基于变频液压技术的起竖系统节能研究

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1、2014年10月机床与液压Oct．2014第42卷第20期MACHINETOOL&HYDRAUUCSVo1．42No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．20．017基于变频液压技术的起竖系统节能研究邓飙，刘连伟(第二炮兵工程大学，陕西西安710025)摘要：针对多级缸起竖系统能量利用率不高的问题，提出了恒压频比变频容积调速和节流调速相结合的复合调速方法。利用AMESim和Simulink建立了多级缸起竖系统的仿真模型，进行了仿真试验。结果表明：采用变频液压技术能够有效减小节流、溢流损失，提高了系统的能量利用率。关键词：起竖系

2、统；恒压频比控制；节能研究中图分类号：TH137．5文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)20—054—3StudyonEnergyConservationofErectingHydraulicSystemBasedonVariableFrequencyTechnologyDENGBiao，LIULianwei(SecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’anShaanxi710025，China)Abstract：Acompoundspeedcontrolmethodcombiningv／Fcontrolan

3、dthrottlecontrolwasproposedfortheloweficiencyoftheerectinghydraulicsystem．UsingAMESimandSimulink，themodelwasestablishedandsimulated．Thesimulationresultsindicatethatthenewerectingsystemsagesmoreenergy．Keywords：Erectinghydraulicsystem；V／Fcontrol；Energyconservationstudy液压传动具有传动平稳、调速方便、功

4、率体积比组成，负责向执行机构提供动力；控制系统由工控大等优点⋯。同时，液压产品的设计与制造要考虑适机、数据采集卡、控制软件、监控诊断系统软件、指应环境生态发展的要求，开发研制环保、节能型产品令按钮、信号调理箱以及通信单元组成，它的输入信是今后工程机械发展的趋势，研究液压系统的节能号来自于角位移传感器采集的角度信号，输出比例流技术具有重要的实际意义。某型导弹的车载发射装置量阀和变频器的控制信号调整起竖臂的运动状态。是一种采用液压驱动的复杂机电液大型设备，其起竖系统液压回路采用节流控制，通过各种阀控制液压缸的输入流量和压力适应负载的变化，实现大型设备快1一负载速平稳

5、起竖。节流控制时，系统存在较大节流损失和2一起竖臂溢流损失，因此系统的能量利用率不高，而且过卜二级液压缸大的节流和溢流损失还会导致严重的油液温升，损害卜回转中心系统的使用寿命。变频液压技术是一种新型的节能传5一双向平衡阔三位四通电动方式，它的结构形式是变频器+电机+定量泵，通磁换向阀过变频器改变供电电源的频率调节电机转速，电机驱7一控制系统动定量泵改变转速，这样就可以调整泵的输出流量以8一比例流量阀9一变频器适应负载的流量变化，因此采用变频液压技术可以减1电机小液压回路的节流损失和溢流损失，提高系统的能量1I一定量泵利用率卜引。1起竖系统介绍和建模1．1起竖系统

6、工作原理图1起竖系统工作原理简图图1为起竖系统研究试验平台工作原理简图，起当液压回路开始工作时，三相电源由变频器9的竖系统由执行机构、液压回路和控制系统组成。执行输入侧接入，变频器将380V／50Hz的工频电源转换机构由起竖臂、二级液压缸组成，负责完成负载起竖成特定频率特定电压的电压信号供给异步电机10，和撤收回平；液压回路由各类阀、电机、泵和变频器电机10带动液压泵11旋转，油泵11输出压力油经收稿日期：2013—08—28作者简介：邓飙(1969一)，男，博士，副教授，研究方向为机电控制。E—mail：35992420@qq．corn。第20期邓飙等：基于变

7、频液压技术的起竖系统节能研究·55·比例流量阀8、换向阀6、双向平衡阀5驱动执行机控制方案框图如图3所示，Simulink模型如图4所构运动，使负载由水平状态转变为起竖状态，油缸反示。系统通过比例流量阀控制液压缸输入、输出流量腔的低压油经双向平衡阀5、换向阀6流回油箱。根和压力，从而驱动负载按照设定的规律运动。这种控据安装在起竖臂上的角度传感器采集的信号，控制系制方法的优点是控制方法相对简单、控制精度高，但统调整变频器和比例流量阀的输入信号，进而控制起是它仅能在泵源以外的液压回路范围内考虑节能问竖臂运动状态。题。在起竖系统工作时，电机一直处于最大功率输出1．2起

8、竖系统的建模状态，但是实