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PWM液壓閥在隧道掘進機推進液壓系統中的應用

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    隧道掘進機（T B M）作業環境惡劣，掘進過程中操作人員不僅要根據巖層變化選擇不同的掘進速度，還要進行必要的橫向與縱向位置調整。上述特殊工況，要求其推進液壓系統性能可靠、動作精準。為滿足這一要求，在隧道掘進機中多采用控制精度很高的PWM液壓閥（又稱高速開關閥）對推進液壓缸進行控制。
  1.PWM液壓閥的特性
PWM液壓閥由脈沖調制器進行控制。脈沖調制器的原理如圖1所示。圖1a中的U 為經計算機計算后輸出的控制信號，V 為計算機輸出的另一系列作為載波信號的鋸齒波信號。脈寬調制器將輸入的鋸齒波信號與輸入的控制信號比較后，轉換為時間周期為T 的脈寬調制信號。如果在某一時刻U值大于V值，則輸出高電平，否則輸出低電平。根據這一原理，得到圖1b中所示一系列控制指令信號。
   上式表明，PWM液壓閥的流量q與脈寬占空比τ 成正比。脈寬占空比τ 越大，通過PWM液壓閥進入推進液壓缸的平均流量越大，推進液壓缸的運動速度就越快。計算機根據控制要求發出相應的脈寬調整信號，控制PWM液壓閥開啟或關閉，便可調整推進液壓缸液壓油流量的大小和流向。
通過以上分析可以知道，隧道掘進機推進系統中液壓缸控制主要有以下3個特點：一是系統設計柔性較高，控制管路較少，制造和維護費用較低，運行可靠；二是利用各監測傳感器檢測執行元件位置信號，可在人機界面上反映設備的實時工況，便于操作；三是控制精度很高，并可對因系統溫度、壓力、負載、內泄等引起的速度、位移變化自動進行補償。