德國Rexroth力士樂伺服放大器是驅(qū)動伺服閥的直流功率放大器，是用來控制伺服電機的一種控制器。力士樂伺服放大器由指令和反饋比較處理、調(diào)零電路、限流電路、前置放大、功率放大等功能模塊組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。 
力士樂伺服放大器作為驅(qū)動電液伺服閥的一種電子設(shè)備，相應(yīng)參數(shù)有一定要求： (1)輸入電壓在±lO V內(nèi)，方便計算機和可編程控制器等指令元件實現(xiàn)控制； (2)輸出電流±10一±100 n認(rèn)可調(diào)，以便適應(yīng)各種型號力矩馬達伺服閥； (3)伺服放大器線性度誤差小于3％Fs； (4)具有反饋接入端，以便構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)； (5)為適應(yīng)伺服系統(tǒng)高頻響的特性，伺服放大器頻寬大于l 200 Hz； (6)具有zui大輸出電流限制和輸出短路保護功能，可限制伺服閥zui大流量和防止輸出線路短接導(dǎo)致故障。 Rexroth伺服放大器的具體電路原理圖如圖3所示。 
前置放大電路的作用是把指令和反饋輸入信號進行比較和放大。該電路K。、Fbk分別為輸入信號和反饋信號，通過電位器j匕調(diào)節(jié)電路增益，使其適應(yīng)功率放大電路的要求，使電路電壓前后級達到匹配。 調(diào)零電路的作用是通過在前置放大電路疊加可調(diào)電壓，調(diào)整電路基準(zhǔn)電壓。通過調(diào)節(jié)電位器如進行零偏補償，克服力士樂伺服放大器系統(tǒng)偏置。 限流電路的作用是限定流過伺服閥線圈的zui大電流，避免線圈過載，保護伺服閥，限制液壓系統(tǒng)zui大流量。該電路由運放ulD、U2A，二極管D。、D：和可調(diào)電壓源構(gòu)成，通過電位器R。，調(diào)節(jié)功率放大級的輸入電壓的幅度，達到限定輸出電流目的。功率放大電路的作用是將小功率電壓信號轉(zhuǎn)換放大為功率較大的電流信號，以便提供足夠的伺服閥額定電流，以驅(qū)動負載。并且要求有良好的抗干擾能力和靜、動態(tài)性能，該電路利用NPN和PNP型三極管的基極和發(fā)射級相互連接在一起，信號從基極輸入，發(fā)射極輸出。電路可看成由2個射極輸出器組合而成，構(gòu)成推挽功率放大電路，分別在輸入信號正負半周期內(nèi)工作。另外，還可在輸出電流中疊加一個由8038芯片產(chǎn)生的高頻顫振信號，以提高伺服閥分辨率和防止由于庫侖摩擦力導(dǎo)致的閥芯卡滯。 伺服閥線圈為伺服放大器的負載，相當(dāng)0．3 H電感和80 Q電阻組成的感性阻抗，為了使功率級的輸出控制電流正比于輸入電壓信號，采用了電阻如。與負載線圈串聯(lián)，并將其上電壓經(jīng)電阻如反饋到放大器的反相輸入端，實現(xiàn)閉環(huán)控制，精確調(diào)整功率級輸出電流。因為功率級反饋電壓是由電流產(chǎn)生的，故稱為電流負反饋。引入電流負反饋以后，在額定負載范圍內(nèi)，負載阻抗變化基本不影響功率級輸出電流變化，伺服放大器相當(dāng)一個恒流源。 根據(jù)運放虛短和虛斷原理，可以推出： 
式中K為前置放大電路增益。 伺服放大器輸出電流和輸入電壓成線性，并和負載無關(guān)，趨于恒流源。 德國Rexroth伺服放大器作用是將輸入指令信號(電壓)同系統(tǒng)反饋信號(電壓)進行比較、放大和運算后，輸出一個與偏差電壓信號成比例的控制電流給伺服閥力矩馬達控制線圈，控制伺服閥閥芯開度大小，并起限幅保護作用。 |
