变转速泵控马达液压系统仿真分析解析

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1、变转速泵控马达液压系统仿真分析黄琪H浙江大学流体传动及控制国家重点实验室!浙江杭州C>;;9FI摘要J:变转速液压驱动系统是一种新型的节能传动系统!本文对变转速泵控马达液压系统进行了仿真分析"建立了系统中变频器#异步电动机#定量泵#马达以及负载的数学模型!仿真中采用了!"#控制#输入前馈及负载前馈相结合的复合闭环控制技术!仿真结果表明这种控制策略能有效地解决系统存在的速度刚性低"控制特性差等问题!关键词J::变转速%泵控马达%仿真中图分类号J::KL>CF::::::::文献标识码&M::::::::文章编号&>;;GN;G>C’9;;<(;9N

2、;;9CN;C+3(/&’40(7-+4-4’"*(*+7O+P%$(%Q’.+*R..S+R&/RN17-0$7’N/707$+T"#$4&’()+*"*0./LUV6W+X(H3040.+Y."+Z%Q7$%07$"+7O+[’&(S+,7.$+K$%-*/(**(7-+%-S+]7-0$7’?+^T._(%-‘:U-(P.$*(0"?:L4-‘aT7&:C>;;9F?]T(-4I!"#$%&’$J::B4$(4Q’.:*R..S:T"S$4&’(1:S$(P.:*"*0./:(*:4:-.:0"R.:.-.$‘":*4P(-‘:*"*0

3、./8:3(/&’40(7-:4-4’"*(*:4*:14$$(.S:7&0:O7$:0T.:P4$(4Q’.:*R..S:R&/RN17-0$7’N/707$:T"S$4&’(1:*"*0./8:b40T./40(1:/7S.’*:7O:(-P.$0.$?:4*"-1T$7-7&*:/707$?:O(c.S:R&/R:4-S:’74S:.$.:*.0:&R8:KT.:17/R7&-S:1’7*(-‘:17-0$7’:0.1T-7’7‘":7O:,de:17-0$7’?:(-R&0:O..SO7$4$S:4-S:’74S:O..SO7$4

4、$S:.$.:4RR’(.S:(-:0T.:*(/&’40(7-8:KT.:*(/&’40(7-:$.*&’0*:*T7*:0T40:0T(*:17-0$7’:*0$40.‘":14-:*7’P.:0T.:R$7Q’./*:7O:’7:*R..S:*0(OO-.**:4-S:R77$:17-0$7’:R.$O7$/4-1.:(-:0T.:*"*0./8()*+,%-#J:B4$(4Q’.:*R..S%,&/RN17-0$7’N/707$%3(/&’40(7-++++++++传统的节流调速回路存在较大的溢流损失和节流特定频率特定电压的正弦电压

5、信号供给异步电动机>!损失!液压系统的功率效率很低!一般只用于小功率的电动机>带动主驱动泵9旋转!主驱动泵9输出一定液压系统中"将电动机变转速技术应用于液压系统!构流量的压力油!压力油经过滤器D#单向阀<及换向阀成变转速液压驱动系统!可以简化液压回路!减少液压E驱动双向定量马达F做回转运动"系统的能量损失!提高系统效率!降低噪声等"其中最重要的是减少液压系统的能量损失!提高整个系统的效率=>?9@"!变转速泵控马达液压系统原理及特点液压泵输出流量A与其排量B和驱动其的电动机转速-有关"传统的液压容积调速回路是靠改变变量泵或变量马达的排量来调节执行

6、元件的运动速度!而驱动电动机转速是不变的!这种回路的变量泵结构很复杂"变转速液压系统是一种通过改变驱动电动机的转速改变液压泵输出流量的调速方式!由于泵可采用定量泵!故价格低廉!可靠性高=C@"变转速泵控马达液压系统原理如图>所示"三相电源接入变频器的输入侧!经过变频器的控制信号!将收稿日期&9;;N>F图!变转速泵控马达液压系统原理图作者简介J黄琪H>fE$电动机9$主驱动泵C$溢流阀D$过滤器动及控制教学与管理工作"<$单向阀E$电磁换向阀F$马达G$转速传感器!"#$%&’()*+

7、,-.&/%0(1*+2+3.4’*+5+6789:+9;;<9C万方数据!!!!!!!!马达"的输出轴上安装有转速传感器#!其采集到9N>9S1=1’9E@)T%GUK的转速信号经过$%&转换后输入到控制器!在控制器(=;99液压回路环节里对采集到的转速信号进行分析处理!根据给定的曲液压系统回路的动态方程在如下假设条件下得线计算出输出信号"即变频器的输入信号#!通过变频到*器信号改变驱动泵的电动机的转速!从而实现泵输出’#忽略泵控马达液压回路的管道压力损失及动态流量随系统负载改变而改变!即负载适应$过程+由图’知!变转速泵控马达调速系统中一般不

8、含(#泵和马达的泄漏流态为层流+有液压调速元件!与传统的节流调速回路或容积调速;#不考虑液压马达供油的脉动性$回路相比!液压回路得到了简