비례 유량 제어 밸브를 유압 시스템의 "스마트 조광기 스위치"로 생각하십시오. 조광기 스위치를 사용하여 빛의 밝기를 제어할 수 있는 것처럼 이 밸브를 사용하면 유압 오일이 시스템을 통해 흐르는 속도를 정확하게 제어할 수 있습니다. [먼저 이해해.비례 밸브가 무엇입니까?.]
이것이 중요한 이유:
기존 유압 밸브는 일반 조명 스위치처럼 완전히 열리거나 완전히 닫힙니다. 비례 밸브는 조광기 스위치처럼 부드럽고 정밀한 제어를 제공합니다. 이 원활한 제어는 다음을 의미합니다.
- 기계의 충격과 진동 감소
- 유압 실린더와 모터의 더욱 정확한 움직임
- 더 나은 에너지 효율성
- 전반적으로 원활한 작동
기본 개념
간단한 용어로 작동하는 방법은 다음과 같습니다.
전기 입력
밸브에 전기 신호(보통 4~20mA 또는 0~10V)를 보냅니다.
비례응답
밸브는 해당 신호에 비례하여 열립니다.
흐름 제어
더 많은 신호 = 더 많은 흐름, 더 적은 신호 = 더 적은 흐름
원활한 작동
변화는 갑자기 일어나는 것이 아니라 점진적으로 일어난다.
이러한 비례 관계는 현대 유압 시스템에서 이 밸브를 매우 가치있게 만듭니다.
중요한 이유: 단순 제어에서 스마트 제어로의 진화
기존 방식: Bang-Bang Control
과거에는 대부분의 유압 시스템이 간단한 온/오프 밸브("뱅뱅" 제어라고 함)를 사용했습니다. 이 밸브에는 두 가지 설정이 있습니다.
- 완전 개방:최대 유량
- 완전 폐쇄:흐름 없음
뱅뱅 제어 문제:
- 밸브가 빠르게 열리거나 닫힐 때 갑작스러운 압력 스파이크
- 장비의 진동 및 기계적 스트레스
- 정확한 속도나 위치를 얻는 데 어려움이 있음
- 지속적인 완전 흐름 작동으로 인한 에너지 낭비
새로운 방식: 비례 제어
비례 밸브는 다음을 제공하여 모든 것을 변화시켰습니다.
부드러운 가속
갑작스러운 시작-정지 동작 대신 기계는 정지 상태에서 최대 속도까지 부드럽게 움직입니다.
정밀한 속도 제어
기계 사이클의 다양한 부분에 대해 정확한 속도를 설정할 수 있습니다.
에너지 효율성
시스템은 필요할 때만 필요한 흐름을 사용합니다.
더 나은 제품 품질
움직임이 부드러워지면 제조 공정에서 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
유지 관리 감소
충격과 진동이 적으면 장비 수명이 길어집니다.
실제 영향
플라스틱 부품을 만드는 사출 성형기를 생각해 보십시오.
- 기존 시스템:사출 램이 전속력으로 움직이거나 완전히 정지하여 결함 및 재료 낭비 발생
- 새로운 시스템:램 속도는 사출 사이클 전반에 걸쳐 부드럽게 변화하여 일관된 고품질 부품을 생산합니다.
단순한 제어에서 스마트 제어로의 진화로 인해 비례 밸브는 현대 제조에 필수가 되었습니다.
작동 방식: 기술 내부
비례 유량 제어 밸브의 작동 방식을 이해하면 밸브를 더 잘 선택하고 사용하는 데 도움이 됩니다. 주요 구성 요소를 분석해 보겠습니다.
[완전히 배우세요.비례 밸브의 작동 원리]
1. 비례 솔레노이드: 뇌
비례 솔레노이드는 밸브의 두뇌와 같습니다. 켜져 있거나 꺼져 있는 일반 솔레노이드와 달리 비례 솔레노이드는 수신되는 전기 신호에 따라 다양한 양의 힘을 생성할 수 있습니다.
작동 방식:
- 전기 신호(전류 또는 전압)를 수신합니다.
- 해당 신호에 비례하는 자기력을 생성합니다.
- 더 많은 신호 = 더 많은 자기력
- 이 힘으로 밸브의 내부 부품이 움직입니다.
주요 기능:
- 원활한 작동을 위해 DC 전원을 사용합니다.
- 종종 200Hz 정도의 PWM(펄스 폭 변조) 신호를 사용합니다.
- "디더"(마찰을 줄이는 작은 진동)가 포함될 수 있습니다.
2. 스풀과 밸브 본체: 유량 컨트롤러
밸브 본체 내부에는 스풀이라고 하는 정밀 가공 실린더가 있습니다. 이 스풀은 흐름을 제어하기 위해 앞뒤로 움직입니다.
스풀 설계 특징
- 계량 노치:스풀 위치에 따라 흐름이 어떻게 변하는지 제어하는 스풀에 절단된 특수 모양(V, U 또는 직사각형)
- 중복 특성:스풀 가장자리가 포트와 정렬되는 방식이 밸브 반응에 영향을 미칩니다.
흐름특성
- 선형 흐름:스풀 움직임에 비례하여 유량이 증가합니다.
- 프로그레시브 흐름:개구부가 클수록 흐름이 더 증가하여 낮은 흐름에서 더 미세한 제어가 가능합니다.
3. 압력 보상: 일관된 흐름 유지
품질 비례 밸브의 가장 중요한 특징 중 하나는 압력 보상입니다. 이 시스템은 부하 압력이 변하더라도 유량이 일정하게 유지되도록 보장합니다.
보상이 없는 문제:무거운 짐을 들어 올리면 배압이 증가하여 밸브 개방이 동일하게 유지되더라도 흐름이 감소합니다.
해결책:압력 보상기는 메인 스풀 전체의 압력 강하를 자동으로 조정하여 일정하게 유지합니다.
이익:
- 흐름은 부하가 아닌 밸브 신호에만 의존합니다.
- 예측 가능한 시스템 동작
- 보다 쉬운 프로그래밍 및 제어
4. 피드백 시스템: 정확성 보장
고급형 비례 밸브에는 실제 스풀 위치를 모니터링하고 이를 원하는 위치와 비교하는 피드백 시스템이 포함되어 있습니다.
| 밸브 종류 | 피드백 | 정확성 | 비용 | 응용 |
|---|---|---|---|---|
| 개방 루프 밸브 | 피드백 없음 | 보통의 | 낮추다 | 기본 응용 |
| 폐쇄 루프 밸브 | LVDT 센서 | 높은 | 더 높은 | 정밀 응용 |
비례 유량 제어 밸브의 유형
비례 밸브는 여러 가지 구성으로 제공됩니다. 이러한 유형을 이해하면 애플리케이션에 적합한 유형을 선택하는 데 도움이 됩니다.
드라이브 메커니즘별
직동 밸브
솔레노이드가 스풀을 직접 이동시킵니다.
- 빠른 응답(5~10밀리초)
- 컴팩트한 사이즈
- 심플한 디자인
제한사항:더 작은 유량(<50L/min) 및 압력(<210bar)으로 제한됩니다.
가장 적합한 대상:소형 시스템, 의료 기기, 대형 밸브용 파일럿 스테이지
파일럿 작동식 밸브(2단계)
작은 파일럿 밸브가 오일 흐름을 제어하여 메인 스풀을 움직입니다.
- 높은 유량 처리 가능(최대 1600L/min)
- 고압(최대 350bar)
제한사항:느린 응답(~100ms)
가장 적합한 대상:중장비, 대규모 산업 시스템, 고전력 애플리케이션
기능별
유량 제어 밸브
- 주요 업무는 유량을 제어하는 것입니다.
- 일반적으로 2방향 또는 3방향 구성
- 종종 압력 보상을 포함합니다.
- 액추에이터 속도 제어
방향 제어 밸브
- 흐름과 방향을 모두 제어
- 일반적으로 4방향, 3위치 밸브
- 여러 개의 단순 밸브 교체
- 실린더 또는 모터 방향 및 속도 제어
압력 제어 밸브
- 유량보다는 시스템 압력 제어
- 릴리프 밸브 및 감압 밸브 포함
- 안전한 작동 압력 유지
비례 밸브와 기타 밸브 유형
비례 밸브가 다른 기술과 어떻게 비교되는지 이해하면 더 나은 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
비례 대 On/Off 밸브
| 특징 | 온/오프 밸브 | 비례 밸브 |
|---|---|---|
| 제어 유형 | 바이너리(개방/폐쇄) | 연속(가변) |
| 흐름 제어 | 전체 흐름 또는 흐름 없음 | 0~100%의 모든 흐름 |
| 시스템 충격 | 높음(급격한 변화) | 낮음(부드러운 전환) |
| 에너지 사용 | 종종 낭비적이다 | 효율적(수요 일치) |
| 복잡성 | 간단한 회로 | 더 복잡한 전자 장치 |
| 비용 | 낮은 초기 비용 | 초기 비용이 높음 |
비례 대 서보 밸브
| 특징 | 비례 밸브 | 서보 밸브 |
|---|---|---|
| 정확성 | 양호(±2~5%) | 우수 (±0.5%) |
| 응답 속도 | 보통(2~50Hz) | 매우 빠름(>100Hz) |
| 비용 | 보통의 | 높음(10~20배 이상) |
| 오염 허용치 | 높은 | 낮음(매우 깨끗한 오일 필요) |
| 복잡성 | 보통의 | 높은 |
| 유지 | 기준 | 전문화 |
각 유형을 선택하는 경우
다음과 같은 경우 On/Off 밸브를 선택하십시오.
- 간단한 열림/닫힘 제어만 있으면 됩니다
- 비용이 가장 큰 관심사입니다.
- 충격과 진동을 견딜 수 있는 애플리케이션
- 정확한 제어가 필요하지 않습니다
다음과 같은 경우 비례 밸브를 선택하십시오.
- 가변 속도 또는 위치 제어가 필요합니다.
- 원활한 작동이 중요합니다
- 에너지 효율성이 중요합니다
- 적당한 정밀도이면 충분합니다
- 일반적인 산업 환경에서 작업
유압 관련 사항은 다음을 참조하세요.유압 비례 밸브 가이드
다음과 같은 경우에 서보 밸브를 선택하십시오:
- 초고정밀도가 요구됩니다
- 매우 빠른 응답이 필요함
- 비용은 성능에 비해 부차적입니다.
- 매우 깨끗한 작동유를 유지할 수 있습니다.
- 애플리케이션에서 요구하는 사항(항공우주, 테스트)
알아야 할 주요 성과 지표
비례 밸브를 선택할 때 여러 성능 지표에 따라 해당 밸브가 귀하의 응용 분야에서 얼마나 잘 작동할지 결정됩니다.
유량 및 압력 등급
최대 유량
- 일반적으로 표준 압력 강하(예: 5bar 또는 70psi)로 지정됩니다.
- 일반적인 범위: 7~1000L/min(2~260GPM)
- 액추에이터 속도 요구사항에 따라 선택하세요.
최대 압력
- 안전한 작동 압력 한계
- 일반 범위: 280~400bar(4000~5800psi)
- 시스템의 최대 압력을 초과해야 합니다.
압력 강하
- 정격 유량에서 밸브 전체의 압력 손실
- 효율성은 낮을수록 좋습니다.
- 일반: 정격 유량에서 5~35bar(70~500psi)
정확성과 반복성
히스테리시스
같은 지점에 서로 다른 방향에서 접근할 때의 출력 차이
- 일반: 전체 규모의 2~5%
- 정밀 응용 분야에는 낮을수록 좋습니다.
선형성
밸브의 흐름이 입력 신호를 얼마나 밀접하게 따르는지
- 일반: 전체 규모의 ±2%
- 선형 밸브는 제어하기가 더 쉽습니다.
반복성
동일한 입력 신호로 돌아갈 때의 일관성
- 일반: 전체 규모의 ±1~3%
- 일관된 생산을 위해 중요
불감대
출력이 발생하지 않는 입력 신호 범위
- 일반: 전체 신호 범위의 2~5%
- 스풀 오버랩으로 인해 발생, 밀봉에 필요함
성능 비교표
| 밸브 종류 | 유량 범위 | 압력 | 응답 시간 | 히스테리시스 | 오염 허용치 | 상대 비용 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 기본비례 | 7-100L/분 | 최대 280bar | 20-100ms | 3~5% | 높은 | 2-4배 |
| 폐쇄 루프 비례 | 7-1000L/분 | 최대 350bar | 10-50ms | 1-2% | 높은 | 4-8x |
| 서보 비례 | 10-500L/분 | 최대 350bar | 5~20ms | <1% | 보통의 | 8-15x |
