增量式数字阀是采用由脉冲数字调制演变而成的增量控制方式，以步进电动机作为电气-机械转
换器，驱动液压阀芯工作，因此又称步进式数字阀。
 控制原理
增量式数字阀控制系统工作原理方块图如图8－1所示。微型计算机（下简称微机）发出脉冲序列
经驱动器放大后使步进电动机工作。步进电动机是一个数字元件，根据增量控制方式工作。增量控制
方式是由脉冲数字调制法演变而成的一种数字控制方法。是在脉冲数字信号的基础上，使每个采样周
期的步数在前一采样周期的步数上增加或减少一些步数，从而达到需要的幅值。步进电动机转角与输
入的脉冲数成比例，步进电动机每得到一个脉冲信号，步进电动机的转子便沿给定方向转动一固定的
步距角，再通过机械转换器（丝杆一螺母副或凸轮机构）使转角转换为轴向位移，使阀口获得一相应
开度，从而获得与输入脉冲数成比例的压力、流量。有时，阀中还设置用以提高阀重复精度的零位传
感器和用以显示被控量的显示装置。增量式数字阀的输入和输出信号波形如图8－2所示。由图可见，
阀的输出量与输入脉冲数成正比，输出响应速度与输入脉冲频率成正比。对应于步进电动机的步距角，
阀的输出量有一定的分辨率，它直接决定了阀的最高控制精度。

步进电动机是电液数字阀的重要组成部分，它是一种数字式的回转运动电气一机械转换器，利用
电磁作用原理工作，它将电脉冲信号转换成相应的角位移。步进电动机由专用的驱动电源（控制器）
供给电脉冲，每输入一个脉冲，电动机输出轴就转动一个步距角（常见的步距角有0.75”、0.9”、1.5“、
1.8”、3”等），实现步进式运动。
表3-1是某公司生产的增量式数字阀的规格系列。
表3-1某公司生产的增量式数字阀

按工作原理不同，步进电动机有反应式（转子为软磁材料）、永磁式（转子材料为永久磁铁）和
混合式（转子中既有永久磁铁又有软磁体）等。其中反应式步进电动机结构简单，应用普遍；永磁式
步进电动机步距角大，不适宜控制；混合式步进电动机自定位能力强且步距角较小。混合式步进电动
机用作电液数字流量阀和电液数字压力阀的电气一机械转换器，控制性能和效果良好。

增量式数字阀具有以下优点：首先步进电机本身就是一个数字式元件，这便于与计算机接口联接，
简化了阀的结构，降低了成本。并且步进电机没有累积误差，重复性好。当采用细分式驱动电路后，
理论上可以达到任何等级的定位精度，如一些公司及研究院所研制的步进数字阀的定位精度均达到
0．1％。其次步进电机几乎没有滞环误差，因此整个阀的滞坏误差很小，一些公司及研究院所研制的
数字阀滞环误差均在0.5％以内。再次步进电机的控制信号为脉冲逻辑信号，因此整个阀的可靠性和抗
干扰能力都比相应的比例阀和伺服阀好。最后增量式数字阀对阀体没有特别的要求，可以沿用现有比
例阀或常规阀的阀体。由于增量式数字阀具有许多突出的优点，因此这类阀获得广泛的应用。
应根据实际使用要求的负载力矩、运行频率、控制精度等依据制造商的产品型录（或样本）及使
用指南提供的运行参数和矩频特性曲线选择合适的步进电动机型号及其配套的驱动电源。步进电动机
在使用中应注意合理确定运行频率，否则将导致带载能力降低而产生丢步甚至停转现象，使步进电动
机工作失常。