脉宽调制式（PWM）数字阀又称高速开关数字阀，其数字信号控制方式为脉宽调制式，即控制液压阀的信号是一系列幅值相等，而在每一周期内宽度不同的脉冲信号。其实质是高速开关阀通过脉宽调制（PWM）使流体形成脉冲流体，再利用脉冲宽度的变化而连续地控制流量和压力的变化。图6-7是脉宽调制式高速开关数字阀控制系统的工作原理框图。
计算机输出的数字信号，通过脉宽调制放大器调制放大后使电气-机械转换器工作，从而驱动液压阀工作。系统多为开环控制，也可闭环控制如图6-7中虚线所示。由于作用于阀上的信号为一系列脉冲，因此液压阀只有与之相对应的快速切换的开和关两种状态，而以开启时间的长短来控制流量或压力等液压参数。高速开关数字阀由电磁式驱动器和液压阀组成，其中液压阀的工作原理及结构与其他阀不同，它是一种快速切换的开关，只有全开和全闭两种工作状态，其驱动部件仍以电磁式电气-机械转换器为主，主要是力矩马达和各种电磁铁。脉宽调制信号是频率不变、开启时间比率不同的脉冲信号，如图6-8所示的脉宽调制信号波形图。开启时间tp称为有效脉宽时间，tp对采样周期的比值tp/T称为脉宽占空比，即
τ=tp/T （6-2）
图6-7 脉宽调制式高速开关数字阀控制系统工作原理框图
用它来表征该采样周期时输入信号的幅值，相当于平均电流与峰值电流的比值。图6-8a所示的连续信号可用脉宽调制方法调制成图6-8b所示的脉宽信号。例如，用来控制数字流量阀调制量为流量，则每个采样周期对应的输出平均流量为
式中 tp——有效脉宽；
qn——额定流量；
A——通流面积；(www.xing528.com)
Cd——流量系数；
Δp——压差；
ρ——流体密度。
目前已研制出的高速开关数字阀的结构和主要性能见表6-4。
图6-8 信号的脉宽调制
a）连续信号 b）脉宽信号
表6-4 各类高速开关式数字阀性能比较
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