CN113323950B - 一种数字式电液直驱变桨系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字控制式电液直驱变桨系统。驱动油缸和负载连接，驱动油缸两腔经液压控制组件接到双向齿轮泵的两油口，双向齿轮泵经伺服电机和控制器连接；液压控制组件包括双向流量控制阀、两位两通电磁阀、安全阀和补油阀，驱动油缸的腔体和双向流量控制阀的液压油口连通，双向流量控制阀的顶部油口依次经两位两通电磁阀、安全阀和补油阀后连接到双向齿轮泵的油口，两位两通电磁阀、安全阀之间的油路引出连接到双向流量控制阀的底部油口。本发明没有节流，系统发热量小，为高度集成的闭式系统，成本低，且控制方便稳定可靠性高，对油液温度和清洁度不敏感，可有效保证风机运行过程中变桨操作的响应速度和控制精度要求。
Description
技术领域
本发明属于液压控制技术领域的一种电液直驱变桨系统，特别涉及到一种基于压差匹配式双向流量控制阀的数字控制式电液直驱风机变桨系统。
背景技术
变桨系统作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨控制已成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。液压执行机构通过液压系统推动桨叶转动，改变桨叶节距角。该机构以其响应频率快、扭矩大、便于集中布置和集成化等优点在目前的变桨距机构中占有主要的地位，特别适合于大型风力机的场合。变桨控制系统根据当前风速算出桨叶的桨距角调节信号，液压系统根据指令驱动驱动油缸，驱动油缸带动推动杆、同步盘运动，同步盘通过短转轴、连杆、长转轴推动偏心盘转动，偏心盘带动桨叶进行变桨距。
目前的液压变桨系统，大多都基于电液比例阀或伺服阀来控制驱动桨叶的油缸位置，从而实现对桨叶角度的准确控制。但传统的基于比例阀和伺服阀的液压控制系统，整体体积大，驱动油缸和控制阀必须布置在桨叶根部并随桨叶一起转动，而液压动力站则布置在机舱内，不随轮毂转动。中间只能采用高压的液压回环来传递动力。整个系统体积大，能效低，不便于安装维护，故障率难以保证。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种基于压差匹配式双向流量控制阀的数字式电液直驱变桨系统，系统采用直驱式电液伺服系统来控制驱动油缸，工作时并不依靠比例阀的节流来控制系统流量，而是依靠对电机转速的控制来控制油缸的位置。整个系统设计成完全的闭式系统，体积小，重量轻，成本低，从设计上去掉了液压控制系统大部分的潜在泄漏故障点。可以实现长时间的免维护。
本发明所采用的技术方案是：
本发明包括负载、驱动油缸、液压控制组件、双向齿轮泵、伺服电机和控制器；驱动油缸的一端和负载连接，驱动油缸的两腔分别经各自的一个液压控制组件连接到双向齿轮泵的两个油口，双向齿轮泵的控制轴和伺服电机连接，伺服电机和控制器电连接。
所述的液压控制组件包括了一个双向流量控制阀、两位两通电磁阀、安全阀和补油阀，驱动油缸的腔体和双向流量控制阀的液压油口连通，双向流量控制阀的顶部油口依次经两位两通电磁阀、安全阀和补油阀后连接到双向齿轮泵的油口，两位两通电磁阀、安全阀之间的油路引出连接到双向流量控制阀的底部油口。
作为一种可实施方式，所述液压油缸上安装有位置传感器，并将位置信号传送到所述控制器中。
作为一种可实施方式，所述双向齿轮泵包括排量根据系统流量控制的大小选用，也可选用单向液压泵加换向阀的组合，额定工作压力也由系统工作要求确定。
作为一种可实施方式，系统通过调节伺服电机转速来控制进入压差匹配式双向流量控制阀的油量，以控制液压缸的运行速度，进出油口流量始终相同。
作为一种可实施方式，液压缸下行或上行过程，无论是否出现超越负载，本系统的电机及双向齿轮泵均可通过转速调节来对油缸运行速度实施准确控制。
所述的驱动油缸为两腔作用面积相等的对称油缸，或者为两腔作用面积不相等的非对称油缸，驱动油缸的活塞杆连接到负载。特别的，对于非对称油缸，可以通过改变左、右双向流量控制阀的活塞上的节流槽的大小比例，来适应非对称油缸两腔的油缸活塞的面积比例。
具体实施中，所述的负载例如采用风力发电的一个桨叶，但不限于此。
所述的驱动油缸的两腔的液压控制组件在两侧对称布置。
所述的双向流量控制阀采用压差匹配式双向流量控制阀结构，具体包括阀体和分别设置在阀体内部上下的上腔和下腔，上腔和下腔直接同轴连通，上部上腔的内径大于下部上腔的内径，使得在上腔和下腔之间形成台阶；上腔顶部的阀体顶端开设顶部油口，下腔底部的阀体底端开设底部油口，上腔和下腔之间处的阀体侧壁开设液压油口；压差匹配式双向流量控制阀的底部油口与位于两位两通电磁阀和安全阀之间的油路连通，液压油口连接到驱动油缸的一腔体，顶部油口连接到两位两通电磁阀；
所述双向流量控制阀上腔内装有上活塞，上活塞将上腔分隔为位于上方的上部上油腔和位于下方的上部下油腔，上腔中部内壁开设环形凹槽作为上沉割槽，上部上油腔和上沉割槽通过阀体内部设置的上阀体内油道保持连通，上活塞和上腔的内顶面之间连接有上弹簧；双向流量控制阀下腔内装有下活塞，下活塞将下腔分隔为位于上方的下部上油腔和位于下方的下部下油腔，下腔中部内壁开设环形凹槽作为下沉割槽，下部上油腔和下沉割槽通过阀体内部设置的下阀体内油道保持连通，下活塞和下腔的内底面之间连接有下弹簧；上弹簧的弹簧力比下弹簧的弹簧力大；上活塞和下活塞之间固定连接有中间锥阀，中间锥阀的外周圆锥面用于和上腔和下腔之间的台阶面配合连接。
所述的上活塞和下活塞底面外边缘均开有缺口槽作为节流槽；上活塞的节流槽和上沉割槽保持始终连通，下活塞的节流槽和下沉割槽保持始终连通。
所述的上沉割槽沿轴向的槽宽度小于上活塞和上腔内壁实际接触的厚度，下沉割槽沿轴向的槽宽度小于下活塞和下腔内壁实际接触的厚度。
所述的顶部油口作为压差匹配式双向流量控制阀的内部流口，所述的液压油口、底部油口作为压差匹配式双向流量控制阀的外接流口，液压油口连接液压负载，底部油口依次经安全阀、补油阀后连接到双向齿轮泵的一端油口。
所述的上活塞底面的节流槽和上沉割槽下沿之间形成上节流通道，下活塞底面的节流槽和下沉割槽下沿之间形成下节流通道；所述的上活塞、下活塞和中间锥阀同轴连接后构成了阀芯，阀芯在上腔和下腔中沿轴向上下移动，带动上节流通道和下节流通道的增大和减小，实现了流量的调节控制。
当中间锥阀和上腔和下腔之间的台阶面配合接触密封时，上节流通道和下节流通道保持流通，具有最小的节流面积；随着中间锥阀上升，上节流通道和下节流通道不断增大。
本发明中，双向齿轮泵通过所述压差匹配式双向流量控制阀连接到驱动油缸的进出油口，形成完全的闭式直驱电液伺服控制系统。
所述驱动油缸的驱动油缸的运行速度与位置，由所述控制器控制所述伺服电机的转速来实现闭环控制。
本发明无外部连接油管，整个变桨系统集成为一个整体，具体实施中可安装固定在轮毂上并随轮毂一起转动。所述压差匹配式双向流量控制阀集成了液压锁功能，无动作指令时，液压油缸被双向锁紧，风机桨叶固定在当前角度。
因此，本发明相比现有技术的有益效果在于：
1、基于压差匹配式双向流量控制阀的流量控制系统属于容积式控制系统(泵控系统)，与比例阀或伺服阀相比，可有效提高液压控制系统的能效，减少系统发热量。从而大幅提高系统可靠性和工作寿命。
2、本发明提出的压差匹配式双向流量控制阀的流量控制系统，只需控制系统中伺服电机的转速，即能准确控制进出油缸的液压油流量，为数字式控制，控制简单可靠。
3、基于这种压差匹配式双向流量控制阀的流量控制系统，成本低，稳定可靠，可抛弃原有的用以控制流量的伺服比例阀，大大降低液压控制系统的成本；
4、基于压差匹配式双向流量控制阀的流量控制系统，设计成闭式系统，液压油与空气不接触，无需采用任何连接油管，无外部泄漏点，高度集成，重量轻，体积小，且长时间免维护。
5、采用数字式电液直驱变桨系统，可安装在风机轮毂中的风机桨叶底部，随轮毂一起转动，无需整体液压站和液压滑环进行能量传递，从而大幅提高风机变桨系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明的数字式直驱电液变桨系统示意图；
图2为本发明的压差匹配式双向流量控制阀的结构示意图；
图中：负载1，驱动油缸2，双向流量控制阀3、双向齿轮泵11，伺服电机12，控制器13，安全阀7，补油阀8，两位两通电磁阀6。
图中：上弹簧301、上部上油腔302、上沉割槽303、上活塞304、上节流通道305、液压油口306、上部下油腔307、中间锥阀308、下部上油腔309、下沉割槽310、下活塞311、下节流通道312、底部油口313、下弹簧314、压差匹配式双向流量控制阀320，顶部油口321，上阀体内油道323，下阀体内油道324、下部下油腔325。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述和另外的技术特征和优点进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，系统包括负载1、驱动油缸2、液压控制组件、双向齿轮泵11、伺服电机12和控制器13；驱动油缸2的一端和负载1连接，驱动油缸2的两腔分别经各自的一个液压控制组件连接到双向齿轮泵11的两个油口，双向齿轮泵11的控制轴和伺服电机12连接，伺服电机12和控制器13电连接；控制器13发出指令来控制伺服电机12转速，进而带动双向齿轮泵11流速。
液压控制组件包括了一个双向流量控制阀3、两位两通电磁阀6、安全阀7和补油阀8，驱动油缸2的腔体和双向流量控制阀3的液压油口连通，双向流量控制阀3的顶部油口依次经两位两通电磁阀6、安全阀7和补油阀8后连接到双向齿轮泵11的油口；两位两通电磁阀6、安全阀7之间的油路引出连接到双向流量控制阀3的底部油口。
伺服电机为直驱变桨系统的动力元件，接双向齿轮泵11，由控制器13发出指令来控制转速，用于驱动整个电液变桨系统并控制其运行方向和速度。
安全阀用于在某些特定情形下将齿轮泵产生的过高的系统压力溢流回油箱；补油阀为带一定开启压力的单向阀，用于在需要时向系统中补充液压油并防止吸空。
两位两通电磁阀6用于单向连通压差匹配式双向流量控制阀3的顶部控制腔4到底部油口，以保证在双向齿轮泵11吸油时在压差匹配式双向流量控制阀的顶部控制腔产生负压。
具体实施中，二位二通电磁阀6均可以电连接到控制器13，由控制器13控制二位二通电磁阀6的通断工作。
驱动油缸2的两腔的液压控制组件在两侧对称布置。两个液压控制组件的安全阀7分别连接双向齿轮泵11的一个油口，防止系统中的压力过高而损坏器件；两个液压控制组件的补油阀8也分别连接到双向齿轮泵11的两个出口，其开启压力稍高，用于在需要的时候向双向齿轮泵进行补油。
本发明的压差匹配式双向流量控制阀的特点是：通过机械加工的尺寸来保证阀芯上部和下部节流通道的开度总是同步，且节流面积成一定比例，来保证系统在出现超越负载时，进出油缸的液压油流量完全可控，即：通过控制压差匹配式双向流量控制阀中不同油腔中的液压油流量，来控制油缸的进出油量，且几乎不受外界影响。
如图2所示，双向流量控制阀3采用压差匹配式双向流量控制阀结构，具体包括阀体和分别设置在阀体内部上下的上腔和下腔，阀体内部中空，上腔和下腔直接同轴连通，上部上腔的内径大于下部上腔的内径，使得在上腔和下腔之间形成台阶；上腔顶部的阀体顶端开设顶部油口321，下腔底部的阀体底端开设底部油口313，上腔和下腔之间处的阀体侧壁开设液压油口306；压差匹配式双向流量控制阀320的底部油口313与位于两位两通电磁阀6和安全阀7之间的油路连通，液压油口306连接到驱动油缸2的一腔体，顶部油口321连接到两位两通电磁阀6；
双向流量控制阀320上腔内装有上活塞304，上活塞304将上腔分隔为位于上活塞304上方的上部上油腔302和位于上活塞304下方的上部下油腔307，上腔中部内壁开设环形凹槽作为上沉割槽303，上部上油腔302和上沉割槽303通过阀体内部设置的上阀体内油道323总是保持连通，上活塞304和上腔的内顶面之间连接有上弹簧301，上腔的内顶面即为上部上油腔302的内顶面；双向流量控制阀320下腔内装有下活塞311，下活塞311将下腔分隔为位于下活塞311上方的下部上油腔309和位于下活塞311下方的下部下油腔325，下腔中部内壁开设环形凹槽作为下沉割槽310，下部上油腔309和下沉割槽310通过阀体内部设置的下阀体内油道324总是保持连通，下活塞311和下腔的内底面之间连接有下弹簧314，下腔的内顶面即为下部下油腔325的内顶面；上活塞304和下活塞311之间固定连接有中间锥阀308，上活塞304和下活塞311、中间锥阀308同轴固定连接，中间锥阀308外周圆锥面用于和上腔和下腔之间的台阶面配合连接可形成密封；上活塞304、下活塞311和中间锥阀308同轴连接构成了油腔的阀芯。
上活塞304和下活塞311底面外边缘均开有缺口槽作为节流槽，节流槽设置成V型节流槽。由机械加工尺寸保证上下节流槽同步开启，用作可变节流通道，并保证在阀芯移动过程中，节流面积总是保持初始设定的比例；上活塞304的节流槽和上沉割槽303保持始终连通，下活塞311的节流槽和下沉割槽310保持始终连通。
上沉割槽303沿轴向的槽宽度小于上活塞304和上腔内壁实际接触的厚度，下沉割槽310沿轴向的槽宽度小于下活塞311和下腔内壁实际接触的厚度。
顶部油口321作为压差匹配式双向流量控制阀320的内部流口，液压油口306、底部油口313作为压差匹配式双向流量控制阀320的外接流口，液压油口306连接液压负载，液压负载通常为驱动油缸的其中一个腔体，底部油口313依次经安全阀7、补油阀8后连接到双向齿轮泵的一端。
压差匹配式双向流量控制阀的液压油口306为出油口，接所控制的驱动油缸或其他油油路；双向流量控制阀320的底部油口313为进油口，接供油油路。
上活塞304底面的节流槽和上沉割槽303下沿之间形成上节流通道305，下活塞311底面的节流槽和下沉割槽310下沿之间形成下节流通道312；上活塞304、下活塞311和中间锥阀308同轴连接后构成了阀芯，阀芯在上腔和下腔中沿轴向上下移动，带动上节流通道305和下节流通道312的增大和减小，实现了流量的调节控制。上节流通道305和下节流通道312变化方向相同，即上节流通道305增大，则下节流通道312也增大，反之亦然。这样保证同步开启节流，且节流面积同步随阀芯位移而变化，但上部活塞和下部活塞上的节流面积之比保持不变。
双向齿轮泵的进出油口分别连接流量控制单元的不同油腔，并由二位二通电磁阀控制齿轮泵的进出油口的通断，双向齿轮泵产生的可控流量流经节阀芯活塞上的V型节流通道并在其两端产生可控的压差。
压差匹配式流量控制阀内部阀芯的中间锥阀芯，活塞上的V型节流槽，阀体上的沉割槽和台阶位置必须严格匹配，保证锥阀阀芯抬起之前，活塞上的节流通道仅有微小节流面积用于传导液压油压力。具体地，当中间锥阀308和上腔和下腔之间的台阶面配合接触密封时，上节流通道305和下节流通道312保持流通，具有最小的节流面积；随着中间锥阀308上升，上节流通道305和下节流通道312不断增大。
流经流量控制单元的流量，由流量控制阀内部阀芯中上、下部活塞上的V型节流通道的压差和开度大小决定。压差匹配式流量控制阀阀芯的上、下部活塞上的节流压差，由控制伺服电机转速和方向的数字信号，以及微型双向齿轮泵的排量和负载压力决定。
本发明在无控制信号输入时，该电液直驱变桨系统能在当前位置锁定桨叶的角度。
当控制器接收到动作指令时，伺服电机以给定的转速带动双向齿轮泵，从驱动油缸的一腔体经过一个压差匹配式流量控制阀吸油使得腔体内压力降低，经齿轮泵加压后，经过另一个压差匹配式流量控制阀进入驱动油缸的另一腔。
通过对电机转速的准确控制，实现进出油缸流量的精确控制，从而对风机桨叶的角度和速度进行准确控制。
该变桨系统仅在需要变桨动作时才开启，不需要比例阀或伺服阀，没有持续的高压溢流和阀口节流，因而具有很高的能量利用效率，系统温升小，对油液清洁度不敏感，伺服电机为数字式控制，控制方便可靠。
具体实施中，风机桨叶作为负载1连接到驱动油缸2的一端。
参见图1，当系统处于待机状态时，控制器13中没有控制指令发出，伺服电机12和双向齿轮泵11均处于待机状态，左右两个液压控制组件的压差匹配式双向流量控制阀3的进油口均无压力油供给。此时两个液压控制组件中，高压腔由负载产生的压力作用在双向流量控制阀3的中间锥阀308的阀芯上，并将双向流量控制阀3的中间锥阀308压紧在台阶面上并形成可靠的密封，低压腔依靠上下弹簧力的差将中间锥阀308压紧在台阶面上形成可靠的密封；从而截止驱动油缸2中液压油的流动，双向锁紧驱动油缸2，将风机桨叶固定在当前位置。
当需要驱动油缸2油缸左腔进油、右腔回油且驱动风机桨叶到指定角度时，控制器13中发出控制指令，关闭截止左侧的两位两通电磁阀6，打开右侧的两位两通电磁阀，双向齿轮泵11的左侧出油口高压，右侧油口为低压，吸入液压油。
在右侧的双向流量控制阀3中：
由于启动时中间锥阀308处于关闭位置，补油阀8有一定的开启压力，因而右侧的两位两通电磁阀6得电切换到下位打开导通，上部上油腔302中的油液经两位两通电磁阀6流出，使得上部上油腔302中的压力会迅速降低，油腔325的压力也会降低，但是由于上活塞304面积大于下活塞311的面积，因此上活塞由于压降带来的压差力更大，由此驱动双向流量控制阀3的整个阀芯上升，使得中间锥阀308和台阶面分离，打开阀芯中部的中间锥阀308，打开阀门。
双向齿轮泵11右侧腔体中的液压油经两条并行油道进入双向齿轮泵11的右侧油口：一条油道是，液压油经液压油口306进入上部下油腔307，再依次经上节流通道305、上沉割槽303、上阀体内油道323后进入上部上油腔302，上部上油腔302的油液再经顶部油口321、右侧的两位两通电磁阀6进入双向齿轮泵11的右侧油口；另一条通道则是液压油经液压油口306进入上部下油腔307，经中间锥阀308和台阶面之间的间隙进入下部上油腔309，再依次经下阀体内油道324、下沉割槽310、下节流通道312后流通到下部下油腔325，下部下油腔325的油液再经底部油口313进入双向齿轮泵11的右侧油口。
两条油路的压差完全相同，且阀芯的位置及节流通道305和312开度，由齿轮泵的转速即流量来调节，系统流量就是油缸出口的流量，也等于齿轮泵吸入的液压油流量。
与此同时，在左侧的双向流量控制阀3中：左侧的两位两通电磁阀6失电切换到截止位关闭，高压液压油从双向齿轮泵11的左侧油口流出经左侧的双向流量控制阀3的底部油口313进入下部下油腔325，推动左侧双向流量控制阀3的阀芯上移，并打开左侧双向流量控制阀的中间锥阀308，下部下油腔325的油液依次经下节流通道312、下沉割槽310、下阀体内油道324后进入下部上油腔309，再经中间锥阀308和台阶面之间的间隙进入上部下油腔307，上部下油腔307中的油液经液压油口306进入驱动油缸2的左腔。此过程中，左侧双向流量控制阀的阀芯位置即节流通道305和312的开度，也是由双向齿轮的转速来控制；也即，系统流量即驱动油缸2的运行速度，始终由双向齿轮泵通过调节转速来控制。
反之，当需要油缸左腔回油，右侧油腔进油，驱动桨叶到指定角度时，控制器13中发出控制指令，双向齿轮泵11的右侧为出油口，高压，左侧油口为低压，吸入液压油。由于两个压差匹配式流量控制阀为完全对称的，其动作机理与油缸右腔回油，左侧油腔进油的油路完全相反，但机理完全相同。
容积式电液控制系统(泵控缸系统)始终要解决的一个问题就是超越负载问题。本发明提出的压差匹配式流量控制阀可以完美解决超越负载引起的控制上的困难。当回油路上出现超越负载时，齿轮泵出口压力较低，而入口压力也较低，但回油路中的压差匹配式流量控制阀的阀芯的上部活塞和下部活塞都会同时有对应的节流效果，保证驱动油缸中负载引起的高压，能以设定的流量流经阀芯上部活塞和下部活塞中的节流通道，其总流量由电机转速和泵的排量共同决定。
由此实施可见，本发明的数字式电液直驱变桨系统，基于容积式控制策略，大多数情况下都没有节流，系统发热量小，可以设计成高度集成的闭式系统，成本低，可靠性高，且控制方便稳定，使用环境友好，对油液温度和清洁度不敏感，可有效保证风机运行过程中变桨操作的响应速度和控制精度要求。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数字控制式电液直驱变桨系统，其特征在于：包括负载(1)、驱动油缸(2)、液压控制组件、双向齿轮泵(11)、伺服电机(12)和控制器(13)；驱动油缸(2)的一端和负载(1)连接，驱动油缸(2)的两腔分别经各自的一个液压控制组件连接到双向齿轮泵(11)的两个油口，双向齿轮泵(11)的控制轴和伺服电机(12)连接，伺服电机(12)和控制器(13)电连接；
所述的液压控制组件包括了一个双向流量控制阀(3)、两位两通电磁阀(6)、安全阀(7)和补油阀(8)，驱动油缸(2)的腔体和双向流量控制阀(3)的液压油口连通，双向流量控制阀(3)的顶部油口依次经两位两通电磁阀(6)、安全阀(7)和补油阀(8)后连接到双向齿轮泵(11)的油口，两位两通电磁阀(6)、安全阀(7)之间的油路引出连接到双向流量控制阀(3)的底部油口；
所述的双向流量控制阀(3)采用压差匹配式双向流量控制阀结构，具体包括阀体和分别设置在阀体内部上下的上腔和下腔，上腔和下腔直接同轴连通，上腔的内径大于下腔的内径，使得在上腔和下腔之间形成台阶；上腔顶部的阀体顶端开设顶部油口(321)，下腔底部的阀体底端开设底部油口(313)，上腔和下腔之间处的阀体侧壁开设液压油口(306)；双向流量控制阀(3)的底部油口(313)与位于两位两通电磁阀(6)和安全阀(7)之间的油路连通，液压油口(306)连接到驱动油缸(2)的一腔体，顶部油口(321)连接到两位两通电磁阀(6)；
所述双向流量控制阀(3)上腔内装有上活塞(304)，上活塞(304)将上腔分隔为位于上方的上部上油腔(302)和位于下方的上部下油腔(307)，上腔中部内壁开设环形凹槽作为上沉割槽(303)，上部上油腔(302)和上沉割槽(303)通过阀体内部设置的上阀体内油道(323)保持连通，上活塞(304)和上腔的内顶面之间连接有上弹簧(301)；双向流量控制阀(3)下腔内装有下活塞(311)，下活塞(311)将下腔分隔为位于上方的下部上油腔(309)和位于下方的下部下油腔(325)，下腔中部内壁开设环形凹槽作为下沉割槽(310)，下部上油腔(309)和下沉割槽(310)通过阀体内部设置的下阀体内油道(324)保持连通，下活塞(311)和下腔的内底面之间连接有下弹簧(314)；上弹簧(301)的弹簧力比下弹簧(314)的弹簧力大；上活塞(304)和下活塞(311)之间固定连接有中间锥阀(308)，中间锥阀(308)的外周圆锥面用于和上腔和下腔之间的台阶面配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种数字控制式电液直驱变桨系统，其特征在于：
所述的驱动油缸(2)为两腔作用面积相等的对称油缸，或者为两腔作用面积不相等的非对称油缸，驱动油缸(2)的活塞杆连接到负载(1)；
所述的驱动油缸(2)的两腔的液压控制组件在两侧对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种数字控制式电液直驱变桨系统，其特征在于：
所述的上活塞(304)和下活塞(311)底面外边缘均开有缺口槽作为节流槽；上活塞(304)的节流槽和上沉割槽(303)保持始终连通，下活塞(311)的节流槽和下沉割槽(310)保持始终连通。
4.根据权利要求3所述的一种数字控制式电液直驱变桨系统，其特征在于：
所述的上沉割槽(303)沿轴向的槽宽度小于上活塞(304)和上腔内壁实际接触的厚度，下沉割槽(310)沿轴向的槽宽度小于下活塞(311)和下腔内壁实际接触的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种数字控制式电液直驱变桨系统，其特征在于：
所述的顶部油口(321)作为双向流量控制阀(3)的外接流口连接两位两通电磁阀(6)，所述的液压油口(306)、底部油口(313)作为双向流量控制阀(3)的外接流口，液压油口(306)连接液压负载，底部油口(313)依次经安全阀、补油阀后连接到双向齿轮泵的一端油口。
6.根据权利要求1所述的一种数字控制式电液直驱变桨系统，其特征在于：
所述的上活塞(304)底面的节流槽和上沉割槽(303)下沿之间形成上节流通道(305)，下活塞(311)底面的节流槽和下沉割槽(310)下沿之间形成下节流通道(312)；所述的上活塞(304)、下活塞(311)和中间锥阀(308)同轴连接后构成了阀芯，阀芯在上腔和下腔中沿轴向上下移动，带动上节流通道(305)和下节流通道(312)的增大和减小，实现了流量的调节控制；
当中间锥阀(308)和上腔和下腔之间的台阶面配合接触密封时，上节流通道(305)和下节流通道(312)保持流通，具有最小的节流面积；随着中间锥阀(308)上升，上节流通道(305)和下节流通道(312)不断增大。
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