矢量变频液压容积控制和节流调速的复合系统研究

《矢量变频液压容积控制和节流调速的复合系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2010年第8期液压与气动27矢量变频液压容积控制和节流调速的复合系统研究邱爱中。聂惠娟AcompoundspeedregulationsystembasedonvectorcontrolandthrottlespeedgoverningQIUAi—zhong，NIEHui-juan(1．郑州师范学院物理系，河南郑州450044；2．郑州大学机械工程学院，河南郑州450015)摘要：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

2、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。关键词：矢量控制；变频调速；液压调速系统；节流调速；DSP控制中图分类号：TH137文献标识码：B文章编号：1000-4858(2010)08-0027-050引言系统刚起动通常为满负载工作，马达在较低转速下驱液压传动调速一般采用变量泵控定量马达容积调动负载是难以实现的。为了

3、解决此问题，在主泵的出速方式，具有传动平稳、调速方便等优良特性，在许多口处并联一个比例调速阀，当主泵在较低转速下工作领域得到了广泛的应用，但是液压动力传动存在能量时，通过比例调速阀调节马达的速度。当比例调速阀利用率不高，整机系统的效率较低，调速特性差、范围完全关闭并且马达转速达到一定数值后，自动切换至小等问题。电机变频调速技术依靠改变供电电源的频变频调速，从而实现矢量变频液压容积调速和旁路节率实现对速度的调节。将电机变频调速技术用于液压流调速相结合的复合调速系统。这样增加了系统的泄系统，可以克服液压系统

4、的一些缺点，能简化液压回油通道，可以有效避免系统起动时的带来的冲击；由于路，减小液压系统的能量损失，扩大调速范围，提高系节流调速响应快，系统的液压马达的低速调速性能将会提高。统效率，易于实现计算机控制等，变频液压技术是解决其次，从节能的角度看，普通变频泵控马达系统仍传统液压动力设备尤其是大功率、大惯量液压动力设为功率型调节，即负载需要多少功率，系统通过调节电备效率低、系统复杂等缺点的一条行之有效的途径。动机的转速输出多少功率，从而其本身动态响应慢的虽然变频液压调速技术是一种从动力源头考虑功率匹缺点就显现

5、出来了。从系统整体能量调节的观点来配的全局型的节能动力系统，但其也存在动态响应慢，看，在系统加速时，需要大量的能量输入，由于电动机低速特性差，调速精度不易保证等缺点。为了解及泵响应速度慢，不能及时提供这些能量，所以加速较决此问题，选择带矢量控制的变频器进行变频液压容慢。在系统减速时，需要将能量吸收，同样由于电动机积调速，提高电机转轴的速度刚度和调速精度；在低速及泵响应较慢，不能获得很快的减速。在系统中增加阶段采用比例调速阀进行旁路节流调速，以提高低速这样一个节流调节，在减速时吸收能量，在加速时释放阶段的

6、系统响应速度和稳定性，设计了矢量变频液压能量，实现能量的平衡，既可以加快系统的响应速度，容积节流复合调速系统。1系统设计的指导思想收稿日期：2010-01-28普通变频泵控马达系统，由于液压泵都有一定稳基金项目：郑州市科技攻关资助项目(0910SGYG23262-2)定转速，当变频电机转速低于某一值时，将无法驱动负作者简介：邱爱中(1972一)，男，河南南阳人，副教授，硕士，载，泵输出流量和压力不稳，甚至无法正常工作。由于主要从事液压技术方面的科研和教学工作。28液压与气动2010年第8期又获得较高的节

7、能效率。缸有杆腔与油箱相连，图中将反腔回油路液阻等效为2矢量变频液压容积节流调速系统数学模型一个固定节流口。此复合调速系统主要分为变频器一电机的传动系统、旁路节流调速系统和加载系统。2．1变频器一电机的传动系统矢量控制的基本思想是把交流电动机模拟成直流电动机进行控制，它把磁链矢量的方向作为坐标轴的基准方向，采用矢量变换的方法实现交流电动机的转速和磁链控制的完全解耦，以得到类似直流电动机的图I节流阀调速回路原理图优良的动态调速性能J。考虑油的可压缩性，忽略液压缸的内、外泄派回若不进行弱磁调速，励磁电流恒定

8、，变频器的传递油路压降，设液压缸运动位移为，运动速度为，IJ．函数为一阶惯性函数，变频器的动态响应过程可以忽如下方程组：略不计，这时，将变频器简化为一个比例环节，设变频器输入的是控制电压u输出为对应的电机的转速／，有=f6a)~f：kfu(1)=-(AP。一A：P：一F)(6b)09=2wf／p=(2盯)“(2)F式中：k为给定电压速度转换系数，Hz／V；to为电机P1=(Q一Al)(6c)同步转速，rad／s；p为电机对数。F仅考虑变频控