현재, 새로운 전기 유압 서보 밸브 기술의 발전 추세는 주로 새로운 구조의 설계, 새로운 재료의 채택, 전자, 디지털화, 유압 기술의 결합에 반영된다. 전기 서보 밸브 기술의 발전은 유압 제어 기술의 발전을 크게 촉진시켰다. 1990 년대에 외국은 직동식 전자 유압 서보 밸브 개발에 큰 성과를 거두었다. 현재 Moog 의 D633, D634 시리즈 직동 밸브, EatonVickers 의 LFDC5V, 독일 Bosch 의 NC 10, 미쓰비시와 일본 KYB 주식회사가 공동으로 개발한 MK 밸브, Moog 와 러시아 Voshod 를 포함한 제품군이 형성되고 있습니다. 이러한 서보 밸브는 일반 서보 밸브의 전면 등급을 제거하고, 고전력 모멘트 모터를 사용하여 밸브 코어를 직접 끌고, 고정밀 밸브 코어 변위 센서를 피드백으로 사용합니다. 이 밸브의 가장 큰 특징은 선행급이 없어 서보 밸브의 오염 방지 능력을 높였다는 것이다. 동시에 가공하기 어려운 많은 부품이 제거되어 가공 비용이 절감되어 산업 서보 제어 상황에 광범위하게 적용될 수 있습니다. 중국 발사체기술연구원 제 18 연구소, 베이징공작기계연구소, 저장공업대학 등과 같은 국내 일부 단위도 관련 제품의 원형을 개발했다. 특히 북항공은 로터리 밸브 직동식 전자 유압 서보 밸브를 개발했다. 이 서보 밸브에서는 일반 서보 밸브의 슬라이딩 구조가 슬라이드 밸브의 회전으로 변환되고 밸브 코어와 밸브 슬리브에는 그에 따라 축에 일정한 각도로 기울어진 여러 개의 슬라이드가 열립니다. 밸브 코어와 밸브 슬리브가 서로 회전하면 슈트가 서로 열리거나 닫히면서 출력 압력이나 흐름을 제어합니다. 밸브 코어와 밸브 커버가 작동 중에 서로 회전하기 때문에 작동 시 밸브의 마찰 저항이 줄어들고 오염물질이 회전 슬라이드 밸브 내에 쉽게 축적되지 않아 오염 방지 성능이 향상됩니다. 또한 Park 는' 음권 구동 (VCD)' 기술과 이 기술을 기반으로 한 DFplus 제어 밸브를 개발했다. 소위 음권 구동 기술이란 이름에서 알 수 있듯이 스피커와 비슷한 구동 장치이다. 그 기본 구조는 고정된 원통형 영구 자석에 씌워진 동권이다. 코일에 신호 전류가 입력되면 전자기 작용에 따라 코일에서 신호 전류에 해당하는 축 방향력이 생성되고 엔지니어링 네트워크의 판권을 제어하고 코일에 직접 연결된 밸브 코어 모션을 구동하여 추진력이 크다. 변위 피드백 센서는 코일에 내장되어 있으므로 VCD 구동 DFplus 밸브는 본질적으로 폐쇄 루프 제어이며 선형성이 상당히 좋습니다. 또한 VCD 드라이브의 동작 부품은 단지 회전일 뿐 관성은 작기 때문에 상대 동작 부품 사이에 지지가 없습니다. DFplus 밸브의 전체 지지는 밸브 코어와 밸브 몸체의 결합면으로 마찰이라는 비선형 요인이 제어 품질에 미치는 영향을 크게 줄입니다. 이러한 기술적 특징과 내장된 디지털 제어 모듈을 결합하면 DFplus 밸브의 제어 성능이 양호하며, 특히 주파수 응답에서는 400Hz 에 이를 수 있습니다. 발전 추세에서 볼 때, 신형 직동 전자 유압 서보 밸브는 일부 업종에서 전통적인 서보 밸브, 특히 노즐 배플 서보 밸브를 대체하는 경향이 있지만, 가장 큰 문제는 부피가 크고 무게가 무겁다는 점이다. 부지에 대한 요구가 높지 않은 산업용 서보 제어 상황에만 적용된다. 무게와 부피를 줄일 수 있다면 항공 우주 등 군공 분야에서도 발전 잠재력이 크다.

또한 최근 몇 년 동안 모멘트 모터가 직접 구동되는 것 외에도 서보 밸브의 새로운 구동 방식 (예: 스테핑 모터, 서보 모터, 신형 전자석, 광액 직접 변환 구조의 서보 밸브 등) 이 등장했습니다. 이러한 신기술의 응용은 서보 밸브의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 서보 밸브의 발전을 위한 새로운 사고를 열어 전기 유압 서보 밸브 기술에 새로운 활력을 불어넣었다. 현재, 전기 유압 서보 밸브 개발 분야에서 신소재의 응용은 주로 압전 소자, 초자기 변형 재료 및 형상 기억 합금을 기반으로 한 변환기의 개발에 기반을 두고 있다. 그들은 제각기 우수한 특징을 가지고 있다.

2. 1 압전 소자

압전소자의 특징은' 압전효과' 이다. 일정한 전기장 작용에 따라 모양과 크기가 변할 수 있으며, 일정 범위 내에서 변형량은 전기장 강도에 비례한다. 압전 컴포넌트의 주요 재료는 압전 세라믹 (PZT) 와 전기 신축 재료 (PMN) 입니다. 전형적인 압전 세라믹 소재는 일본 토킨사의 적층 압전 텔레스코픽 세라믹이다. PZT 직동 서보 밸브의 원리는 밸브 코어의 양쪽 끝이 각각 강철 구슬을 통해 두 개의 다층 압전 소자를 연결한다는 것입니다. 압력 재질이 팽창하고 수축하여 압력 효과를 통해 밸브 코어 이동을 구동합니다. 전기 기계 전환을 가능하게 합니다. PMN 노즐 배플 서보 밸브는 노즐에 압전 스택 고정에 연결된 배플을 설치하여 압전 스택의 신축을 통해 배플과 노즐 사이의 간격을 늘리거나 줄여 밸브 코어의 양쪽 끝에 압력 차이를 발생시켜 밸브 코어의 이동을 촉진합니다. 현재 압전 전기 기계 변환기의 발전은 이미 성숙되어 광범위하게 응용되었다. 주파수가 빠른 제어 엔지니어링 네트워크 저작권의 특징을 가지고 있으며, 서보 밸브의 대역폭은 수천 헤르츠에 달할 수도 있지만, 전기 유압 서보 밸브에서 압전 소자의 추가 응용을 제한하는 지연과 이동이 쉬운 단점도 있습니다.

2.2 거대 자기 변형 재료

거대 자기 변형 재료 (GMM) 는 기존의 자기 변형 재료에 비해 자기장 작용에 비해 훨씬 큰 길이나 볼륨 변화를 일으킬 수 있습니다. GMM 변환기를 사용하여 개발한 직동 서보 밸브는 GMM 변환기를 밸브 코어에 연결하고 구동 코일의 전류를 제어하여 서보 밸브의 출력 흐름을 제어하고 GMM 확장을 유도하고 밸브 코어 변위를 유도하는 것입니다. 기존 서보 밸브에 비해 이 밸브는 주파수가 높은 특성일 뿐만 아니라 정확도가 높고 구조가 치밀하다는 장점이 있습니다. 현재 미국, 스웨덴, 일본은 GMM 개발 및 응용 분야에서 선두를 달리고 있습니다. 중국 저장대는 GMM 기술을 이용해 공압노즐 배플 밸브와 내연 기관 연료 분사 시스템 고속 강력 솔레노이드 밸브의 구조를 설계하고 특성을 연구했다. 현재 상황에서 GMM 재질은 압력 재질 및 기존 자기 변형 재질에 비해 변형이 크고 에너지 밀도가 높으며 응답 속도가 빠르며 출력력이 큰 특징을 가지고 있습니다. 세계 각국은 GMM 전기 변환기 및 관련 기술의 연구를 매우 중시한다. GMM 의 기술 수준은 급속히 발전하여 실험실 개발 단계에서 점차 시장 개발 단계로 접어들었다. 앞으로 GMM 의 열 변형, 자기 결정 이방성, 재료 부식, 제조 공정 및 매개 변수 매칭 문제를 해결해야 첨단 기술 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.

2.3 형상 기억 합금

형상 기억 합금은 형상 기억 효과가 있는 것이 특징이다. 고온에서 성형한 후 저온으로 냉각하여 외부 힘을 가하다. 일반 금속은 탄성 변형을 초과하면 영구적으로 변형되지만 SMA 는 특정 온도 이상으로 가열한 후 고온에서 원래 모양을 복원합니다. 그 특성을 이용하여 개발한 서보 밸브는 밸브 코어의 양쪽 끝에 모양 메모리 합금으로 감긴 SMA 액츄에이터 세트를 추가하여 가열과 냉각을 통해 SMA 액츄에이터를 구동하고, 밸브 코어의 양쪽 끝에 있는 모양 메모리 합금이 늘어나거나 수축되고, 밸브 코어 모션을 구동하며, 위치 피드백을 늘려 서보 밸브의 제어 성능을 향상시킵니다. 밸브의 경우 SMA 는 변형량이 많지만 응답 속도가 느리고 변형이 연속적이지 않아 적용 범위가 제한됩니다.

기존 서보 밸브에 비해 새로운 소재의 전기 기계 변환기로 개발된 서보 밸브는 일반적으로 주파수가 높고 정확도가 높으며 구조가 치밀하다는 장점이 있습니다. 아직 해결해야 할 몇 가지 핵심 기술이 있지만, 새로운 기능 재료의 응용과 발전은 전기 유압 서보 밸브의 기술 발전을 위한 새로운 방법을 제공한다. 현재 전자 및 디지털 기술을 전자 유압 서보 밸브 기술에 적용하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 전자 유압 서보 밸브의 아날로그 제어 요소에 D/A 변환 장치를 추가하여 디지털 제어를 실현하는 것입니다. 마이크로전자 기술이 발달하면서 밸브 내부에 제어 구성요소를 설치하고 컴퓨터 프로그램을 통해 밸브의 성능을 제어하고 디지털 보상 등의 기능을 실현할 수 있다. 그러나 아날로그 회로에는 0 점 드리프트 및 온도 드리프트와 같은 문제가 있으므로 D/A 변환 인터페이스를 추가해야 합니다. 둘째, 직동 디지털 제어 밸브. 스테핑 모터로 밸브 코어를 구동하여 입력 신호를 모터의 스테핑 신호로 변환하여 서보 밸브의 흐름 출력을 제어합니다. 이 밸브는 컴팩트한 구조, 속도 및 위치 개방 루프 제어, 직접 디지털 제어 등의 장점을 갖추고 있어 널리 사용되고 있습니다. 그러나 기존 스테핑 방법과 같은 실시간 제어가 필요한 경우 양적 정확도와 응답 속도 요구 사항을 고려할 수 없습니다. 저장공업대학은 연속 추적 제어 방법을 채택하여 둘 사이의 갈등을 해소하고 좋은 동적 특성을 얻었다. 또한 DC 모멘트 모터가 밸브 코어를 직접 구동하여 디지털 제어 및 기타 제어 방법 또는 서보 밸브 구조 변경으로 인해 발생하는 디지털 서보 밸브 제품도 많이 있습니다.

다양한 기술 수준이 발달하면서 새로운 센서와 컴퓨터 기술을 사용하여 기계, 전자, 센서 및 컴퓨터 자체 관리 (문제 해결 및 문제 해결) 를 통합하는 새로운 지능형 서보 밸브를 개발했습니다. 이 서보 밸브는 시스템 요구 사항 (속도, 위치, 가속도, 힘 또는 압력) 에 따라 제어 목표를 결정할 수 있습니다. 제어 요구사항에 따라 동일한 서보 밸브를 흐름 제어 서보 밸브, 압력 제어 서보 밸브 또는 흐름/압력 복합 제어 서보 밸브로 설정할 수 있습니다. 또한 흐름 게인, 흐름 게인 특성 및 0 점과 같은 서보 밸브의 제어 매개변수는 성능 최적화를 제어하는 원칙에 따라 설정할 수 있습니다. 서보 밸브 자체의 진단 정보 및 주요 제어 매개변수 (서보 밸브의 작동 환경 매개변수 및 내부 매개변수 포함) 는 주 컨트롤러에 적시에 피드백을 줄 수 있습니다. 서보 밸브는 모니터링, 진단 및 원격으로 제어할 수 있습니다. 호스트 컴퓨터 디버깅 과정에서 제어 엔지니어링 네트워크는 저작권이 있으며, 서보 밸브의 제어 매개변수는 버스 포트를 통해 다운로드하거나 호스트 컴퓨터에서 직접 설정하여 서보 밸브와 제어 시스템을 가장 잘 맞추고 제어 성능을 최적화할 수 있습니다. 서보 밸브 제어 매개변수의 다운로드 및 업데이트는 호스트 실행 중에도 수행할 수 있습니다. 서보 밸브와 제어 시스템의 응용 발전에서 임베디드 기술은 이미 서보 밸브의 현실이 되었다. 임베디드 시스템에 따라 "대상 시스템에 내장된 전용 컴퓨터 시스템" 으로 정의해야 합니다. 임베디드, 전용 및 컴퓨터 시스템은 임베디드 시스템의 세 가지 기본 요소입니다. 기존 서보 밸브에 전용 마이크로프로세서 칩과 해당 제어 시스템을 내장하여 고객의 특정 애플리케이션 요구 사항에 따라 최적의 제어 매개변수를 가진 서보 밸브를 구축합니다. 각 제어 축의 동기화 제어와 같은 해당 제어 작업은 밸브 자체의 제어 시스템에 의해 수행되고 전체 대형 유압 제어 시스템에 내장됩니다. 현재의 기술 개발 및 유압 제어 시스템의 서보 밸브 요구 사항에 따라 제어 엔지니어링 네트워크는 저작권이 있으며 서보 밸브의 자체 진단 및 자체 테스트 기능은 더욱 개발되어야 합니다.