電液伺服閥是一種自動控制閥，它既是電液轉(zhuǎn)換組件，又是功率放大組件，其功用是將小功率的模擬量電信號輸入轉(zhuǎn)換為隨電信號大小和極性變化、且快速響應(yīng)的大功率液壓能[流量(或)和壓力]輸出，從而實現(xiàn)對液壓執(zhí)行器位移(或轉(zhuǎn)速)、速度(或角速度)、加速度(或角加速度)和力(或轉(zhuǎn)矩)的控制。電液伺服閥通常是由電氣一機械轉(zhuǎn)換器、液壓放大器(先導(dǎo)級閥和功率級主閥)和檢測反饋機構(gòu)組成的(見圖1)。
 
        圖1  電液伺服閥的組成
電氣—機械轉(zhuǎn)換器包括電流—力轉(zhuǎn)換和力—位移轉(zhuǎn)換兩個功能。
典型的電氣—機械轉(zhuǎn)換器為力馬達或力矩馬達。力馬達是一種直線運動電氣一機械轉(zhuǎn)換器，而力矩馬達則是旋轉(zhuǎn)運動的電氣—機械轉(zhuǎn)換器。力馬達和力矩馬達的功用是將輸入的控制電流信號轉(zhuǎn)換為與電流成比例的輸出力或力矩，再經(jīng)彈性組件(彈簧管、彈簧片等)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動先導(dǎo)級閥運動的直線位移或轉(zhuǎn)角，使先導(dǎo)級閥定位、回零。通常力馬達的輸入電流為150～300mA，輸出力為3～5N。力矩馬達的輸入電流為10~30mA，輸出力矩為0.02～0.06N·m。
    伺服閥中所用的電氣一機械轉(zhuǎn)換器有動圈式和動鐵式兩種結(jié)構(gòu)。
    1)動圈式電氣—機械轉(zhuǎn)換器
    動圈式電氣—機械轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生運動的部分是控制線圈，故稱為“動圈式”。輸入電流信號后，產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的力信號，再通過反饋彈簧(復(fù)位彈簧)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的位移量輸出，故簡稱為動圈式“力馬達”(平動式)或“力矩馬達”(轉(zhuǎn)動式)。動圈式力馬達和力矩馬達的工作原理是位于磁場中的載流導(dǎo)體(即動圈)受力作用。
動圈式力馬達的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，永久磁鐵1及內(nèi)、外導(dǎo)磁體2、3構(gòu)成閉合磁路，在環(huán)狀工作氣隙中安放著可移動的控制線圈4，它通常繞制在線圈架上，以提高結(jié)構(gòu)強度，并采用彈簧5懸掛。當線圈中通入控制電流時，按照載流導(dǎo)線在磁場中受力的原理移動并帶動閥芯(圖中未畫出)移動，此力的大小與磁場強度、導(dǎo)線長度及電流大小成比例，力的方向由電流方向及固定磁通方向按電磁學(xué)中的左手定則確定。圖3為動圈式力矩馬達，與力馬達所不同的是采用扭力彈簧或軸承加盤圈扭力彈簧懸掛控制線圈。當線圈中通入控制電流時，按照載流導(dǎo)線在磁場中受力的原理使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。   
         
     
                        圖2  動圈式力馬達 
         
                             
           圖3  動圈式力矩馬達
1—永久磁鐵；2—內(nèi)導(dǎo)磁體；3—外導(dǎo)磁體         1—永久磁鐵；2—線圈；3—轉(zhuǎn)子
4—線圈；5—彈簧
    磁場的勵磁方式有永磁式和電磁式兩種，工程上多采用永磁式結(jié)構(gòu)，其尺寸緊湊。
    動圈式力馬達和力矩馬達的控制電流較大(可達幾百毫安至幾安培)，輸出行程也較大[±(2～4)mm]，而且穩(wěn)態(tài)特性線性度較好，滯環(huán)小，故應(yīng)用較多。但其體積較大，且由于動圈受油的阻尼較大，其動態(tài)響應(yīng)不如動鐵式力矩馬達快。多用于控制工業(yè)伺服閥，也有用于控制高頻伺服閥的特殊結(jié)構(gòu)動圈式力馬達。
    2）動鐵式力矩馬達
動鐵式力矩馬達輸入為電信號，輸出為力矩。圖4為動鐵式力矩馬達的結(jié)構(gòu)原理圖。
它由左右兩塊永久磁鐵、上下兩塊導(dǎo)磁體1及4、帶扭軸(彈簧管)6的銜鐵5及套在線圈上的兩個控制線圈3組成，銜鐵懸掛在彈簧管上，可以繞彈簧管在4個氣隙中擺動。左右兩塊永久磁鐵使上下導(dǎo)磁體的氣隙中產(chǎn)生相同方向的極化磁場。沒有輸入信號時，銜鐵與上下導(dǎo)磁體之間的4個氣隙距離相等，銜鐵受到的電磁力相互抵消而使銜鐵處于中間平衡狀態(tài)。當輸入控制電流時，產(chǎn)生相應(yīng)的控制磁場，它在上下氣隙中的方向相反，因此打破了原有的平衡，使銜鐵產(chǎn)生與控制電流大小和方向相對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，并且使銜鐵轉(zhuǎn)動，直至電磁力矩與負載力矩和彈簧反力矩等相平衡。但轉(zhuǎn)角是很小的，可以看成是微小的直線位移。

 
              圖4  動鐵式力矩馬達的結(jié)構(gòu)原理圖
1一上導(dǎo)磁體；2一永久磁鐵；3一線圈；4一下導(dǎo)磁體  5一銜鐵；6一彈簧管；7一線圈引出線
    動鐵式力矩馬達輸出力矩較小，適合控制噴嘴擋板之類的先導(dǎo)級閥。其優(yōu)點是自振頻率較高，動態(tài)響應(yīng)快，功率、重量比較大，抗加速度零漂性好。缺點是：限于氣隙的形式，其轉(zhuǎn)角和工作行程很小(通常小于0.2mm)，材料性能及制造精度要求高，價格昂貴；此外，它的控制電流較小(僅幾十毫安)，故抗干擾能力較差。