Пропорциональные распределители Rekith 4WRKE

Замкнутый контур управления с обратной связью по положению

4WRKE - серия пилотно-управляемых пропорциональных распределителей с электрической обратной связью по положению золотника и встроенной электроникой (OBE). Ключевое отличие от 4WRZE - наличие индуктивного датчика положения (LVDT), который обеспечивает замкнутый контур управления и значительно повышает точность.

Буква "K" в 4WRKE означает наличие контура обратной связи (от нем. "Kontrolle"), что обеспечивает прецизионное управление независимо от нагрузки и внешних факторов.

КЛЮЧЕВАЯ ОСОБЕННОСТЬ - ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Что дает обратная связь?

Замкнутый контур управления:

✅ Высочайшая точность:

• Гистерезис <1% (vs <3% у 4WRZE)
• Линейность <±2% (vs <±5% у 4WRZE)
• Повторяемость <±0.5%

✅ Независимость от нагрузки:

• Положение золотника не зависит от расхода
• Компенсация гидродинамических сил
• Стабильность при изменении давления

✅ Компенсация износа:

• Автоматическая коррекция при износе
• Постоянная точность в течение всего срока службы
• Увеличение ресурса на 30-40%

Принцип работы обратной связи

Замкнутый контур:

1. Управляющий сигнал (0-10V) → Заданное положение золотника
2. LVDT датчик → Измерение реального положения
3. Усилитель → Сравнение заданного и реального
4. ПИД-регулятор → Расчет корректирующего воздействия
5. Соленоид → Точное позиционирование золотника

Преимущество:

• Даже при изменении нагрузки золотник остается в заданном положении
• Автоматическая компенсация гидродинамических сил
• Постоянная точность на протяжении всего срока службы

СРАВНЕНИЕ: 4WRZE vs 4WRKE

Вывод: 4WRKE - для задач, где критична максимальная точность!

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные параметры

Примечание: NG27 и NG35 - специальные типоразмеры с увеличенным расходом.

Динамические характеристики

Время отклика (с обратной связью):

• NG10: 25-50 мс
• NG16: 35-70 мс
• NG25/27: 50-100 мс
• NG32/35: 60-120 мс

Точность:

• Гистерезис: <1% от макс. хода
• Линейность: <±2%
• Повторяемость: <±0.5%
• Дрейф нуля: <0.2% в час

Частотная характеристика:

• NG10: до 50 Гц
• NG16-25: до 40 Гц
• NG32-35: до 30 Гц

Электрические параметры

Управляющий сигнал:

• ±10V DC (стандарт)
• 4...20 mA (опция)

Напряжение питания:

• 24V DC ±20%

Выходной сигнал обратной связи:

• ±10V DC (пропорционально положению)
• 4...20 mA (опция)

Разъем:

• 7-pin DIN 43650 (+ дополнительные контакты для обратной связи)

КОНСТРУКЦИЯ

Основные компоненты

1. Пилотный клапан (прямого действия)

• Пропорциональные соленоиды
• Золотник пилотного клапана
• Оптимизированная геометрия кромок

2. Главный распределитель

• Главный золотник (с LVDT)
• Пружинные камеры
• Центрирующие пружины
• Корпус

3. Датчик положения (LVDT)

• Индуктивный датчик
• Высокая точность (±0.01 мм)
• Бесконтактное измерение
• Надежность > 100 млн циклов

4. Встроенная электроника (OBE)

• ПИД-регулятор
• Обработка сигналов
• Компенсация нелинейностей
• Диагностика

5. Редукционный клапан (опция D3)

• При давлении > 250 бар
• Стабилизация пилотного давления

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЗАМКНУТОГО КОНТУРА

Алгоритм управления

Шаг 1: Задание

• Управляющий сигнал Uзад = +5V (50% хода)

Шаг 2: Измерение

• LVDT датчик → Uфакт = +4.8V (48% хода)

Шаг 3: Сравнение

• Ошибка ε = Uзад - Uфакт = +0.2V (2% ошибка)

Шаг 4: ПИД-регулирование

• P-составляющая: пропорционально ошибке
• I-составляющая: интеграл ошибки (устранение статической ошибки)
• D-составляющая: скорость изменения (демпфирование)

Шаг 5: Коррекция

• Увеличение тока соленоида
• Золотник смещается до Uфакт = Uзад

Результат:

• Ошибка позиционирования < 0.5%
• Время установления < 50 мс

Компенсация возмущений

Гидродинамические силы:

• При увеличении расхода на золотник действует сила
• Обратная связь компенсирует смещение
• Положение остается постоянным

Износ золотниковой пары:

• Зазоры увеличиваются со временем
• LVDT измеряет реальное положение
• Усилитель корректирует управление
• Точность сохраняется

ПРЕИМУЩЕСТВА REKITH 4WRKE

Технические

✅ Максимальная точность:

• Гистерезис <1% (лучшее в классе)
• Линейность ±2%
• Компенсация износа

✅ Стабильность:

• Независимость от нагрузки
• Компенсация температуры
• Долговременная точность

✅ Динамика:

• Быстрое время отклика
• Частота до 50 Гц
• ПИД-регулирование

Экономические

Стоимость:

Сроки:

• Rekith: 12-18 дней
• Rexroth: 16-26 недель
• В 7-12 раз быстрее!

Качество

✅ Компоненты:

• LVDT датчик высокой точности
• Прецизионная золотниковая пара (Ra ≤0.15 мкм)
• Надежная электроника

✅ Испытания:

• 100% тест обратной связи
• Проверка линейности и гистерезиса
• Циклические испытания

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ

Базовые опции

Управление:

• E - ±10V DC (стандарт)
• ETK - ±10V + расширенная диагностика
• 4-20mA - токовый сигнал (опция)

Соленоиды:

• G24 - DC 24V
• K31 - улучшенная динамика

Уплотнения:

• N9 - NBR (стандарт)
• V9 - FKM (высокие температуры)

Дополнительные опции

A1 - Ручной аварийный дублер

D3 - Редукционный клапан (P > 250 бар)

F1 - Обратный клапан в пилотной линии

S - Выходной сигнал положения (±10V или 4-20mA)

НАСТРОЙКА ПИД-РЕГУЛЯТОРА

Параметры настройки

P (Proportional) - Пропорциональное усиление:

• Увеличение → быстрее реакция, но возможны колебания
• Уменьшение → медленнее, но стабильнее
• Типично: 50-150%

I (Integral) - Интегральная составляющая:

• Устраняет статическую ошибку
• Слишком большая → колебания
• Типично: 10-50 мс

D (Derivative) - Дифференциальная составляющая:

• Демпфирование, устранение перерегулирования
• Типично: 1-10 мс

Процедура настройки

Метод Циглера-Николса:

1. Установить I=0, D=0
2. Увеличивать P до появления колебаний
3. P_крит = значение при колебаниях
4. P = 0.6 × P_крит
5. I = 0.5 × T_колебаний
6. D = 0.125 × T_колебаний

Тонкая настройка:

• Проверить под реальной нагрузкой
• Оптимизировать время установления
• Минимизировать перерегулирование

ДИАГНОСТИКА

Встроенная диагностика

Мониторинг состояния:

• Ошибка позиционирования (> 5%)
• Обрыв цепи обратной связи
• Выход за допустимые пределы
• Перегрев электроники

Индикация:

• LED-индикаторы на усилителе
• Цифровые выходы (опция)
• Сообщения по шине (CANopen)

Типичные неисправности

СРАВНЕНИЕ С АНАЛОГАМИ

4WRKE vs Серво клапаны

Вывод: 4WRKE - оптимальный баланс точность/цена/надежность!

МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Требования к системе

Чистота масла - КРИТИЧНО:

• Класс ≤ 20/18/15 обязательно
• Фильтры 10 мкм на всасывании
• Контроль чистоты ежемесячно

Пилотное давление:

• Минимум 15 бар (выше чем 4WRZE!)
• Стабильность ±2 бар
• При P > 250 бар → редукционный D3

Электропитание:

• Стабилизированное 24V DC ±5%
• Фильтр помех обязательно
• Экранированные кабели

ОБСЛУЖИВАНИЕ

График

Ежемесячно:

• Проверка точности (подать эталонный сигнал)
• Контроль чистоты масла
• Проверка нулевого положения

Каждые 3 месяца:

• Анализ масла
• Проверка калибровки LVDT
• Контроль параметров ПИД

Каждые 6 месяцев:

• Полная проверка характеристик
• Гистерезис, линейность
• Частотная характеристика

Ежегодно:

• Перекалибровка
• Замена уплотнений
• Ревизия электроники

КАК ВЫБРАТЬ 4WRKE?

Когда нужен 4WRKE?

Выбирайте 4WRKE если: ✅ Требуется точность < 1% ✅ Важна независимость от нагрузки ✅ Нужна долговременная стабильность ✅ Прецизионное позиционирование ✅ Синхронизация нескольких осей

Достаточно 4WRZE если:

• Точность 3-5% приемлема
• Бюджетные ограничения
• Стандартное применение