电液伺服阀控制系统的故障保护模块
　　关键词：伺服控制；故障保护；模块
　　液压故障保护模块作为一种有效的故障保护装置，已广泛在电液伺服控制系统中采用。特别是电液伺服系统从独立、单一的系统发展到多通道，复合控制的复杂协调加载系统后，液压故障保护模块对提高系统的安全性和可靠性，更显出了优越性。
　　液压故障保护模块，是一个安装着各种液压阀的集成块，并且与液压缸固定在一起。当系统出现一般故障时，通过液压阀的功能使系统处在安全状态，达到故障保护的目的。在工业电液伺服控制系统和地面试验设备采用，即经济又简便实用。
　　
　　1、常见故障形式
　　1.1过载
　　电液伺服控制系统出现过载是常见的故障之一，过载可能使系统产生误操作或是被试件损坏，直接影响系统的安全性和可靠性。因此，过载液压保护是常用的故障保护装置，一般是用溢流阀限制液压缸负载腔的压力。常见过载故障有：
　　（1）伺服阀失效伺服阀失效在伺服系统中经常遇到，特别是在系统调试和初运行阶段，这是由于系统污染导致。伺服阀失效将导致加载系统过载。因此，伺服系统在适用前都采取一些防污染措施，如伺服阀用冲洗盖板替代，液压油循环一定的时间并在回路中安装较高的过滤器，冲洗后再开始调试和运行。
　　（2）闭环控制失效在闭环控制系统中，反馈回路一旦失效，则成开环控制，这种情况将发生过载现象；反馈信号接反或指令信号过大，也将引起系统过载，这两种情况在系统调试时容易发生。
　　（3）力耦合过度在多通道电液伺服系统中，各通道之间相互影响，产生耦合力，这种耦合力可能引起系统过载，是系统不希望的。解决方法通常是采取解耦法加以消除。而在某些系统，如结构疲劳多通道协调加载系统、造波机摇板电液伺服系统，采用液压限载消除各通道之间的耦合力引起的过载，很容易实现。
　　
　　1.3气蚀
　　2、故障保护模块的应用实例
　　2.1多点协调加载故障保护模块
　　图一所示原理的故障保护模块，曾用于某结构多点协调加载系统，次模块具有：
　　
　　（1）过载、限载保护模块上的两个负载限制溢流阀5、6分别对应着液压缸的两个负载腔。试验前根据各加载点的拉、压方向负载，对每台溢流阀进行校准及设定。为提高系统的卸载，此模块中的溢流阀设计时采用了相似原理，即液压缸两负载腔的压力分别对应溢流阀的前后腔，而且两者的有效面积比相似。
　　（2）断电保护系统正常工作时，电磁阀1通电，二位六通阀2工作在左位，系统油压通过电液伺服阀控制油缸工作。若电磁阀1断电，弹簧力推动阀2的阀芯左移，模块中的各阀处于图1所示状态。从图1中看到，液压缸两负载腔经二位六通阀2、单向节流阀3、4与油路联通，即液压缸处于卸载状态。
　　（3）卸载速度控制电电液伺服控制系统的负载形式一般为弹性负载或惯性负载。正常工作中，负载可以按指令降到零。但若故障状态卸载或人为紧急卸载，为避免造成负载冲击，需要对卸载速度进行控制。为此，在图1所示的卸载回路中对称设置了两个单向到控制卸载速度的目的。
　　
　　2.2、六自由度运动平台液压系统保护模块
　　2.3、防气蚀功能模块
　　3、保护模块的结构特点
　　液压故障保护模块是根据控制对象的要求而专门设计的。设计时，通常采用集成式结构。主集成块的油路应布局合理，通径合适，体积小，而且工艺性好。各功能阀首先选用螺纹插装式或板式安装。特殊要求的功能阀一般应自行设计，如图1中的载荷限制阀5、6，图3中的抗气蚀单元3等。伺服控制系统一般都有频宽要求，因此保护模块应直接装在液压缸上，或者尽量靠近液压缸安装。模块与液压缸负载腔之间的油路应使用硬管。断电故障保护应采用小通径二位电磁阀作为系统电信号的检测元件，系统正常工作时，电磁铁应通电。过载保护则一般在液压缸两负载腔油路上个安装一个螺纹插装式溢流阀就可以了。