Différence entre servovalve et valve proportionnelle

La vanne proportionnelle fonctionne principalement par rétroaction électrique. Lorsqu'un signal d'entrée est appliqué, le tiroir principal actionne le capteur de déplacement auquel il est relié. Lorsque le signal de déplacement rétroactif est égal au signal d'entrée, le tiroir principal s'arrête et la vanne proportionnelle atteint une nouvelle position d'équilibre.

Il existe deux types de servovalves : à rétroaction mécanique et à rétroaction électrique. Généralement, la réponse en fréquence des servovalves à rétroaction électrique est élevée, tandis que celle des servovalves à rétroaction mécanique est légèrement inférieure. Leur fonctionnement est fondamentalement identique à celui d'une vanne proportionnelle.

Différence : La consommation électrique d'une vanne proportionnelle classique est relativement élevée, généralement de plusieurs centaines de mA à plus d'un ampère, tandis que celle d'une servovalve est relativement faible, de l'ordre de quelques dizaines de mA. La précision de régulation d'une vanne proportionnelle est légèrement inférieure et son hystérésis plus importante que celle d'une servovalve. La servovalve, de grande taille, offre une précision de régulation élevée, mais exige une huile plus performante.

Du point de vue structurel, le tiroir d'une vanne proportionnelle est équilibré par la force électromagnétique, la pression hydraulique et la force d'un ressort. La servovalve, quant à elle, est équilibrée par la pression hydraulique. De ce fait, la vanne proportionnelle ne présente aucun avantage pour le contrôle de débits importants et de hautes pressions. Le premier modèle de vanne proportionnelle était à piston ouvert, ce qui explique sans doute son nom. Par ailleurs, la servovalve est beaucoup plus répandue ; elle permet non seulement un contrôle précis de la position, de la vitesse et d'autres paramètres, mais offre également une fonction de suivi. La direction assistée automobile est un système servo à suivi, une fonction difficilement réalisable avec des vannes proportionnelles.

Le mouvement de va-et-vient du vérin hydraulique est obtenu en commutant le circuit d'huile à l'aide d'une vanne positionnée à différents endroits. Ce type de vanne peut être réalisé à l'aide d'une vanne d'inversion classique. La fonction d'une servovalve ou d'une vanne proportionnelle est non seulement de contrôler le sens de rotation du vérin, mais aussi de réguler précisément l'ouverture de la vanne, permettant ainsi un contrôle précis du débit (le fonctionnement restant inchangé).

Le retour d'information de la vanne permet uniquement de vérifier son positionnement précis, mais ne peut contrôler l'état du système. En effet, même avec une ouverture correcte, le débit réel vers l'actionneur est influencé par la pression de la pompe, la consommation de la canalisation, les variations de charge, etc. Par conséquent, pour un contrôle précis de la vitesse et de la position, une boucle de rétroaction supplémentaire (boucle fermée) est nécessaire. Des cartes de contrôle de position et de vitesse sont désormais disponibles. Certains affirment que « la précision, aussi extrême soit-elle, ne dépend que de la vanne elle-même, et non de l'objet contrôlé ». C'est vrai, mais le déplacement de l'actionneur ne correspond pas à celui du tiroir du servomoteur, car le noyau de la vanne ouvre l'orifice d'huile après son ouverture. Même à l'arrêt, l'actionneur conserve un mouvement, à l'instar d'un robinet qui coule en continu.

La vanne proportionnelle ne possède pas de boucle de régulation de position du tiroir comme la servovalve. Sa conception simplifiée repose sur un contrôle précis du courant alimentant le tiroir proportionnel afin d'obtenir une position relativement précise de ce dernier. La vanne proportionnelle ne nécessite pas d'actionneur fixe, mais la précision du contrôle de position et de vitesse requiert un système en boucle fermée. Pour plus d'informations sur les vannes proportionnelles, veuillez consulter la page Régulateur proportionnel basse pression (0-8 bar)

Les vannes proportionnelles et les servovalves nécessitent-elles toutes deux un amplificateur ? Le signal de commande d'entrée est-il de 4-20 mA ou de 0-10 V ? N'y a-t-il pas de plage de tension de -10 V à +10 V, ce qui signifierait que le sens de fonctionnement est obtenu par l'action des deux bobines modifiant respectivement le circuit d'huile, et non par le signal de commande d'entrée ? Est-ce bien cela ?

Les signaux de commande d'entrée des vannes proportionnelles et des servovalves sont de type 4-20 mA, 0-10 V et -10 V à +10 V. Parmi ceux-ci, le signal d'entrée de courant présente une forte immunité aux interférences, mais son prix est élevé. La vanne peut comporter une ou deux bobines internes. De nombreuses vannes à trois voies n'utilisent qu'une seule bobine et commandent les positions de chaque côté par inversion de tension. Les vannes à trois voies classiques possèdent généralement deux bobines disposées de part et d'autre, qui peuvent être commandées individuellement, en série ou en parallèle. En pratique, il est difficile de distinguer une vanne proportionnelle d'une servovalve. La seule différence réside peut-être dans le mode de commande. La servovalve utilise un moteur couple, tandis que la vanne proportionnelle utilise une bobine proportionnelle. La servovalve est un distributeur à buse, offrant une réponse rapide. La vanne proportionnelle est un distributeur à tiroir, mais la précision de commande de la vanne proportionnelle est généralement supérieure. En particulier dans les vannes à rétroaction bipolaires, étant donné que la rétroaction de la vanne proportionnelle du pilote est un capteur de déplacement électrique, et que la servovalve est une tige de rétroaction mécanique, certains paramètres tels que la répétabilité, l'anneau d'hystérésis et la linéarité sont meilleurs pour la vanne proportionnelle que pour la servovalve.