux de l'application des vannes électrohydrauliques

Les bases des vannes électrohydrauliques sont faciles à comprendre : ce sont des vannes à commande électrique qui contrôlent la manière dont le fluide hydraulique est envoyé aux actionneurs. Cependant, pour appliquer des vannes électrohydrauliques à des systèmes hydrauliques efficients et efficaces, les concepteurs doivent prendre en compte plusieurs facteurs. Cet article explorera sept considérations de conception clés pour l'application de vannes électrohydrauliques.

Les vannes marche/arrêt sont essentiellement des interrupteurs marche/arrêt pour les systèmes hydrauliques. Les vannes tout ou rien sont généralement utilisées dans les applications où un contrôle précis de la position ou de la vitesse n'est pas requis. Les vannes proportionnelles offrent un contrôle plus variable des débits pour les systèmes hydrauliques.

Ces vannes sont généralement utilisées dans les applications où un contrôle plus important est requis au-delà d'une vanne de commande directionnelle standard. Quelques applications qui nécessitent un contrôle de débit variable où les vannes proportionnelles brillent incluent le contrôle du pas des éoliennes, la transformation du bois, les machines-outils et le formage des métaux. Si un timing et/ou un positionnement spécifique est requis, pensez proportionné.

Déterminer si une vanne avec électronique embarquée ou non est le meilleur choix nécessite une évaluation approfondie de l’application. Généralement, l'électronique embarquée est utilisée pour localiser le contrôle au niveau de la vanne et simplifier le câblage au niveau du contrôleur. L'électronique externe est souvent utilisée dans des zones soumises à des vibrations et des températures élevées qui peuvent réduire les performances de l'électronique.

Le pilotage d'une vanne électronique externe nécessite l'utilisation d'un module électronique qui peut être configuré selon des paramètres personnalisés tels que le courant d'entraînement du solénoïde souhaité et les taux de rampe. Les vannes électroniques embarquées peuvent être commandées directement avec une commande standard incluant 4-20 mA ou ±10 VDC et un débit pour le même niveau de personnalisation.

Il existe deux options de contrôle pour les systèmes hydrauliques : en boucle ouverte et en boucle fermée. En termes généraux, un système en boucle ouverte ne peut pas compenser les perturbations qui modifient le signal de commande du contrôleur. Les systèmes en boucle fermée ne présentent pas ce défaut ; les perturbations dans le système sont compensées en mesurant la réponse de sortie et en la comparant à l'entrée. S'il y a une différence observée (appelée signal d'erreur), l'erreur est renvoyée au contrôleur pour ajuster la sortie à la valeur souhaitée.

Par exemple, il existe des vannes actionnées par des solénoïdes proportionnels qui ne ferment pas intérieurement la boucle autour du tiroir. Ils sont utilisés pour les applications d'accélération et de comptage.

D'autres vannes ferment la boucle en interne autour de la position du tiroir mais peuvent être intégrées dans un système en boucle fermée. L'erreur dans le système est mesurée par un transducteur ; c'est-à-dire un capteur de position ou de vitesse sur un actionneur, un transducteur de pression ou un débitmètre pour une précision encore plus grande. Les servovalves électrohydrauliques fonctionnant dans des systèmes de contrôle en boucle fermée sont conçues pour utiliser une faible puissance et un retour mécanique pour fournir un contrôle précis.

Les paramètres à prendre en compte lors de la spécification des systèmes de contrôle en boucle ouverte et fermée comprennent :

Hystérésis : La différence de sortie mesurée entre la commande croissante et décroissante.

Réponse échelonnée : temps requis entre la commande initiale et le moment où la vanne se stabilise à la sortie souhaitée.

Réponse en fréquence : vitesse maximale à laquelle une vanne peut fonctionner avec précision.

Fuite interne : Débit de dérivation inhérent aux distributeurs à tiroir en raison des jeux mécaniques.

Capacité de débit : quantité de fluide pouvant passer à travers la vanne.

Les tiroirs de vannes proportionnelles sont généralement conçus pour un débit nominal à une pression différentielle de 10 bars, tandis que les tiroirs de servovalves sont généralement conçus pour un débit nominal à une pression différentielle de 70 bars. Des bobines de dosage égales fournissent un débit symétrique à chaque port de travail. Cela peut être utile lors de l'entraînement d'un moteur ou d'un vérin à double tige avec des surfaces efficaces égales. Des bobines de dosage égales entraîneront une vitesse réduite lors de la rétraction d'un vérin à tige unique en raison de la zone différentielle entre la tige et le piston.