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针对变频异步电动机驱动液压源在实际应用中存在响应速度慢、控制精度差、控制参数不易掌握等缺陷,提出永磁伺服电动机驱动定量泵液压源的流量控制策略,将永磁伺服电动机动态特性好、控制精度高、节能等优点与定量泵结构简单、可靠性好、抗污染能力强等特点相结合,根据定量泵的转速、流量、压力特性关系和油液温度、黏度、弹性模量等相关参数建立电动机转速模型控制和条件比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)补偿控制,通过较易控制的电动机转速信号实现对定量泵输出流量的快速准确调节。控制系统充分利用模型开环控制的稳定性、及时性,快速接近目标流量,克服传统流量控制中实测流量信号延迟对系统响应造成严重迟滞的不良影响;通过条件阈值开启PID补偿控制,进一步消除流量偏差,提高系统精度;通过条件限幅限制系统超调量。仿真结果表明模型控制和条件PID补偿控制的可行性,试验结果证明,模型控制的系统响应接近于电动机转速开环控制,优于转速估算流量闭环控制,大幅领先于涡轮流量计实测流量反馈控制,并且具有很好的抗负载扰动能力;条件PID补偿控制能够完全消除由于系统参数非线性变化和模型简化带来的稳态误差,能够无误差地跟随目标流量斜坡响应。 相似文献
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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。 相似文献
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液压系统的执行元件在工作周期的间歇时间内不需要输入液压能,卸荷回路的作用是在液压泵驱动电机不频繁启闭的情况下,使液压泵以较小的功率运转。针对不同类型液压泵的特点合理设计卸荷回路,可大大减小系统功率损耗、降低发热量、延长泵和电动机的寿命。泵的输出功率为:Pp=PR×qP由上式可知,卸荷回路通过使输出压力PR或输出流量qP尽量接近零,实现尽可能小的卸荷功率。本文将分析各科类型液压泵并提出其卸荷回路的设计。由于本文侧重对回路特性的讨论,系统中原动机、液压泵、执行元件的效率及管路损失对回路的特性影响不大,故忽略上述因素。本文中提及的变量泵均以A10VSO系列为例。定量泵的卸荷在电动机转速一定的情况下,定量泵输出流量qP为定值。因此定量泵系统只能实现压力卸荷,即泵低压、全流量运转。 相似文献
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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 相似文献
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软测量技术在动态流量测量中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
在电液比例阀和电液伺服阀动特性测试中,高频动态流量的测量一直是一个难题.在流量测量中引入软测量技术,以层流流量计的基本结构为基础建立动态层流流量模型,通过对压力差信号与油液温度信号进行在线测量并进行数值计算,可以得到连续变化的瞬时流量值.从而克服了传统流量计自身惯性的影响,显著提高了对动态流量测量的频率范围. 相似文献
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提出了采用负载敏感技术的采煤机截割滚筒位置PID闭环控制方法,给出了截割滚筒调高原理,基于AMESIM软件分别搭建了定量控制和变量控制的截割滚筒PID闭环调高系统仿真模型,比较研究了两泵PID滚筒调高动态特性,得到了滚筒位移速度、调高液压缸压力、换向阀压差动态曲线,归纳总结了两泵输出效率及能量,研究结果表明:定量泵调高比变量泵响应较快,滚筒位移超差小,但定量泵调高速度控制上更易受随机负载干扰,定量泵控系统调高液压缸冲击压力大;变量泵控采煤机滚筒调高阶段,换向阀前后压差为2MPa;定量泵调高功率为38kW,约为变量泵调高功率19倍,定量泵调高消耗能量342kJ,约为变量泵调高消耗能量12.2倍,变量泵滚筒调高更节能。 相似文献
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《机械工程学报》2017,(18)
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。 相似文献
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多输出叶片泵是基于"双定子"原理而提出的一种新型叶片泵,传统定量泵是1个定子对应1个转子,且仅输出一种定流量。而该新型泵是1个转子对应2个定子,且1个泵体又分为内泵和外泵,当改变其输出方式时,可以实现单个定量泵体输出多级定流量的功能。针对该泵在流量切换的过程中的压力冲击问题,提出增设阻尼孔、适当增加管路内径的方法来减缓压力冲击。基于AMESim软件进行模块化建模,仿真可知适当增加管路内径可以减少压力冲击,但并不能完全消除。最后,搭建该多输出泵单执行机构系统进行实验,检验多输出叶片泵切换工作方式时压力冲击的抑制效果。结果验证了设计的有效性,对日后双定子多输出叶片泵多执行机构的分析与应用奠定了一定的基础。 相似文献
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分析了液压挖掘机基于与负载压力无关流量分配(LUDV)多路阀的电液流量匹配控制(EFMC)系统的控制原理,建立了EFMC系统的液压挖掘机虚拟样机模型,采用实时检测油缸速度信号的反馈闭环控制方法提高流量匹配的精度。分别建立液压挖掘机EFMC系统动力学模型与液压系统模型并根据其实际工况进行联合仿真,研究了挖掘作业过程动态特性及节能特性。与传统的基于LUDV的负载敏感系统实验结果进行对比,结果表明: EFMC系统与传统负载敏感系统相比,改善了系统的动态响应特性和稳定性,泵的压力裕度明显减小,提高了系统的节能性,反馈闭环控制系统动态响应特性也明显得到提高。研究方法可为进一步研究挖掘机的动态性、节能性、稳定性提供理论依据和参考。 相似文献
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为解决煤矿铲运机用负载敏感变量泵结构因素影响其工作特性的问题,并为其结构优化提供理论参考,开展了负载敏感变量泵的结构参数对其流量响应特性的影响研究。分析了负载敏感变量泵的工作原理,建立了其液压泵控系统模型,推导了负载敏感泵阀芯直径、弹簧刚度,以及旁路阻尼孔直径等结构参数与负载敏感泵输出流量和输出压力之间的传递函数关系;基于所建立的数学模型和计算机模拟仿真方法,建立了液压泵控系统的AMEsim模型,验证分析了负载敏感泵流量动态响应特性。研究结果表明:适当地增加阀芯直径、弹簧刚度以及旁路阻尼孔直径,有利于提高负载敏感泵的流量响应速度和稳定性;其结构参数增加过度,会导致系统的输出流量在阶跃下降过程中出现振荡。 相似文献