恒载变速工况下液压马达瞬时转速波动与系统效率关联性实验研究

为了研究恒载、变速工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集、分析恒定载荷条件下液压马达转速斜坡、正弦、阶跃变化时液压马达转速波动、液压系统效率、压力的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高;反之,变化情况相反。转速的变化会引起系统压力小幅度的变化,变化趋势与转速、系统效率相同,与转速波动相反。此研究为液压系统在恒定的负载工况条件下选择合适的液压马达转速范围、减小转速波动、提高液压系统效率提供了参考和借鉴。     

泵控液压系统中马达转速稳定控制及仿真分析

泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明：增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。     

离合器液压操纵系统效率试验与分析

分析了离合器液压操纵系统结构特点,提出一种离合器液压操纵系统传动效率计算方法。基于离合器液压操纵特性试验台,制定了离合器操纵系统动态传动效率试验方案。分别从踩/松离合踏板两个过程,对某型离合器液压操纵系统在定转速-变踏板速度和定踏板速度-变转速两种试验工况的力和行程传动效率进行了试验研究。试验结果表明离合器液压操纵系统传动效率计算方法具有较好的重复性,并且在踩踏板过程中随着踏板速度增加,离合器操纵系统力和行程传动效率增大;而在松踏板过程中随着踏板速度增加,离合器操纵系统力传动效率减小,行程传动效率增大;转速低于2 000 r/min时,转速变化对离合器操纵系统力和行程传动效率影响较小。     

液压挖掘机回转制动能量电液回收系统

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器 液压马达 超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20 t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明：在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23 MPa时,回收效率可达63.2%。     

液压马达发电机并网转速控制方案及实验验证

风力机与定量泵连接后,气动转矩波动程度对调节机组并网转速具有明显影响,会造成机组传动链可靠度下降。从风速预测以及气动转矩性能出发,设计一种液压马达发电机并网转速控制方案,从而控制机组的稳定并网并减小机组的传动链载荷。采用Simulink软件构建垂直轴液压机组并网转速调控测试模型,之后在机组分别处于固定、阶跃与自然波动风速3种状态下进行变量马达转速调节。平稳风速和随机风速下并网转速试验结果表明,综合运用比例节流阀与变量马达调节可以使系统压力波动幅值达到0.1 MPa,显著降低变量马达的转速高频波动幅度,满足风电机组并网转速控制要求。     

基于自抗扰控制的矿车液压驱动优化研究

液压驱动系统因功率密度大、承载能力强被广泛应用于矿山运输车辆驱动,但传统液压驱动系统采用内燃机-变量泵-阀-变量马达的传动方式,具有能耗高、效率低的缺点。为解决上述问题,提出一种变转速液压驱动系统方案。采用变转速电机-定量泵-蓄能器-定量马达的传动方式,提高能量效率,同时精简了控制器结构。通过控制器控制电机转速,实现整车的速度控制。为提高矿山运输车驱动系统控制性能,改进自抗扰控制器。结果表明:变转速液压驱动系统很好地适配于矿山运输车辆;所设计的控制系统的精度更高、稳定性更好、抗扰能力更强。     

非平稳工况下液压马达转速波动机制分析

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦转矩对系统转速波动特性的影响机制,提出利用高频采样计数方法对转速波动进行测试与分析。理论分析与实验结果均表明：非线性摩擦转矩、输出容积脉动、负载转矩、油液有效体积弹性模量等因素的变化影响系统的转速波动特性。     

离合器液压操纵系统效率试验与分析（英文）

分析了离合器液压操纵系统结构特点,提出一种离合器液压操纵系统传动效率计算方法。基于离合器液压操纵特性试验台,制定了离合器操纵系统动态传动效率试验方案。分别从踩/松离合踏板两个过程,对某型离合器液压操纵系统在定转速-变踏板速度和定踏板速度-变转速两种试验工况的力和行程传动效率进行了试验研究。试验结果表明离合器液压操纵系统传动效率计算方法具有较好的重复性,并且在踩踏板过程中随着踏板速度增加,离合器操纵系统力和行程传动效率增大;而在松踏板过程中随着踏板速度增加,离合器操纵系统力传动效率减小,行程传动效率增大;转速低于2 000 r/min时,转速变化对离合器操纵系统力和行程传动效率影响较小。     

高速开关阀控液压马达系统性能对比研究

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的设计及AMESim仿真模型的搭建。利用PWM信号控制高响应电液伺服阀实现对液压马达的高速开关控制,并通过仿真获得转速等参数随占空比和频率的变化规律。开发基于高响应电液伺服阀的高速开关阀控液压马达系统实验样机,进行实验与仿真结果的对比研究。结果表明：实验与仿真结果较为一致,液压马达转速随着占空比的增大而增大,随着外负载的增大逐渐降低;而仿真结果中负载的增加会轻微加快液压马达转速的稳定时间的结论,在实验中无法得到印证。     

基于遗传算法泵控液压马达系统优化研究

基于AMESim建立了泵控液压马达系统仿真模型,分析液压马达排量和负载惯量对液压马达轴转速的影响规律。以马达转速达到300 r/min的响应时间为目标函数,利用遗传算法进行了参数优化。优化后,马达排量为201 m L/r、负载惯量为3 kg·m~2,泵控马达系统马达轴转速响应时间减小,波动降低。     

变转速液压动力系统低速特性研究

以变频电机拖动柱塞泵的液压动力系统为研究对象,从变频电机机械特性与柱塞泵效率角度,采用AMESim仿真和实验验证方法,深入分析变转速液压动力系统低速特性差的机制。结果表明:变转速液压动力系统在低转速运行状态下受驱动电机最大输出转矩小、机械特性弱和柱塞泵效率低、流量不稳定的影响,其低速特性差,为改善变转速液压动力系统低速特性提供参考。     

马铃薯升运装车液压系统性能分析

为降低马铃薯收获过程中的人工成本,设计马铃薯升运装车液压系统。基于升运装车液压系统工作特点,在拖拉机转速为1 500 r/min工况下,分析机械臂升降液压缸及输送带驱动马达的压力和流量特性。结果表明:采用液压单向限流阀的一级机械臂液压回路,机械臂伸出时的流量基本维持在30 L/min,系统稳定性较好;液压马达启动时为克服系统静摩擦力,输出压力和流量变化较大,输送带平稳运行后,输出流量趋于稳定。     

液压挖掘机回转制动能量电液回收系统（英文）

在分析现有液压挖掘机回转节能系统的基础上,结合挖掘机回转工况,提出了一种基于蓄能器-液压马达-超级电容的挖掘机回转制动能量电液回收系统,通过实时调节回收马达的入口压力和电机的转速,实现挖掘机回转平台的平稳制动。采用蓄能器和超级电容共同储能,超级电容补偿蓄能器的非线性特性,降低了储能单元的成本。构建了能量回收系统的数学模型;建立了采用该能量回收系统的20 t挖掘机联合仿真模型,分析研究了挖掘机空载工况下所提系统的回收效率和回转平台的运行特性。研究结果表明:在不影响系统正常工作和操作者操作习惯的同时,所提系统可实现回转制动能量的高效回收;当回收马达入口压力设定23 MPa时,回收效率可达63. 2%。     

机电液系统转速波动分量Vold-Kalman时变滤波提取方法

机电液系统的转速波动信号蕴含着丰富的系统运行状态信息,从该转速波动信号中通常可以观测到多个波动源的耦合现象。针对磁电式转速传感器输出的方波信号中转速波动分量的特征提取问题,提出了基于Vold-Kalman时变滤波的转速波动分量提取方法。首先利用采样点计数测速算法获得变转速泵控液压马达系统的瞬时转速信号;其次,结合短时傅立叶变换和二值细化处理得到的瞬时频率估计曲线作为中心频率,构造了基于转速波动信号特征模型的结构方程和数据方程;最后通过最小二乘滤波和PCG法求解,实现了转速波动分量时域波形的提取。实验结果表明:该方法能有效地提取变转速泵控马达系统中由柱塞马达输出轴转频及减速箱输出轴转频引起的转速波动,为机电液系统的状态监测和运行可靠性分析提供了新方法。     

新型多段液压机械无级变速器效率特性分析

介绍了泵、马达的近似效率计算公式和闭式变量泵-马达系统效率随转速、油压、排量变化的算法.导出了闭式行星齿轮传动产生功率循环的条件和液压机械无级变速器(HMCVT)典型结构的效率计算公式.描述了包含输入功率、泵马达排量、功率循环等因素时效率计算的合理步骤,对新型多段HMCVT进行了效率计算.结果表明:新型多段HMCVT的平均效率高于0.93,但随传动比、传递功率及转速的变化存在波动;控制传动比在泵排量为零的附近调节,可保证HMCVT高效率工作.     

多功能融合智能化高压变量活塞电机泵马达的能量回收特性分析

为研究海水淡化的能量回收效率问题,采用AMESim软件对电机泵马达的液压系统进行整体仿真,研究在输入不同转速下的电机泵马达的流量特性及能量回收率。为验证仿真结果的准确性,建立电机泵马达测试试验台,将试验结果与仿真结果进行对比。结果表明：在生产等量淡水的情况下,带有马达能量回收的装置相较于不带马达功率回收的装置节能效果更明显,且适当提高转速能够增加节能效果;由于试验过程产生泄漏,使得泵与马达侧的试验流量低于仿真流量,但随着电机转速的提升,泵侧流量的差值逐渐增大,而马达侧的流量差值逐渐降低;在额定转速1 500 r/min的工况下,马达能量回收装置的能效利用率达到了95%以上。     

基于AMESim的多功能液压试验台闭式系统元件选型分析

液压传动系统是工程机械整机重要的传动系统之一,而液压多功能试验台是面向工程机械液压传动系统研究的一个科学试验平台。介绍一种多功能液压试验台闭式马达泵系统元件的选型:根据实验要求,选择满足试验目的闭式马达;根据马达的参数,计算出可以与马达相匹配的闭式泵和电机的参数。将选择好的元件设计成闭式马达泵系统,然后用AMESim进行建模仿真分析,得到马达转速、扭矩变化曲线、泵出口压力变化曲线等。仿真试验结果验证了所设计的液压系统功能的正确性和合理性、元件选型的正确性。     

基于PID与前馈相结合的泵控马达恒速输出系统研究

针对泵控马达系统存在转速和外接负载扰动的问题,以变量泵-定量马达恒速控制系统为研究对象,阐明了系统的控制原理,建立相应液压系统的数学模型;采用了优化后的增量式PID与前馈相结合的复合方式对系统进行控制。通过Matlab的Simulink模块对系统的响应情况进行仿真,仿真结果表明:控制系统在两种扰动下反应迅速,马达输出转速能保持在较理想的状态。采用负载箱来模拟负载变化,变频器控制来模拟转速变化,进行了试验台的搭建。在输入转速为800、1 500 r/min时,当突变转速和负载时,马达输出转速能在2 s内恢复到稳定值,稳态转速偏差为0.5%,瞬时转速偏差为5.33%。分析实验结果表明该系统调速能力较好,为车载发电系统的实现提供了借鉴意义。     

附加惯量对马达转速的影响

在泵控马达调速系统中,泵和马达在工作时不断的吸油和排油以及油液有可压缩性等原因,使得系统流量产生脉动、压力不稳定,所以马达输出轴转速产生较大的波动,从而影响回转工件的加工质量。通过在马达轴安装惯量盘,预在系统工作时使惯量盘吸收流量脉动,系统流量波动减小、压力稳定性提高,马达轴转速波动降低。经过实验验证了该方法的可行性,说明在马达输出轴上加装惯量盘能够减小系统流量的脉动,使马达轴转速更加稳定。研究结论为在实际工况中解决流量脉动对马达转速的影响提供可靠方法。     

K650车装钻机液压起升系统

本文介绍了进口K650车装钻机上起升绞车液压系统的组成及工作原理,该系统采用了液压伺服调排量装置,配以手动组合调压换向阀,换绞车马达的换向、变速、停止与制动所有控制都集中在一个手动组合阀上,可根据需要对绞车马达进行无级调速。提高了钻机的功率利用率和钻井效率,值得在具有同类工况的液压系统中推广。