液压发电系统压力脉动仿真研究

液压系统所具备的柔性二次能量转换的优势使液压发电技术成为当前新能源发电领域的热门,但是液压系统的动态特性及脉动特性对整个发电系统的工作性能、工作精度和稳定性等都具有重要影响。以液压发电系统为研究对象,基于AMESim建立了液压系统的动态仿真模型,系统研究了泵转速、系统压力和管道长度对系统压力脉动的影响规律,探讨了双泵并联对压力脉动的抑制效果。仿真结果表明:泵转速和系统压力的升高会导致系统压力脉动的加剧,当泵转速每提高10 r/min,压力脉动率平均增加5.16%以上;当负载压力每增加2.5 MPa,压力脉动率平均增加5.88%以上;液压管道长度的增加在一定程度上对压力脉动起到抑制作用;当采用分布式双泵并联工作时,系统压力脉动较单泵工作时降低了40%以上,对液压系统压力脉动的抑制效果较好。AMESim仿真为综合研究液压系统脉动特性及优化提供了一种更为准确且高效的方法。     

非平稳工况下闭式泵控马达液压系统的稳定性分析

针对液压系统在极端工况下非线性特性明显,运行稳定性差的问题,采用了AMESim多学科仿真软件,对多能域耦合闭式液压系统进行了物理建模,通过对典型闭式泵控马达液压系统模型的仿真分析,研究了在不同油液含气量及温度工况下,油液粘度与有效体积弹性模量的变化对闭式泵控马达液压系统稳定性的影响规律;同时,进一步设计了机电液一体化实验平台,对不同含气量、温度工况下,负载阶跃上升与转速阶跃下降激励时的系统稳定特性进行了验证。研究结果表明:油液含气量和温度对闭式液压系统输出稳定性的影响较为明显,随着含气量增加,液压马达转速的超调量随着负载阶跃上升与电机转速阶跃下降,分别增加0.12%和0.18%,系统稳定性减弱;随着温度升高,液压马达转速的超调量分别减小0.09%和4.68%,稳定性增强。     

回撤吊车负载敏感液压系统设计及仿真分析

为解决负载匹配,以及缓解支架回撤吊车应用过程中存在的能耗高、效率低和系统温度高等问题,基于负载敏感变量泵对其液压系统进行设计及仿真分析。该液压系统主要由负载敏感变量泵、流量补偿阀、负载敏感阀、梭阀和液压缸等组成。在工作过程中,负载敏感变量泵通过梭阀及负载敏感阀感知系统负载力而向系统提供所需流量。基于AMESim对该液压系统和变量泵进行建模及仿真分析,得到液压缸压力、负载口流量变化和梭阀流量补偿以及变量泵压力、流量和斜盘倾角变化情况。结果表明：变量泵可根据负载所需压力和流量实时调整斜盘倾角大小,进而实现压力 流量补偿功能;负载压力和流量阶跃变化时,变量泵具有良好的动态补偿特性。     

基于SimulationX的泵控马达调速系统建模仿真

为了深入研究液压机械无级变速器中液压系统的特性,利用SimulationX建立了液压泵控马达系统及其排量伺服机构的物理模型,对整个系统的动态特性和效率进行了仿真研究,并应用PID控制。仿真结果表明系统的控制性能有了明显的改善,能够使系统的抗负载干扰能力提高,实现马达恒转速控制;另外,研究了排量比、输入转速和外负载这三个参数对马达输出效率的影响。     

平地机双泵与单泵分流液压系统分析与比较

对平地机工作装置双泵与单泵分流液压系统的异同之处进行研究,得到发动机转速、多路阀通流面积与负载等因素对执行元件速度的影响规律,并对两种系统的能耗与效率进行对比分析,为平地机工作装置液压系统元件选型与系统改进提供了一定参考依据。     

注塑机电液控制系统能量效率对比研究

在同一注塑机上,对采用异步电动机驱动定量泵、变转速异步电动机驱动定量泵、异步电动机驱动变量泵、变转速异步电动机驱动变量泵、交流伺服电动机驱动定量泵,5种电液控制方案加工同一制品的能量效率进行理论分析和试验对比。建立不同控制回路电动机和液压泵功率传输数学模型,绘制出能量特性曲线,分析对比注塑机工作在保压和冷却工况下,液压系统和电动机驱动系统功率消耗。研究结果证实,在部分负载和空载工况,异步电动机驱动定量泵系统存在大的溢流、节流损失,效率低;在此基础上引入变转速控制,包络系统所需的流量,可减少电动机功率消耗,提高系统效率,能量效率与异步电动机驱动变量泵相当;异步电动机驱动变量泵系统,可完全消除液压系统的溢流损耗,但电动机仍存在较大的空转损耗,在此基础上引入变转速控制,使电动机输出功率与液压负载相匹配,可进一步提高能量利用率26.5%;研究也表明,采用交流伺服电动机驱动的定量泵系统能量效率最高,较异步电动机驱动的定量泵系统节能88%,并且结构简单、动态性能好。     

泵控缸液压系统全局功率动态匹配图示化监测方法

为在线监测液压系统的运行状态及功率匹配信息,识别其在典型工况下的功率匹配关系,以变转速泵控缸液压系统为例,基于多源信息融合思想,提出了李萨如图和功率圆图的动态功率匹配图示化监测方法.基于LabVIEW开发了测控程序进行变工况下的功率软测量,验证并分析了系统的能效特性.结果 表明:恒定转速下,系统总效率随负载增大先升高后...     

基于AMESim的阀芯回转式液压激振器的动态特性研究

针对传统液压激振器频率及负载难以提高的问题,提出一种阀芯回转式液压激振器。介绍了阀芯回转式液压激振器系统组成及工作原理,建立系统数学模型,利用AMESim软件对系统进行仿真分析,得到不同阀芯转速、供油压力、负载下系统的动态特性。结果表明:改变电机转速、供油压力,即可对激振器的振幅幅值、速度、加速度、激振力进行控制;负载的大小对该激振器整体性能影响较小。通过对该激振系统的仿真研究,为设计高负载高频率的液压激振器提供了理论依据。     

双泵合流液压系统转向动力学特性与能耗分析

针对装载机转向系统效率较低的问题,以装载机转向机构和双泵合流液压系统为研究对象,采用ADAMS和AMESIM建立了转向液压系统机-液耦合仿真模型,得到了不同因素对轮胎应力的影响,分析了装载机处于不同工况下双泵合流转向液压系统中压力、能耗和效率等特性参数的变化特性.仿真结果表明,转向角越大,轮胎所受的载荷越大;转向半径越小,轮胎的侧向力越大.在慢转向时利用双泵转向液压系统比快速转向效率高,研究结果为装载机合流转向系统的节能效果提供了数据参考.     

地质勘查钻机电液比例液压系统设计

为满足地质调查、工程勘察的需要,设计了JDD-100型地质勘查钻机电液比例液压系统.给进机构液压系统采用电液比例遥控恒压泵控技术,实现了给进力的自动控制,同时具有较好负载适应能力,高效节能.回转机构采用电液比例变量泵控技术,转速由程序自动控制,抗干扰能力强,具有较好的硬机械特性.实验表明液压系统运行情况良好,各项技术指标达到了设计要求.     

变频调速控制多腔液压缸液压系统节能研究

由于能量密度高、结构紧凑和噪声低,电液控制系统被广泛应用于工业生产中。定转速电机驱动变量泵系统为了匹配控制系统执行器速度以及多执行器功率,电机和泵都按系统最大功率匹配,电机在部分负载工况下效率较低,甚至达到15%,并且变量泵也常工作在小排量区,导致电液动力源在部分负载工况下效率更低。为此提出变转速电动机驱动定量泵方案,并采用多腔液压缸,在低负载功率需求下,采用小面积油腔连接方式,在高负载功率下,采用大面积油腔连接方式,从而提高电动机能量效率,进而提高系统能效。     

大型油气悬挂缸静、动态性能试验台设计

针对大型油气悬挂缸的静、动态性能试验,提出了一种由伺服电机驱动的定量液压泵/马达控制加载液压缸的节能型试验台设计方案,试验过程中能量的回收与存储采用超级电容。试验台可对被试悬挂缸施加多种激励,且液压主回路无节流。建立了加载系统的数学模型,并利用AMESim软件仿真了性能试验过程。研究结果表明：试验台的性能可以满足多种大型悬挂缸静、动态性能试验的需要,且能实现能量回收,相对于阀控系统能耗降低了约92%;超级电容储能方案避免了电机瞬时大功率运行对电网的冲击,大幅降低了配电系统的建设、改造成本。     

基于DSP的泵控液压缸变频调速系统

变频泵控调速系统通过改变输入供电频率来改变电机的转速,从而改变定量泵的排量,实现对液压缸的速度调节.相比于传统的阀控调速系统,无节流损失,效率高,结构简单,精度高,适用于对精度要求高的大惯量液压提升机械.本文利用智能IPM模块及DSP控制器搭建1套基于DSP的泵控液压缸调速系统平台,通过DSP输出SVPWM波控制IPM...     

非对称轴向柱塞泵变排量控制特性分析

非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势,其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性。基于此,提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案,根据电液比例排量调节工作原理,考虑弹性负载刚度及外负载力干扰的影响,建立了非对称轴向柱塞泵的变排量控制系统模型。通过MATLAB/Simulink仿真分析了不同活塞直径、负载刚度、斜盘摆角、负载压力对泵的出口流量动态特性的影响。仿真结果表明,减小液压缸活塞直径、增大负载刚度可以加快响应速度;增大负载压力可以提高响应稳定性。通过实验验证了仿真结果正确性,实验表明非对称泵的变排量工作性能稳定可靠。     

闭式泵控新型液压-机械执行器位置控制特性

滚珠丝杠具有高精度、阻力小、效率高等优点,是工业上常见的变回转运动为直线运动的执行机构。为使其充分结合液压系统功重比大的特点,提出了一种新型的液压-机械执行器系统,该系统在电动缸的基础上,采用液压马达替代电动机驱动滚珠丝杠,并推导出其数学模型。在多学科仿真软件SimulationX中建立了该系统的物理模型,对系统的闭环位置控制特性进行了仿真研究。结果表明:闭式泵控新型液压-机械执行器系统可以实现快速、准确、稳定的位置控制;当正弦信号的幅值为50 mm时,系统的带宽为0.52 Hz;系统具有良好的抗负载干扰能力。     

双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵配流特性和变量原理的研究

提出一种有别于常规阀配流泵的"斜盘转动而缸体不动"而采用缸体和配流阀一起旋转的双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵。建立该泵配流机构的数学模型,研究各种结构参数和工作参数对配流特性的影响,尤其是配流阀芯所受离心力对配流特性的影响。以仿真模型和得出的单个柱塞腔的压力响应曲线和输出流量曲线为基础,研究该类型泵流量脉动和侧向力脉动的特点,得出随着泵的工作转速增加,流量脉动和侧向力脉动都增大,当柱塞数量足够多时,柱塞数量的奇偶性在影响流量脉动上没有明显的区别,偶数个柱塞比奇数个柱塞产生的侧向力脉动要大。提出一种新型的阀配流轴向柱塞泵的变量调节方式,并研究该变量方式的原理和调节特性。样机泵的试验结果表明该泵的工作原理可行,进而展望双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵的应用前景。     

电液伺服泵控系统柔性传动比理论研究

电液伺服泵控系统具有高效节能、高功重比和环境友好等技术优点,但受诸多非线性因素的影响,系统传动特性表现出极强的非线性。通过深入研究电液伺服泵控系统的传动特性,提出柔性传动比理论,建立电液伺服泵控系统的数学模型,得到伺服电机-定量泵-液压缸之间的柔性传动比规律。对柔性传动比应用进行研究,提出基于广义排量的压力控制策略。搭建系统柔性传动比仿真与试验平台,对柔性传动比理论应用进行仿真和试验研究。研究结果表明,柔性传动比理论的应用对压力控制具有良好的控制效果,将为电液伺服泵控系统的工程推广与应用奠定良好的基础。     

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。