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(jī)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(jī)構(gòu)組成的(見圖1)。
 
        圖1  電液伺服閥的組成
電氣—機(jī)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(jī)械轉(zhuǎn)換器為力馬達(dá)或力矩馬達(dá)。力馬達(dá)是一種直線運(yùn)動電氣一機(jī)械轉(zhuǎn)換器，而力矩馬達(dá)則是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換器。力馬達(dá)和力矩馬達(dá)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(yùn)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(dá)的輸入電流為150～300mA，輸出力為3～5N。力矩馬達(dá)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(jī)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(jī)械轉(zhuǎn)換器
    動圈式電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生運(yùn)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(dá)”(平動式)或“力矩馬達(dá)”(轉(zhuǎn)動式)。動圈式力馬達(dá)和力矩馬達(dá)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(dá)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(qiáng)度，并采用彈簧5懸掛。當(dāng)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(qiáng)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(dá)，與力馬達(dá)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(dāng)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(dá) 
         
                             
           圖3  動圈式力矩馬達(dá)
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(dá)和力矩馬達(dá)的控制電流較大(可達(dá)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(dá)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(dá)。
    2）動鐵式力矩馬達(dá)
動鐵式力矩馬達(dá)輸入為電信號，輸出為力矩。圖4為動鐵式力矩馬達(dá)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(dāng)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(fù)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(dá)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(dá)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。