서보 밸브와 비례 밸브의 차이점

비례 밸브는 주로 전기적 피드백 방식을 사용합니다. 신호가 입력되면 메인 스풀이 구동되어 연결된 변위 센서가 움직입니다. 피드백 변위 신호가 입력 신호와 같아지면 메인 스풀이 정지하고 비례 밸브는 새로운 평형 위치에 도달합니다.

서보 밸브에는 기계식 피드백과 전기식 피드백 두 가지 유형이 있습니다. 일반적으로 전기식 피드백 서보 밸브는 주파수 응답이 높고, 기계식 피드백 서보 밸브는 주파수 응답이 약간 낮지만 동작은 기본적으로 비례 밸브와 동일합니다.

차이점: 일반 비례 밸브의 입력 전력은 수백 mA에서 1A 이상에 이르는 비교적 큰 반면, 서보 밸브의 입력 전력은 수십 mA 정도로 비교적 작습니다. 비례 밸브의 제어 정밀도는 서보 밸브보다 약간 떨어지고 히스테리시스도 더 큽니다. 서보 밸브는 크기가 크고 제어 정밀도가 높지만, 오일에 대한 요구 조건도 높습니다.

구조적인 관점에서 볼 때, 비례 밸브의 스풀은 전자기력, 유압 및 스프링 힘에 의해 균형을 이룹니다. 반면 서보 밸브는 유압에 의해 균형을 이루기 때문에 비례 밸브는 대유량 및 고압 제어에 유리하지 않습니다. 비례 밸브의 초기 제품이 개방형 구조였던 것이 그 이유일 것입니다. 그렇지 않았다면 서보 밸브가 더 널리 사용되었을 것입니다. 서보 밸브는 정밀한 위치, 속도 등의 제어뿐만 아니라 추종 기능까지 제공할 수 있습니다. 자동차의 파워 스티어링은 추종 서보 시스템인데, 이는 비례 밸브로는 구현하기 어렵습니다.

유압 실린더의 상하 운동은 밸브의 위치를 바꿔 유압 회로를 전환함으로써 제어할 수 있습니다. 이러한 제어는 일반적인 역전 밸브를 사용하여 구현할 수 있으며, 서보 밸브 또는 비례 밸브는 유압 실린더의 방향 제어뿐만 아니라 밸브 개도 또한 정밀하게 제어하여 유압 유량을 정확하게 조절할 수 있도록 합니다 (작동 상태는 변하지 않음).

밸브의 피드백은 밸브가 정확한 위치에 있는지 여부만 확인할 수 있을 뿐, 시스템의 상태를 제어할 수는 없습니다. 밸브 개방이 정확하더라도 액추에이터로 유입되는 실제 유량은 펌프 압력, 배관 소모량, 부하 변화 등의 영향을 받기 때문입니다. 따라서 정확한 위치 및 속도 제어를 위해서는 또 다른 루프 회피 루프, 즉 시스템의 폐루프 제어가 필요합니다. 현재 위치와 속도 제어를 위해 속도 및 위치 제어 보드가 개발되어 사용되고 있습니다. 어떤 사람들은 "아무리 정확하더라도 밸브 자체의 문제일 뿐, 제어 대상에는 문제가 될 수 있다"고 말하는데, 이는 사실입니다. 하지만 밸브가 열린 후 밸브 코어가 오일 포트를 열기 때문에 액추에이터의 변위가 서보 스풀의 변위와 일치하지 않습니다. 액추에이터는 정지해 있더라도 마치 가정용 수도꼭지처럼 물이 계속 흐르는 상태를 유지합니다.

비례 밸브는 서보 밸브처럼 스풀의 위치를 폐루프 방식으로 제어하지 않습니다. 비례 밸브는 스풀에 공급되는 전류량을 크고 정밀하게 제어하여 비교적 정확한 스풀 위치를 제어하는 간소화된 설계입니다. 비례 밸브는 고정 액추에이터를 장착할 필요가 없지만, 위치 및 속도 제어를 정밀하게 구현하려면 여전히 폐루프 시스템이 필요합니다. 비례 밸브에 대한 자세한 내용은 저압 비례 조절기(0-8bar) 에서 확인할 수 있습니다.

비례 밸브와 서보 밸브 모두 증폭기가 필요한가요? 입력 제어 신호는 4-20mA인가요, 아니면 0-10V인가요? -10V~+10V 전압은 없는 건가요? 즉, 작동 방향이 입력 제어 신호가 아니라 두 코일이 각각 작동하여 오일 회로를 변경함으로써 구현되는 건가요?

비례 밸브와 서보 밸브의 입력 제어 신호는 4-20mA, 0-10V, -10V-+10V입니다. 이 중 전류 입력 신호는 간섭 방지 기능이 뛰어나지만 가격이 비싸고, 내부 코일은 하나 또는 두 개일 수 있습니다. 많은 3방향 밸브는 하나의 코일만 사용하며 전압 반전을 통해 양쪽 밸브의 위치를 제어합니다. 일반적으로 3방향 밸브는 양쪽에 두 개의 코일이 배치되어 있지만, 코일은 개별적으로 또는 직렬이나 병렬로 제어할 수 있습니다. 사실 비례 밸브와 서보 밸브를 구분하기는 어렵습니다. 아마도 유일한 차이점은 구동 방식일 것입니다. 서보 밸브는 토크 모터를 사용하고, 비례 밸브는 비례 코일을 사용합니다. 서보 밸브는 노즐 배플을 사용하여 응답 속도가 빠르지만, 비례 밸브는 스풀 밸브를 사용합니다. 하지만 제어 정밀도 측면에서는 비례 밸브가 더 높을 수 있습니다. 특히 2극 피드백 밸브의 경우, 비례 밸브의 파일럿 피드백은 전기 변위 센서를 사용하는 반면, 서보 밸브는 기계식 피드백 로드를 사용하기 때문에 반복성, 히스테리시스, 선형성 등의 일부 매개변수에서 비례 밸브가 서보 밸브보다 우수합니다.