变速异步电动机比例恒压泵电液动力源特性研究

电液动力源是为液压系统提供动力的单元,其能量效率决定整个系统的能效。针对现有变排量电液比例压力流量复合控制动力源,非工作周期电动机仍以额定转速运转,产生较大能耗;变转速异步电动机驱动定量泵动力源,难以直接控制压力的问题,提出采用变转速交流异步电动机驱动比例恒压泵构造新的电液压力流量复合控制动力源,通过改变斜盘摆角实现无节流损失压力连续控制,改变泵转速实现泵输出流量连续控制。进一步针对异步电动机变转速驱动动态响应慢的问题,提出在主回路增设液压蓄能器,并将其高压油液分别引入液压泵吸油口和出油口,辅助驱动液压泵加速起动和制动的解决方案。研究中,构建了基于上述原理的电液动力源试验测试系统,对其压力控制特性、流量控制特性、压力流量复合控制特性及功率控制特性进行研究,结果表明,随负载压力变化流量控制精度误差不超0.5%,采用蓄能器辅助驱动、辅助制动可使变频电动机起、停时间分别由1 s和1.2 s减小到0.2 s和0.5 s;在保压工况、非工作周期压力卸荷工况、恒压工况,通过降低电动机转速,较恒定电动机转速驱动,降低能耗20%以上。     

用钳型电流表测算液压泵输出流量的方法

除专用液压元件试验台以外 ,所有液压系统在没有特殊要求的情况下都不带检测液压泵输出流量的流量计 ,但在某些情况下 ,设计及维修人员还必须知道系统中液压泵的输出流量。本文针对液压系统中用电机直接驱动液压泵的情况 ,着重介绍了通过用钳形电流表测量三相异步电动机的运行电流来计算液压泵输出流量的方法。众所周知 :用电机直接驱动液压泵的液压系统中 ,液压泵所需的驱动功率就是电机的实际输出功率 ,液压泵的输出流量越大、压力越高 ,则需要的电机的实际输出功率也越大 ,也就是说 ,电机在额定电压下工作时 ,所需要的电机实际负载运行电…     

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。     

基于双联泵的液压回路系统特性分析与研究

针对传统定量泵控制的液压回路系统的不足,设计分析了一种将双联泵代替定量泵的新型液压回路系统。首先,介绍了双联泵工作的基本原理;然后以不同泵控液压回路系统为研究对象,分析对比了传统液压回路单个定量泵和新型液压回路双联泵在速度、功率、压力等特性的不同之处;最后利用AMESim搭建液压回路系统进行仿真,并进行相关实验测试,仿真与测试结果表明:双联泵控液压回路相比传统单个定量泵控回路,其控制效率高、减少功率损失,从而达到高效节能作用。     

串联泵控液压系统设计及其仿真脉动和能耗优化分析

选择双液压泵串联的组装方式,可达到泵高速运转并获得高压力效果,充分减小回路的节流损失。该结构完成压力分级叠加,获得更大的液压系统动力源输出压力,采用此动力源能够满足高压力与大流量的液压系统使用要求,进一步通过仿真方式对其脉动和能耗优化展开分析。结果表明:当负载增大后,串联泵控液压系统的流量脉动区间减小。串联泵控液压系统流量脉动随着负载增加变动不明显,表明本系统设计具有很好的稳定性。对电机转速进行调整后,串联泵控液压系统相对单泵系统的齿轮泵发生流量脉动显著降低;可使系统承受更高负载,使液压泵达到更低的输出流量;可以利用功率叠加的过程达到通过低功率电机获得大功率输出的目的。     

四配流窗口轴向柱塞泵仿真与分析

四配流窗口轴向柱塞泵可以实现单台泵同步闭式控制两台对称执行元件液压系统,也可以直接闭式控制差动缸回路。为分析其压力、流量特性,该文根据柱塞运动特征和配流面积变化原理,运用Simulation X软件对四配流窗口轴向柱塞泵进行了建模和仿真分析。通过设置斜盘角度或转速调节液压泵输出流量,考虑油液泄漏和黏性摩擦力的情况下,对加载和空载时液压泵柱塞腔和泵油口的压力、流量等特征响应曲线进行分析。仿真结果表明,流量脉动频率随泵转速增加而增大;压力脉动幅值随负载增加而增大,且压力脉动频率与负载无关。     

压力补偿及负载传感变量泵

压力补偿变量泵的特点是当系统压力超过泵的设定值时,流量自动减小,它常用于需要限压和要求在小流量输出时仍保持系统压力的保压系统中。负载传感变量泵的最大特点是其输出的压力和流量始终与负载压力和流量相匹配,使功率损失减小到很低的程度。图1为定量泵、变量泵和负载传感变量泵用于同等工况液压系统中的功率分布比较图。不难看出,定量泵系统的功率损失是相     

高效液压系统设计

液压驱动回路设计不合理,是造成液压系统效率低的主要原因。它的实质是功率不匹配,即驱动回路的输出压力Ps、流量Q_s与执行器需要的压力P_L、流量Q_L 不匹配。当流量不匹配,Q_s>Q_L 时,则产生溢流损失;当压力不匹配,P_s>P_L时,则造成压力损失。因此,液压系统节能设计的基本途径,是使回路的输入功率,与执行器输出功率相匹配,匹配程度愈高,效率也愈高。本文介绍一些液压驱动回路的节能方案,并分析各回路的节能应用。用定量泵组成的驱动回路1.定量泵供油,溢流阀调压驱动回路图1为这种回路。由于结构简单、成本低廉,所以各行业广泛应用。从节能角度,这种回路只适于恒压力、恒流量的载荷类型,否则效率低。例如具有多负载多速度工作循环的液压钻机,目前有些产品仍采用单定量泵驱动,平均效率在35%以下,急需技术改造。     

伺服电机驱动定量泵液压源系统的恒功率特性

在定量泵液压系统中,将变频技术与恒功率控制相结合,利用永磁同步伺服电动机、交流伺服驱动器和齿轮泵构成一种除恒功率变量泵之外的新型的恒功率液压源系统,根据负载压力的变化,通过变频调速调节电机转速,以达到调整系统输出流量的目的,最终完成恒功率控制。该液压源系统具有结构简单、成本较低等特点,并将电信号传输速度快和恒功率控制的节能等优点集于一体。实验结果表明液压源系统具有较好的恒功率特性。     

双定子泵/马达在传统速度回路中的应用分析

为了使传统速度控制回路在不增加液压元件的前提下可输出多种转速和转矩,采用了双定子泵和双定子马达作为系统的动力元件和执行元件。通过分析其新型液压回路的静态特性可知,多泵多马达速度控制回路不仅可输出多种转速和转矩,而且可实现多种恒功率和恒转矩输出,同时又实现了节能要求。为以后深入研究其他回路的动态特性和回路的设计应用提供了基础和参考。     

KLINE恒压变量柱塞泵介绍

KLINE恒压变量柱塞泵是美国KLINE公司生产的通轴式轴向柱塞泵。该泵采用恒压变量方式,是专为液压控制系统设计的一种大功率液压泵。用恒压泵作液压源时,泵能根据负载需要自动调节输出流量,功率利用合理,系统效率较高,发热较少。而用定量泵和溢流阀组成的恒压液压源,在负载流量变化很大的系统中,超过负载需要的多余流量经溢流阀     

双定子多输出泵控差动缸回路的研究

针对现有泵控差动缸液压技术的不足,基于双定子多输出泵提出了新型双定子多输出泵控差动缸液压系统。在多输出定量泵和多输出变量泵的基础上,分别设计出两种新型泵控差动缸液压回路。两种新型液压回路是通过多输出泵中内、外泵排量比来补偿差动缸两腔有效面积比,进而通过单向阀实现精确补偿,其很大程度上提高了系统能量效率,其中多输出定量泵可通过切换多输出泵中内、外泵的连接方式,来补偿多种差动缸的不对称流量,提高了多输出泵的适用性。同时对该新型液压回路搭建了试验测试平台,试验结果表明:多输出泵控差动缸液压回路可解决差动缸流量不对称问题,实现差动缸两方向运动速度相同的目的。试验结果和理论分析基本一致,证明了理论分析的正确性。     

基于AMESim多泵合流液压能源系统的研究

随着液压传动技术朝着高压大流量方向发展,大功率的工程设备层出不穷,当单一液压泵无法满足设备液压流量的需求时,工程上通常采用多泵合流的方式实现较大的输出流量。多泵合流方式除了能够输出较大的流量外,还可以通过不同排量泵的组合形式产生不同的流量输出实现液压系统的节能控制。基于此,该文主要对采用普通交流电机-定量泵的多泵合流液压能源系统进行理论分析,建立相关数学模型,利用AMESim软件进行仿真分析,研究多泵合流节能控制过程中不同泵组的启闭对管路压力的影响规律。采用PID控制器实现管路压力的闭环调节,降低了泵组切换对管路中压力波动的影响,从而为多泵合流液压能源系统的设计和节能控制提供参考。     

关于泵—皮囊式蓄能器供油系统的设计计算

在液压传动的机械设备中,有的液压执行元件在一个不长的工作周期內要求有一个或几个高压大流量的输出?杂谡庵止た?如何从技术经济指标的角度,特别是节能的意义上满足系统峰值流量和压力的要求,这是设计人员必须认真考虑的问题。解决这一问题的方法是泵、蓄能器联合供油。当系统所需的流量较小时,泵输出的油液一部分输向系统,而多余的部分输向蓄能器,把液压能储存起来;而在液压执行元件需要高压大流量的时候,蓄能器和泵一起向系统输油,满足执行元件的要求。这样泵的传动功率就可减少,对节省能耗和减少投资都有好处。     

XB2※经济型轴向柱塞泵

近年来,为了节约能源、降低成本,在液压元件的高效率、长寿命、小型化等方面,国内外的液压工作者做了大量工作。液压系统已从过去使用定量泵和阀组合的阀控制系统转向广泛采用变量泵组成系统。变量泵能根据系统需要调整输出流量,这样不仅节省功率,而且能减小油箱容量,降低噪声     

基于变频电动机泵控负载传感系统的研究与仿真

泵控负载传感系统以其节能、高效获得广泛的应用。该文从液压泵的理论流量公式出发，根据负载信号改变泵的转速来达到控制流量，使液压定量泵实现变量功能。在此变量原理的基础上设计了一个由变频器控制的交流电机和定量泵组成的泵控负载传感系统，分析了交流变频电动机泵控负载传感系统的数学模型，提出了控制方案，并给出了仿真结果。     

三通压力补偿阀的设计与研究

该文对三通压力补偿阀进行了分析研究,设计出了一种带有流量匹配、自动低压卸荷、负载感应反馈、过载安全保护等功能的节能型液压阀.该阀用于节流调速回路可极大提高执行元件的负载速度刚度,其压力卸荷功能可以减少系统油液发热,对提高液压系统效率,简化液压回路,具有较广泛应用价值.     

D+A组合控制多泵源液压系统泵阀复合控制研究

针对传统大功率多泵液压阀控系统中由于泵源输出与负载流量需求不匹配,导致液压系统传动效率低下的问题,在数字泵PCM控制概念的基础上提出一种基于数字+模拟（D+A）组合控制多泵源液压系统。通过流量区域划分方法,给出该系统的构型原则,其中定量泵组排量比采用二进制编码,由1台变量泵补偿定量泵的阶跃流量差值;建立多泵源液压系统流量状态矩阵,通过求解得到泵组的控制信号;为了减少阶跃流量冲击对系统控制特性的影响,提出多泵源液压系统泵阀复合控制策略,并对该系统输出特性进行试验研究。试验结果表明在泵阀复合控制策略下,多泵源液压系统具有良好的动静态特性和节能效果。正弦位置跟随精度达到±0.1 mm,滞后约为100 ms;由于采用D+A组合流量控制和比例溢流阀压力控制,始终使多泵源液压系统输出的流量和压力分别高于负载所需要流量10 L/min和压力2 MPa,使该系统的溢流和节流损失大大降低。     

改善定量泵在液压传动中的功能和地位

改善定量泵在液压传动中的功能和地位陈冬生在液系统的设计中，液压泵的选择是至关重要的。对于不同类型和要求的机械，液压系统的设计虽有差别，但液压泵选择的依据主要有：１）工作能力（压力和流量）；２）调节性能；３）可靠性；４）经济性能（整机功率和利用率、系统...     

自循环增压回路及其应用

一、前言在液压传动中，当遇到以下三种情况时一般都考虑采用增压回路：1）液压系统只有低压泵源时。2）液压系统某个局部或液压缸需要获得比液压泵工作压力高得多的压力时。3）受客观条件限制或按设计要求，液压设备体积或功率不能过大但却要求执行机构出力大、行程小时。在增压回路中，提高工作液体压力的主要元件是增压器，图1所示为一单作用增压回路原理图。一般情况下，单作用增压回路不能连续供技，只用在大负载、小行程、小流量的场合。且增压器的往复动作必须由手动或电磁换向阀来控制而不能自动实现增压循环。笔者在开发煤矿液压产…