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전기 유압 밸브의 적용을 위한 7가지 핵심 사항 | 파카하니핀 코리아

The Fundamentals of Applying Electrohydraulic Valves Wind Turbines Hydraulic Valve Division전기유압 밸브의 기초는 쉽게 이해할 수 있습니다. 전기유압 밸브는 전기로 작동되는 밸브로, 액추에이터로 보내지는 유압 작동유를 제어합니다. 그러나 효율적이고 효과적인 유압 시스템에 전기유압 밸브를 적용하기 위해, 설계자는 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 이 글은 전기유압 밸브 적용을 위한 7가지 핵심 설계 사항에 대해 알아보고자 합니다.

 

온/오프 밸브 vs. 비례제어 밸브

온/오프 밸브는 기본적으로 유압 시스템을 위한 온/오프 스위치입니다. 온/오프 밸브는 전형적으로 정확한 위치 또는 속도 제어가 필요하지 않은 응용 사례에 사용합니다. Parker는 VW 시리즈로 1등급 라인의 온/오프 방향 제어 밸브를 제공합니다. 비례 밸브는 유압 시스템을 위해 유량을 가변 제어하는 경우가 많습니다. 비례 밸브는 전형적으로 표준 방향제어밸브 보다 제어 기능이 더 요구되는 사례에 사용합니다. 비례 밸브가 빛을 발하는 가변 유량 제어가 필요한 몇몇 응용 분야에는 풍력 터빈 피치 제어, 목재 가공, 공작 기계, 금속 성형이 있습니다. 특정 타이밍 및/또는 포지셔닝이 필요한 경우 비례 밸브를 생각하십시오.   

 

온보드 전자장치 vs. 오프보드 전자장치

온보드 전자장치가 있는 밸브가 최선의 선택인지 아니면 오프보드 전자장치가 있는 밸브가 최선의 선택인지 결정하려면 응용 분야에 대한 심층적 평가가 필요합니다. 일반적으로 온보드 전자장치는 밸브의 제어를 특정 위치에 국한시키고 컨트롤러의 배선을 단순화하는 데 사용합니다. 오프보드 전자 장치는 전자 장치의 성능을 저하시킬 수 있는 진동 및 온도가 높은 영역에서 종종 사용됩니다.

오프보드 전자 밸브를 구동하려면 PWD00A-400 시리즈와 같은 전자 모듈을 사용해야 합니다. 이 모듈은 원하는 솔레노이드 구동 전류 및 램프 속도 등 고객 맞춤형 매개변수로 구성할 수 있습니다. 온보드 전자 밸브는 4-20 mA 또는 ± 10 VDC를 포함한 표준 명령으로 직접 명령을 받을 수 있으며, 오프보드 전자 밸브와 같은 수준으로 고객사 맞춤 제작이 가능합니다.

 

The Fundamentals of Applying Electrohydraulic Valves D1FP valve Hydraulic Valve Division개방 루프 제어 vs. 폐쇄 루프 제어

유압 시스템에는 개방 루프 및 폐쇄 루프의 두 가지 제어 옵션이 있습니다. 일반적인 교과서적 차원에서 개방 루프 시스템은 컨트롤러의 구동 신호를 변경하는 어떤 장애에 대해서도 보상할 수 없습니다. 폐쇄 루프 시스템에는 이러한 단점이 없습니다. 시스템의 장애는 출력 응답을 측정하고 이를 입력과 비교하여 보상됩니다. 관찰된 차이(오류 신호로 알려짐)가 있는 경우 오류가 컨트롤러로 피드백 되어 출력을 원하는 값으로 조정합니다.

예를 들어 FB 시리즈 밸브는 비례 솔레노이드로 작동하지만 스풀 주변의 루프를 내부적으로 닫지 않습니다. 이 시리즈의 밸브는 가속 및 계량 어플리케이션에 사용됩니다.

FCFP 시리즈와 같은 밸브는 스풀 위치 주변의 루프를 내부적으로 닫지만 폐쇄 루프 시스템에 통합할 수 있습니다. 시스템의 오류는 트랜스듀서로 측정합니다. 즉 더욱 높은 정확도를 위해 액추에이터의 위치 또는 속도 센서, 압력 트랜스듀서 또는 유량계로 측정합니다. 폐쇄 루프 제어 시스템에서 작동하는 전자 유압 서보 밸브는 정밀한 제어를 위해 저전력 및 기계적 피드백을 사용하도록 설계하였습니다.

개방 및 폐쇄 루프 제어 시스템을 지정할 때 고려해야 할 매개변수는 다음과 같습니다.

 

• 히스테리시스: 증가 및 감소 명령 사이에서 측정된 출력 차이
• 스텝 응답: 초기 명령으로부터 원하는 출력에서 밸브가 안정화될 때까지 소요되는 시간
• 주파수 응답: 밸브가 정확하게 작동할 수 있는 최대 속도
• 내부 누출: 기계적 틈새로 인해 스풀 밸브 고유의 바이패스 흐름
• 유량: 밸브를 통과할 수 있는 유체의 양

 

스풀 사이즈 결정

비례 밸브 스풀은 일반적으로 10bar의 차압에서 공칭 흐름에 대해 평가되는 반면, 서보 밸브 스풀은 일반적으로 70bar의 차압에서 공칭 흐름에 대해 평가됩니다. 동등한 다수의 계량 스풀은 각 작업 포트에 대칭적인 흐름을 제공합니다. 이는 유효 영역이 동일한 모터 또는 이중로드 실린더를 구동할 때 유용할 수 있습니다. 동일한 다수의 계량 스풀은 로드와 피스톤 사이에서 격차가 있는 영역으로 인해 단일 로드 실린더를 복귀시키는 동안 속도가 감소합니다.

비율 스풀은 작업 포트들 사이에 비대칭 흐름을 제공합니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 2 : 1 비율 설계입니다. 예를 들어 2 : 1 비율의 실린더를 구동하는 데 사용되는 경우, 불균형 영역의 매칭으로 인해 실린더의 확장과 수축 사이에서 동일한 속도가 달성됩니다. 부하를 제어하려면 비례 밸브의 크기를 가능한 작게 설정하는 것이 좋습니다. 제어를 유지하려면 항상 부하에 대한 배압이 가해져야 합니다. 일반적인 경험 법칙은 최대 유량 등급의 90-95 %를 사용할 스풀을 선택하는 것입니다. 유량 용량이 너무 큰 스풀을 선택하면 시스템이 불안정해질 수 있습니다.

 

The Fundamentals of Applying Electrohydraulic Valves metal working Hydraulic Valve Division

씰링 컴파운드

방향 제어 밸브에서 엘라스토머 씰용 컴파운드를 선택할 때 Parker O링 핸드북과 같이 유체 및 컴파운드 호환성 정보를 제공하는 제조업체 자료를 참조하십시오. 미네랄 오일을 사용하는 표준 산업 응용 분야는 일반적으로 니트릴 씰을 사용하며, 이는 워터 글리콜을 제어할 때도 권장됩니다. 고온이 결부된 응용 분야 또는 덜 일반적으로 사용되는 유체와 관련된 응용 분야는 여러 등급의 플루오로 카본 씰 중 하나를 사용할 수 있습니다. 확실치 않은 경우, 공장에 문의하여 씰링 컴파운드 선택에 대해 도움을 받으십시오. 

 

재생 회로 및 하이브리드 기능

재생 회로는 액추에이터의 확장을 가속화하기 위해 실린더의 로드 엔드에서 배출된 유체를 탱크 대신 피스톤 엔드로 다시 보냅니다. 재생 회로를 사용하면 시스템 설계자가 한 방향으로만 빠른 이동이 필요할 때 더 작은 펌프를 사용하여 설계 요구 사항을 달성할 수 있습니다. Parker는 온/오프 및 비례 제어(R 흐름 코드)를 위한 재생 밸브 방향 제어 밸브를 제공하므로 시스템 설계자가 회로에 추가 밸브를 추가할 필요 없이 재생 기능을 달성할 수 있습니다. 

하이브리드 재생 밸브를 사용하면 시스템 설계자는 명령 신호 이외에 별개의 전기 신호를 통해 회생 제어를 할 수 있습니다. 회생 제어를 이용하면, 속도를 위해 힘이 희생됩니다. 하이브리드 기능(Z 흐름 코드)을 통해 설계자는 표준 유압 기능을 선택하여 힘을 생성하거나 재생 기능을 선택하여 부하를 빠르게 가속화할 수 있습니다.

 

장착 패턴

전자 유압 밸브의 장착 구성은 NFPA / ISO 표준에 따릅니다. D03, D05, D07, D08 및 D10 시리즈 명칭은 표준 준수를 보여줍니다. D07 이상인 Parker 밸브는 파일럿 작동식입니다. 파일럿 작동식 밸브는 광범위한 유량에서 보다 안정적이며 시스템을 더 큰 유량으로 작동할 수 있습니다. 종종 메인 스풀을 제어하는 데 사용되는 유압 파일럿 압력은 방향성 구동 밸브의 솔레노이드 보다 큰 힘을 제공하여 사용자가 성능을 예측할 수 있습니다.

 

자료

시스템의 구성 요소를 지정할 때 참조 시트, 계산기, 구성 도구 등 설계 엔지니어가 사용할 수 있는 많은 자료가 있습니다. 그러나 그 무엇도 경험과 깊은 응용 지식을 대체할 수 없습니다. 공급 업체의 응용 프로그램 엔지니어가 제공할 수 있는 “현장에서” “직접 목격한” 경험을 활용하십시오. 이들은 그들이 속한 업체에서 제공하는 구성 요소의 성능을 이해할 뿐만 아니라, 동일한 상황에서 설계 실수를 수정하도록 도와주었고, 매우 독특한 일부 응용 프로그램에서는 문제를 해결하였습니다. 자세한 내용은 EH 카탈로그에서 확인하거나 문의하십시오.

 

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• 파카코리아 문의: parkerkr@parker.com

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