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[국내논문] 스풀 변위 피드백을 위한 LVDT 적용 비례전자제어밸브의 개발 및 성능평가
Development of Electronic Proportional Control Valve with LVDT for Spool Displacement Feedback and Its Performance Evaluation 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.19 no.3, 2016년, pp.160 - 166  

신행봉 (경남대학교 대학원 첨단공학과) ,  한성현 (경남대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study proposes the development and performance evaluation of electronic proportional control valve having an LVDT. The electronic proportional control valve is composed of hydraulic valve, proportional solenoid and controller. LVDT is to reduce the steady state error for the reference input of ...

Keyword

#Electro-hydraulic proportional valve   #Proportional solenoid   #Linear variable differential transformer(LVDT)   #Spool of vavle  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 이러한 추세에 따라 히스테리시스와 같은 유량특성 향상을 위해 스풀변위를 제어기로 피드백할 수 있는 LVDT가 적용된 비례전자제어밸브를 개발하였다. 또한 개발된 밸브에 대한 유량특성을 성능예측과 시험을 통해 검증하였다.
  • 본 연구에서는 최대 통과유량 60lpm급의 LVDT 적용 비례전자제어밸브의 개발 및 유량특성에 대한 성능평가를 수행하였다. 기존의 밸브에 스풀변위를 피드백하기 위한 LVDT를 설계하여 적용하고, 시험장치를 구축하여 개발 밸브와 동급의 해외제품에 대한 비교시험을 수행하여 유량특성에 대한 신뢰성을 검증하였다.

가설 설정

  • LVDT는 x축을 기준으로 상하 대칭이며, 이에 따라 수치 모델은 z축을 기준으로 대칭인 형태로 둘 수 있다. 이 때, 수치 모델에서 코어의 움직임은 z축을 기준으로 상하 3mm 정도 움직일 수 있다고 가정한다. 엔드 캡과 하우징의 재질은 순철이며, 1차 코일과 2차 코일의 재질은 구리, 코어의 재질은 ‘permalloy’로 선정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유압식 비례전자제어밸브란 무엇인가? 유압식 비례전자제어밸브는 입력신호에 비례적으로 유체의 흐름 방향과 통과 유량을 제어하는 밸브를 말한다. 이 밸브는 기계적인 제어 기법을 사용한 유압밸브의 장점과 전기적인 제어 기법을 사용한 솔레노이드 밸브의 장점을 모두 가지고 있으며, 양방향 비례솔레노이드 액추에이터를 적용 하여 유체의 방향과 통과 유량을 제어한다.
유압식 비례전자제어밸브의 특징은? 유압식 비례전자제어밸브는 입력신호에 비례적으로 유체의 흐름 방향과 통과 유량을 제어하는 밸브를 말한다. 이 밸브는 기계적인 제어 기법을 사용한 유압밸브의 장점과 전기적인 제어 기법을 사용한 솔레노이드 밸브의 장점을 모두 가지고 있으며, 양방향 비례솔레노이드 액추에이터를 적용 하여 유체의 방향과 통과 유량을 제어한다.
LVDT를 부착한 비례 전자제어밸브의 한계점은 무엇인가? 스풀 변위 피드백을 위해 LVDT를 부착한 비례 전자제어밸브는 일반 비례전자제어밸브에 비해 고속, 고정도의 성능 발휘하는 반면 서보밸브의 성능에는 미치지 못한다. 그러나 서보밸브에 비해 유체오염의 영향을 덜 받고 가격이 저렴하며 유지보수가 용이한 장점을 지니고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. Bruno P. Lequesne, "Finite Element Analysis of a Constant-Force Solenoid for Fluid Flow Control", IEEE, Tran. Industrial Application, Vol. 24, No. 4, 1988. 

  2. M. Guo and K. Nakano, "Numerical Analysis for the Flow in a Spool Valve by a Boundary Element Method(1st, 2nd Report)", JFPS, Vol. 20, No. 6, 1989. 

  3. S. Y. Lee and J. F. Blackburn, "Contribution to Hydraulic Control 1. Steady State Axial Forces on Control-Valve Pistons", Trans. ASME, Vol. 74, 1952. 

  4. 이현철, "고집적형 비례 방향/유량 제어기술 개발", 대한기계학회 생산 및 설계부문 춘계학술대회논문집, 2011. 

  5. H. E. Merritt, "Hydraulic Control Systems", John Wiley & Sons Inc, 1976. 

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