矢量控制变频液压容积节流调速系统仿真研究

建立变频液压容积调速和节流调速相结合的复合调速系统,通过分析矢量控制三相异步电机的原理,利用AMESim软件建立了矢量控制的三相异步电机的仿真模型,并与液压系统仿真模型相结合,建立了矢量控制变频液压容积节流调速系统的仿真模型.利用该模型对系统的性能进行了仿真研究,表明节流调速可提高变频容积调速系统的低速稳定性,矢量控制变频容积节流调速系统的性能优于一般变频容积调速系统的性能.     

矢量控制变频液压容积节流调速系统仿真研究

建立变频液压容积调速和节流调速相结合的复合调速系统,通过分析矢量控制三相异步电机的原理,利用AMESim软件建立了矢量控制的三相异步电机的仿真模型,并与液压系统仿真模型相结合,建立了矢量控制变频液压容积节流调速系统的仿真模型。利用该模型对系统的性能进行了仿真研究,表明节流调速可提高变频容积调速系统的低速稳定性,矢量控制变频容积节流调速系统的性能优于一般变频容积调速系统的性能。
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变转速液压调速系统转速模糊控制实验研究

针对变转速液压调速系统存在非线性、时变及调速精度低等技术问题,提出液压马达转速模糊控制策略。以伺服电动机驱动定量泵为动力源,设计了模糊控制器,实现了基于Lab VIEW测控平台的以电动机转速为控制量的马达转速模糊控制策略。在典型工况下,对模糊控制和传统PID控制调速系统的动态响应性能及抗负载干扰能力进行了实验对比分析,结果表明:所提方法比传统PID模糊控制具有更好的鲁棒性,且两种控制方式的动态响应特性相近。     

矢量变频液压容积控制和节流调速的复合系统研究

针对矢量变频液压容积调速动态响应慢,低速特性差的问题,设计了矢量变频液压容积调速和节流调速有机结合的复合调速系统,创建了系统的数学模型,实现了系统的DSP控制,进行了系统动态性能实验。实验结果表明:矢量变频液压容积节流复合调速系统对液压系统能够在保持低能耗的同时获得更高的响应速度,具有低速稳定性好、速度跟踪精度高的特点,该复合系统获得了理想的调速效果。     

开式容积与储能平衡协同控制挖掘机动臂的能效

为适应挖掘机电动化的发展需求,提出一种开式容积与储能平衡协同控制液压挖掘机动臂的原理,通过改变伺服电机转速控制定量液压泵输出流量匹配负载需求,三腔液压缸的独立储能容腔连接蓄能器,将动臂下降时的重力势能转化为液压能存储并在举升动臂时再利用。研究中,分别测试了变量泵和伺服电机的动态响应速度,并测试了定转速异步电机驱动变量泵、变转速伺服电机驱动定量泵这两种动力源的能效,构建了液压挖掘机动臂储能平衡试验测试系统,对比分析了这两种动力源驱动挖掘机动臂的能效特性。结果表明,与异步电机驱动变量泵作为动力源相比,采用伺服电机驱动定量泵作为动力源驱动挖掘机动臂可降低峰值功率19.8%,一个周期内降低能耗58.7%,节能效果非常显著。     

基于异步电动机的电动汽车驱动系统

为了顺应汽车低碳环保的发展趋势,将异步电机用作电动汽车的驱动电机来代替价格昂贵且环保性差的永磁同步电机。采取转子磁链定向矢量控制的方法来实现异步电机的调速控制,在此基础上建立了一个异步电机作为驱动电机,由电池和双向DC/DC供电的电动汽车驱动系统。推导了异步电机的数学模型,搭建了一个小型电动汽车实验平台,并在实验平台上对异步电机调速性能和双向DC/DC供电系统进行了实验验证。实验结果表明,采用转子磁链定向矢量控制能很好的实现电动汽车的驱动系统的调速控制。     

基于AMESim的矢量控制变频液压绞车系统仿真

针对矿用防爆液压绞车存在的实际应用问题,提出了一种新的变频液压容积调速和节流调速相结合的综合调速模式。建立变频液压容积调速和节流调速相结合的液压绞车复合调速系统,利用AMESim软件,建立矢量控制三相异步电动机的仿真模型,并与绞车液压系统仿真模型相结合,建立了绞车矢量控制变频液压容积节流调速的仿真模型,在此基础上进行系统性能仿真研究。结果表明该绞车低速稳定性好,速度跟踪精度高。同时,也表明复合液压传动系统可以很好地解决低速、大惯量负载的速度控制问题。     

交流变频液压调速系统的发展及研究综述

分析了传统的节流调速液压回路的不足之处,并介绍了变频液压技术的特点,指出了变频液压动力系统是一种从源头考虑功率匹配的全局型节能动力系统,它具有节能效果好、可简化液压回路、调速范围大、噪声低等优点。综述了国内外变频液压技术的发展过程、应用领域及研究现状。讨论了变频液压存在的问题,包括低速稳定性,响应的快速性,起动或换向时的平稳性,调速精度和效率等,并针对这些问题提出了多种不同的对策,最后对变频液压的发展前景作了展望。     

伺服电机驱动的液压动力系统及其神经网络自适应优化控制

针对传统液压系统存在的高能耗、低响应特点,采用节能型液压动力源-永磁伺服电机直接驱动定量泵,以取代原有的异步电机驱动液压动力源,从而形成一种新型的节能、响应快速、易实现闭环控制的液压动力系统。由于实际液压系统随机干扰严重,具有多变量、非线性、强耦合的特征,难以建立较准确的数学模型,常规的PID控制算法很难满足液压系统高精度控制的要求,因此提出基于PSO与BP混合优化前向神经网络 PID自适应控制方法,实现液压系统在典型工况下流量的精确控制。PID控制器的参数采用神经网络进行自适应整定,神经网络的权值采用混合优化算法进行调整,通过神经网络的自学习能力寻找最佳的P、I、D非线性组合控制律,以增强液压系统对工况变化的适应能力。仿真和实验结果表明,该控制方法跟踪速度快、超调小、鲁棒性强,从而为液压系统流量高精度控制提供了一种新方法。     

无阀液压系统在注塑机中的节能分析

针对注塑机在国内外塑料制品行业的广泛应用,分析了无阀液压系统在注塑机中的节能应用。无阀液压系统也叫直驱式液压系统,即用调速电机直接驱动液压泵,实现对液压系统的控制。这是一种全局性的新型液压调速方式,采用变频器、异步电机、定量泵/变量泵的形式,省去复杂的变排量机构,通过改变电机的供电频率来调节电机转速,从而实现液压系统的流量调节,进而实现对液压系统的控制。其最重要的特点就是使用交流调速电机代替传统的伺服阀,集成了液压系统和交流调速系统的优点,更加环保、省油。     

基于MRAS的低速永磁电机的无位置传感器控制

为解决低速复式永磁同步电机(PMSM)在工作环境下的稳定运行等问题,将基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制方法应用到电机的控制策略中.在控制系统中,根据电机的参考模型,建立了可调模型,基于合适的自适应规律进行调节,估算出了电机的转速和转子位置角;在Simulink环境下建立了基于模型参考自适应的无位置传感器控制仿真模型,并进行了仿真与分析.研究结果表明,该模型参考自适应法估算精度较高,稳态转速平稳且跟踪性能好,动静态性能较好,对电机给定转速和负载扰动的鲁棒性强,适应性好;但同时该方法对电机的参数很敏感.     

基于功率协调控制的液压挖掘机节能系统研究

在分析发动机工作特性的基础上,根据负载变化的多样性与复杂性,提出了恒功率与变功率相结合的控制策略,通过节能控制器对发动机和泵进行控制,使发动机-泵-负载达到良好匹配。并在液压挖掘机试验样机上进行试验。试验结果表明,采用该控制策略后,缩小了发动机随负载的变化范围,提高了燃油利用率和整机效率,提高了系统的响应速度,达到较好节能效果。     

电机-飞轮-油泵液压动力单元实验研究

针对锻造液压机装机功率大、能量损失严重的问题,设计出一种节能型液压动力单元,通过变频器控制异步电机带动飞轮驱动油泵。控制器控制飞轮能量的储存与释放,低负载阶段时,电机带动飞轮储存能量;高负载做功时,电机与飞轮同时释放能量。对动力单元进行了理论与实验研究,得到不同转速下,成形能量、电机功率、电机转速与时间的关系。实验结果表明：较普通液压动力系统,该动力系统装机功率至少降低30%,且对液压机的动作影响不大。     

卷带装置液压系统恒功率特性研究

为研究卷带装置液压系统的恒功率特性,建立了理论分析的数学模型,分析了相关参数对系统性能的影响,在此基础上建立了系统的仿真模型,分析了负载变化对系统压力、液压泵流量及液压马达转速的影响,通过搭建卷带装置实验台,测试了系统的恒功率特性。结果表明:系统具有较好的恒功率特性,仿真模型能够有效测试系统的恒功率特性。研究成果为卷带装置液压系统的改进设计提供了技术支持。     

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。     

高效节能技术在盾构液压系统中的应用

介绍了泵控调速技术、二次调节技术、负载敏感技术、能量回收技术等高效节能技术的原理及其在盾构液压系统中的应用现状,总结了盾构液压系统使用与管理的节能措施,展望了盾构液压节能技术的发展趋势。     

液压增速传动风力发电恒频控制研究

以液压型风力发电机组为对象,针对低速定量泵-高速变量马达增速传动闭式回路系统,阐释液压型风力发电机组工作原理,建立定量泵-变量马达主传动系统数学模型,搭建了37 kW液压风力发电试验平台,在系统恒流源控制基础上,应用PID控制器补偿斜盘摆角方法,分析了液压增速传动变速恒频系统的马达转速特性以及控制方法的抗干扰性能.研究...     

甘蔗联合收割机切段辊液压系统的节能设计

针对切段式甘蔗联合收割机切段辊液压系统耗能大,效率低的问题,提出将负载敏感技术应用于切段辊液压系统,并与采用节流调速的液压系统进行对比,研究其节能效果。首先通过试验测得甘蔗收割机在行走速度为1, 2, 3 km/h 3种典型工况下切段辊马达的载荷谱及相应功耗数据;然后将实测所得的载荷谱数据导入AMESim模型,对2种液压系统进行仿真。结果表明:负载敏感系统的耗能和系统效率分别为节流调速液压系统的54%和1.8倍,且负载敏感系统马达速度稳定性好。基于实测载荷谱,在行走机械液压综合实验平台进行实验验证,所得负载敏感系统的耗能和效率分别为节流调速系统的52%和1.85倍。仿真和实验结果都表明,将负载敏感技术应用于切段辊液压系统,节能效果显著。     

采煤机截割部二次调节液压加载试验台

针对采煤机截割部加载试验能耗大、能量回收利用困难等问题,提出一种基于二次调节技术的具有能量回收功能的液压封闭式加载系统方案。该系统采用一对二次元件并联于恒压网络的对称式结构,实现被试件的驱动、模拟加载和能量的回收再利用。详细介绍了系统的总体结构、模拟加载系统的工作原理及其控制系统组成。以350kW装机功率进行了仿真和试验研究,试验结果表明：该能量回收加载系统具有良好的静态、动态特性和转速、转矩调节功能,高负载工况功率回收率达40%以上,节能效果显著。     

直联压缩机两种不同控制方法的比较研究

建立了空压机的负载数学模型,对其负载进行了分析。建立了永磁同步电机的数学模型,给出了一种用于交流永磁同步电机速度控制的滑模控制器。根据永磁同步电机的控制特点和空压机负载特点进行Simulink仿真,仿真结果表明,加滑模控制器时,电机转速波动较小。最后,对用永磁同步电机驱动直联便携式空压机做实验。实验结果表明,与常规的PI控制策略相比,滑模变结构控制改善了系统的动态性能,有较强的鲁棒性。永磁同步电机驱动空压机效率高,转速波动小。