交流液压同步特性及振动输出传动效率分析

在分析交流液压技术特点的基础上,利用交流液压传动同步特性,设计出采用变频电动机驱动凸轮机构的三相交流液压系统;利用负载阻抗理论,对九室跳汰机中单相交流液压系统振动输出的负载特性和传动效率进行了理论分析。     

三相交流液压系统动态特性与仿真研究

首先对三相交流液压系统动态特性进行研究，选择管路集总参数模型推导出三相传输管道内的平均压力和输出阻抗的计算表达式；其次针对三相交流液压系统实验平台，根据单相交流液压系统理论基础建立三相交流液压系统管路数学模型，应用MATLAB软件进行仿真分析，得到三相传输管道瞬时压力和流量随频率的变化情况；最后对三相交流液压系统能量传递效率进行分析计算。分析结果表明：在一定的负载参数条件下，由于三组发生信号的初始相位互差120°,C相管路在压力方面幅值最高，B相和C相管路的压力和速度相位较A相管路都有一定的滞后；三相管路的能量传递效率基本相同，并且和单相交流管路的传递效率一致。该研究可为同类型多相交流液压管路设计提供参考。     

基于电参量信息融合的液压系统状态识别技术

以液压系统运行状态在线监测、故障诊断以及功率优化控制为研究目标,提出将电动机三相交流电源的电压、电流信号用李萨如图产生单相及三相信息融合方法.利用机电动力学建立交流电动机驱动液压系统的动态功率平衡方程,分析电、机、液能量的转换和耦合过程,在此基础上提出用三相电气参量提供的幅值、相位、相间和相序信息绘制单相和三相李萨如动态图形,由数学分析推导出李萨如图形面积、外接矩形、摆动角度等特征量与交流电功率之间的函数关系,通过计算李萨如图特征量的变化实现对液压系统运行状态、运行工况以及功率匹配情况进行在线监测,形成基于电参量信息融合的液压系统运行状态识别技术.研究结果表明,单相李萨如图形面积可线性表示液压系统负载功率的在线状态,其外接矩形面积表示电源负荷状态,由此构成的功率圆可以在线监测电动机与液压系统负载工况的功率匹配过程;通过李萨如图形特征可以识别液压系统加载、减载、冲击、过载、溢流以及储能等典型工况;根据本方法形成的三相李萨如图还可对液压系统的电动机、机械和液压故障进行分类判别.     

电动机-弹性连杆机构系统非线性振动分析

以三相交流电动机一弹性连杆机构系统为研究对象，考虑三相交流电机转子振动偏心时不均匀气隙的气隙磁场以及弹性构件的几何非线性，用有限单元法建立系统的耦合动态方程，并在此动态方程的基础上利用摄动法分析该系统在电磁力、自激惯性力及其他外力作用下的非线性振动特性，揭示该系统非线性振动特性与驱动电机电磁参数、机构的结构参数以及材料参数等之间的内在联系。本文工作对进一步深入研究机电系统的动态特性有较大意义。     

液压系统动力源故障耦合外特性分析

为了结合实际工况载荷及耦合特性开展机电液系统故障演化机理及预示理论方面的基础研究,以工程中常见的交流电机拖动液压系统为研究对象,建立液压动力系统多能域故障耦合模型,针对典型工况,通过仿真分析揭示了驱动电机存在定子匝间短路故障隐患时,通过耦合通道对液压系统机械及流体等动态参量的影响机理,并定义了液压动力系统外特性的概念,阐明了子系统耦合界面参数异化对其外特性主要性能指标动态响应的负面影响。针对理论分析结果,制定电液控制模拟加载方案,在机电液系统试验台上重现电机定子匝间短路故障隐患下液压动力系统运行过程,通过传感器可测量参量的在线监测分析,证明了理论分析的正确性。研究结论说明:设备故障诊断方法研究固然重要,而由于耦合交互作用,子系统故障隐患对全局系统运行性能的影响更不可忽视。通过理论分析,亦可为监测技术无法获取的系统外特性指标变化趋势估计提供参考。     

不同液压能耦合模式下蓄电池轨道工程车的加速功率特性

为降低轨道工程车辆加速时的电功率,以电静液压串联混合动力系统为研究对象,提出基于泵进出口压差调节的泵入口流量耦合加速方式。分析了泵入口流量耦合、泵出口流量耦合、并联马达扭矩耦合三种加速方式下系统液压参数和动力学参数对电功率的影响关系,探讨了不同液压能耦合模式下轨道工程车加速时的节能特性。AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真和实验结果表明：在并联马达扭矩耦合与泵入口流量耦合模式下加速时降低电功率和节能效果明显,但前者存在较大的系统冲击,对车辆底架空间要求更严苛,成本更高,而泵入口流量耦合模式则兼具较好的节能性、稳定性及经济性,具有更好的综合性能。     

基于有限元的液压双腔减振刚度性能优化研究

液压减振器在高铁、重型机械和汽车中广泛应用。针对液压减振系统刚度易受不同液压油压缩性、粘压性和抗剪性等特性影响的问题,分析对比不同液压油阻尼特性,获得具有最佳阻尼特性的油液介质。为了优化液压减振刚度,分析计算具有浮动活塞隔离的减振系统的理论刚度。基于流固耦合原理,采用ADINA有限元分析软件,建立了两种硅油减振介质的流固耦合模型,获得了弹性模量和粘度等对刚度的影响程度。仿真结果表明,它与理论计算刚度相差1%,获得了较好的契合度,也验证了采用浮动密封块结构形成上下两级弹簧腔的液压减振器可变刚度的方案的可行性,为减振器的优化设计提供了很好的参考。     

基于ANSYS的飞机液压管路系统流固耦合分析

液压管路系统中存在结构和流体之间的耦合振动,因此,在研究管路的动态特性时需要考虑到流体对管路结构动态特性的影响。对液压管路系统的流固耦合特性做了分析研究,并应用有限元分析软件ANSYS对某一机型中一部分管路进行流固耦合仿真分析,分析了流固耦合作用对导管结构动态特性的影响,分析计算结果对优化管路系统和维护管路系统运行有一定的指导意义。     

工程车辆定变量节能液压系统动态性能研究

针对工程车辆能耗较高的问题,以装载机定变量节能系统为研究对象,基于Amesim和Adams建立了工作系统的机液耦合仿真模型;分析了定变量液压系统的动态特性,并得到了新系统的功率分配结果。通过定变量系统的能耗对比试验表明定变量液压系统大大降低了高压溢流和低压大流量能量损失;定变量系统比定量系统节油14.5%,具有较好的节能特性,为定变量系统的改进提供了参考。     

基于AMESim的两相交流液压系统的设计仿真

利用 AMESim 软件,建立两相交流液压系统模型进行仿真,得到系统的特征曲线,研究其动态特性,分析交流液压的优越性及在工程、矿山机械中应用的可行性并展望交流液压的发展前景。