• 加入收藏 | 設為首頁 | 會員中心 | 我要投稿 |
    站內搜索:
    您當前的位置:首頁 > 液壓文章資訊 > 液壓系統文章資訊

    變頻調速功率適應型液壓系統的研究

    時間:2019-12-24 15:36:24  來源:  作者:  瀏覽量: 232
    簡介: 1 引言 節能一直是液壓技術的主要研究方向之一。節能型液壓回路包括壓力適應型回路、流量適應型回路和功率適應型回路,其中功率適應型液

    1 引言

    節能一直是液壓技術的主要研究方向之一。節能型液壓回路包括壓力適應型回路、流量適應型回路和功率適應型回路,其中功率適應型液壓回路采用流量控制閥與變量泵組成,應用容積調速的方式,使液壓泵輸出的壓力和流量與負載所需的壓力和流量相適應,達到液壓泵的輸出功率與負載功率的匹配,減少能量損失,提高系統的節能效果。這種功率適應回路中變量泵的結構復雜,泵的調節機構要依靠控制油進行變量調節,因此調節精度和反應速度都受到調節機構性能的影響。本文將液壓技術與變頻技術結合,構成一種結構簡單的功率適應型液壓回路,利用變頻控制技術,控制電機的轉速,使定量泵實現變量泵的功能,達到功率匹配與節能的目的。

    2 功率適應型液壓系統的變頻控制

    2.1 功率適應型液壓系統功率匹配控制原理

    功率適應型液壓系統原理圖如圖1所示,該系統主要由液壓泵、液壓控制元件、執行元件、信號檢測元件和泵的變量機構組成。功率適應型回路屬閉環控制,在工作過程中可適時檢測負載流量和負載壓力,并將檢測的信號反饋給液壓泵的變量調節機構,通過泵的變量調節機構的動作,控制、調節泵的輸出壓力與流量并使之與負載壓力和負載所需流量相適應,實現液壓泵的輸出功率與負載功率的匹配。

    圖1 功率適應型液壓系統原理框圖

    2.2 功率適應型液壓回路的變頻控制

    2.2.1 變頻調速功率適應型液壓回路控制原理

    變頻調速功率適應型液壓系統由液壓系統和電控系統兩部分組成,如圖2所示。

    圖2 變頻調速功率適應型液壓回路控制原理圖

    液壓系統主要由液壓執行元件、液壓泵和流量檢測元件組成。一般可采用固定節流口作為流量檢測元件,液壓執行元件所需流量由流量檢測元件檢測。流量檢測元件的壓力流量方程為:

    液壓泵的流量方程為:

    qp=nVη (2)

    電機轉速為:

    n=60f/z (3)

    式中KL — 節流系數

    A—  節流口過流面積

    △p— 節流口前后壓差

    m— 由節流口形狀和結構決定的指數

    n— 電動機轉速

    V—液壓泵的排量,定量泵中為定值

    η— 容積效率

    qp—— 液壓泵的輸出流量

    f— 電源頻率

    z— 磁極對數

    由式(1)、(2)、(3),節流口壓差△p可表示為:

    式中k =60vηv/(zKLA )

    當液壓泵的排量 一定時,調節電機的轉速n,可以調節泵的輸出流量q;當固定節流口結構一定時,節流系數KL ,節流口過流面積A 和指數m均為常數。當通過節流口的流量一定時,節流口的壓差也一定,因此利用節流口兩端壓差信號卻檢測節流口的通過流量q,將對系統的流量檢測轉換成壓差檢測,通過壓差變化來反應流量的變化,實現檢測信號的采集。而泵的輸出壓力取決于負載,泵的輸出壓力與負載壓力相適應,實現系統壓力匹配。

    電控系統主要包括PLC控制器、壓差傳感器和變頻器。壓差傳感器在工作過程中適時采集節流口前后壓差信號,并將其轉換為電信號,反饋輸入到A/D轉換器,經A/D轉換器轉換為數字信號后輸入帶有PID運算功能的PLC控制器,與PLC的設定壓差進行比較(設定壓差對應某一設定流量),PLC輸出量通過D/A轉換后控制變頻器的輸出頻率,改變電機的轉速,使泵的輸出流量等于設定的流量,實現系統的流量匹配。

    2.2.2 功率適應型液壓回路變頻調速的工作過程

    1)流量匹配過程

    變頻調速功率適應型液壓系統屬閉環系統。PID模塊中的設定值根據執行元件的速度要求設定。壓差傳感器輸出的電信號經數模轉換后作為PID的輸入信號。

    系統工作時,根據執行元件的速度要求,調節設定PLC的輸入信號。當泵的輸出流量大于負載所需流量q1 時,節流口兩端的壓力差卸增大,壓差傳感器采集到變化后的壓差信號,信號經數模轉換后反饋給PLC控制器,PLC通過內置PID模塊與設定的流量值即壓差值△p 進行比較、計算,輸出信號給變頻器,變頻器輸出頻率減小,電機轉速減小,使泵的輸出流量減小,直到qp≈q1 ,節流口兩端的壓差值回到設定的值,調節過程結束。同理,當泵的輸出流量qp小于負載所需流量q1,時,節流口兩端的壓差△p減小,PLC控制器輸出信號使變頻器輸出頻率增大,電機轉速增大,泵的輸出流量增大,直到節流口兩端壓差等于設定值,調節過程結束。通過變頻調速,使液壓泵輸出流量始終和液壓系統負載所需流量相適應。

    2)壓力匹配過程

    液壓傳動的特點之一是液壓泵的排油壓力取決于負載,因此當負載壓力變化時,泵的輸出壓力應發生相應變化,而液壓泵的輸出壓力P。為

    PP=p1+△p (5)

    式中P1,為負載壓力。

    但是當負載增大時,泵的輸出壓力相應增大,使泵的內部泄漏量增大,泵的輸出流量qp 下降,使得節流口進出口壓差△p下降,壓差傳感器采集到壓力變化信號并反饋到PLC,PLC控制電機轉速,使泵的轉速增加,流量增加,補償泵的泄漏流量,因此壓力匹配過程中伴隨有流量泄漏和泄漏流量的自動補償過程。

    3 PLC控制方案設計

    從功率適應型液壓回路變頻調速的過程可以看出,液壓系統的控制過程是采樣信號值與設定值進行比較并利用比較偏差值對系統進行控制的過程,這個控制過程是閉環負反饋控制。在系統控制過程中為了減小超調量,較快地達到系統的穩定值(即設定值),我們用帶有PID控制模塊的PLC,采用PID控制方式對系統進行控制。PID控制規律為:

    式中 Kp—比例系數

    T1—積分時間常數

    Td— 微分時間常數

    在PLC控制過程中,其輸入信號值為壓差傳感器采集的節流口兩端的壓差值,這個壓差信號值與一定的流量值相對應,使系統對流量信號的檢測通過對壓差信號的檢測來實現。壓差傳感器采集的壓差信號為模擬量,所以在進行PID運算前壓差信號要經過模數轉換再反饋到PLC控制器。PLC控制器調用PID控制指令,將反饋的壓差值與設定壓差值(根據執行元件速度要求設定)進行比較,根據比較的差值e(t)按照PID的控制規則計算控制量 u(t),并輸出控制量??刂屏?u(t)需要經過D/A轉換器將數字量 u(t)轉換為0~5(10)V或4—20 mA的模擬信號才能控制變頻器的頻率,實現系統的變頻調速。PLC的控制流程如圖3所示。

    圖3 PLC控制程序流程圖

    如圖3所示,經過第一次變頻器調速,液壓泵的輸出流量向系統設定流量變化,流量的改變使節流口兩端的壓差發生相應的變化,當到達PID的下一個運算周期時,此時的壓差值再次與設定值進行比較,并通過PID運算輸出控制量,以控制變頻器,改變電機轉速,使液壓泵的實際輸出流量朝著更加接近系統設定流量的方向變化,以使泵的實際輸出流量值無限的接近設定流量值。系統就是通過這樣的循環控制使液壓系統實現了流量的適應,最終實現液壓泵的輸出功率與負載功率的匹配。

    4 結束語

    本功率適應型液壓系統采用了變頻技術和現代工業控制技術,用定量泵代替原功率適應型液壓系統中的變量泵,用電氣元件直接控制定量泵,簡化了調節機構和系統回路,可減少系統的能量損失,提高系統的節能效果;同時電氣控制系統采用壓差傳感器實現壓差信號的采集和轉換,利用PLC控制器實現控制參量的輸入、比較及泵電機轉速的變頻調節控制,只要通過PLC控制器的控制就可以適時的改變泵的轉速,實現流量的調節,從而提高了系統的自動化水平、減少機械調節噪聲;由于采用了電信號作為媒介,實現測量信號的反饋與調節,從而可提高泵變量系統的信號反饋精度、調節控制精度和反應速度。

    參考文獻:

    [1] 王茁,等.機電一體化系統設計[M],北京:化學工業出版設,2005.

    [2] 王春行.液壓控制系統[M].北京:機械工業出版社,2O00.

    [3] 張利平.液壓傳動系統及設計[M].北京:化學工業出版設,2005.

    [4] 原魁,等.變頻器基礎及應用[M].北京:冶金工業出版社,2005.

    [5] 李壯云.液壓元件與系統[M].北京:機械工業出版社,2006

    匯榮流體(http://www.fishecol.org/)
    來頂一下
    返回首頁
    返回首頁
     
    上一篇:16MN擠壓機液壓系統故障排除?
    下一篇:先導型溢流閥典型故障的快速診斷與排除方法?
    發表評論 共有條評論
    用戶名: 密碼:
    驗證碼: 匿名發表
    全站熱門文章
    液壓系統怎么進行酸洗 液壓系統酸洗流程工藝及配方說

         針對液壓系統的管道酸洗可以有效地將管內壁氧化物徹底清除,還能預防管壁過腐蝕、管道內壁再次銹蝕及管內殘留化學反應沉積物等現象的發生,下面為大家介紹

    順序閥出現亂序、噪音如何解決

      順序閥出現亂序如何解決:1、首先檢查順序閥是否裝反。2、順序閥設定壓力不合理。在亂序位置適當提高順序閥設定壓力。比如調整到120bar。3、如果用的是流量再生閥,

    液壓式大包連澆小車的維修_同步系統的改造

       液壓式大包連澆小車的維修_同步系統的改造 大包連澆裝置是連鑄機進行鋼包更換,實現多爐澆注的必備裝置。它運行的效果直接影響著連鑄機的生產。常用的大包連澆

    分離式液壓站_液壓泵站

       分離式液壓千斤頂液體各處的壓強是一致的,這樣,在平衡的系統中,比較小的活塞上面施加的壓力比較小,而大的活塞上施加的壓力也比較大,這樣能夠保持液體的靜

    液壓泵結構和液壓泵工作原理描述

      齒輪泵描述齒輪泵結構圖 CB-B型齒輪泵是我國最基本最為典型的外嚙合齒輪泵,該泵結構如圖所示。它由前蓋3、泵體2、后蓋1、一對齒數相同的齒輪7和9組成。齒輪

    不同的雙缸同步回路

       機械同步就不說了,從簡單到復雜:
    1. 分流閥:準確率差,流量要選小不選大(和選女友年紀的原則相同),因為準確率是以最大流量算的。
    2.

    東風4型內燃機車靜液壓馬達油封漏油原因及措施

       東風4型內燃機車靜液壓馬達油封漏油原因及措施1.簡介 東風4B、4C型機車長時間處于全負荷、高速運用狀態,靜液壓馬達油封漏故障率明顯提高,靜液壓馬達油封頻繁漏

    你可知道為什么液壓缸的壓力等級是6.3, 16, 25, 31.5M

       引言你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5?你可知道油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 125?你可知道油缸壓力為什么是6.3,

    工程機械液壓油箱設計應注意的關鍵問題

         由于工程機械具有移動性的特點,所以其液壓油箱的設計與普通液壓油箱設計有所不同,下面就介紹下在移動式工程機械液壓油箱設計中

    擺線液壓馬達端面劃傷的修復

       擺線液壓馬達端面劃傷的修復1.簡介 由于擺線液壓馬達是一種低速大扭矩多功能液壓馬達,根據工作需要在工程機械上選用十分廣泛。某擺線馬達,配流結構為平面配流,排

    多路閥的密封出現泄漏怎么辦?

       多路閥的密封等設備由于長時間大扭矩機械運動,齒輪箱嚙合間隙變大,造成較大的噪音及設備振動。加之密封部位長期處于高速、高溫狀態下運

    軸向柱塞泵的工作原理與結構

       軸向柱塞泵的工作原理與結構 1.軸向柱塞泵 為了構成柱塞的往復運動條件,軸向柱塞泵都具有傾斜結構,所以軸向柱塞泵根據其傾斜結構的不同分為斜盤式(直軸式

    加熱爐_步進爐水平液壓缸比例控制失效故障

       加熱爐_步進爐水平液壓缸比例控制失效故障 (1)步進爐水平液壓缸的比例控制 步進爐水平缸所驅動的負載較大,具有很大的慣性。為了防止沖擊,在步進爐水平缸剛啟

    電液伺服閥的內泄漏特性及故障在線分析

       電液伺服閥的內泄漏特性及故障在線分析 在汽輪機電液控制系統( DEH)中,作為電液轉換元件電液伺服閥的作用十分重要。電液伺服閥穩定可靠性直接影響到機組的安全穩

    力士樂液壓啟-停技術有效提高工程機械燃油經濟性

         多年來,液壓技術已被證明非常適合移動設備用來解決其面臨的不斷發展的挑戰。更高的性能要求催生了壓力更高的液壓泵和馬達。對

    汽輪機液壓故障_油動機故障現象及分析

       汽輪機液壓故障_油動機故障現象及分析 DEH控制系統(數字電液控制系統)由EH油系統、DEH數字控制器以及汽輪發電機組構成。系統采用數字計算機作為控制器,電液轉換

    常見液壓馬達承受徑向力和軸向力的情況

       外五星液壓馬達可承受較高的徑向力和軸向載荷,這取決于外五星液壓馬達所選用的是圓錐滾子軸承??蛻粼谶x型中需要承載軸向力時可選用外五星液壓馬達。

    液壓油缸如何保養

       因為液壓油缸要承受很大的壓強,負載越重,它的壓強就會越大,因此,做好液壓油缸的保養工作是整個液壓系統的維護最重要的一環。液壓油缸

    液壓馬達發熱的原因及解決方式

       液壓馬達和液壓泵是液壓系統中最主要的兩個發熱源。液壓馬達是執行機構,主要執行旋轉運動,是把壓力能轉化為機械能的過程。液壓泵是機械能轉化為壓力能的過程,也

    液壓機工作效率提升技巧的方法有哪些

       液壓機其在機械加工中很常見且會經常使用,而且又是網站產品和關鍵詞,所以,有必要進行該產品的熟悉和了解,好讓大家知道它是什么以及怎樣來正確合理使用,得到預

    履帶底盤與挖掘機有著重大的聯系

      說到履帶底盤,大家應該對其不陌生,眾所周知,履帶底盤在挖掘機中的應用!下面的文章就帶大家了解一下挖掘機吧!從20世紀后期開始,國際上挖掘機的生產向大型化、微型化、多

    超級擺缸徑向柱塞液壓馬達的優點

       超級內五星與普通內五星之間的優點1.原先的內五星馬達受高壓或沖擊后經常出現的故障是軸承套碎裂。HZH超級馬達通過材料與結構的改變徹底解決這一問題。即使

    比例多路換向閥

       比例多路換向閥 多路換向閥是指以兩個以上的換向閥為主體,集安全閥、單向閥、過載悶、補油 閥、分流閥、制動閥等于一體的多功能組合閥,它具有結構緊湊、管路簡單

    挖掘機回轉馬達故障的分析及排除方法

       回轉馬達一、液壓馬達回轉無力液壓馬達是執行機構,設在液壓傳動的末端,是把液壓能轉換為機械能,使平臺回轉。此馬達采用軸向柱塞點接觸中轉速的液壓馬達。1、現

    與發動機轉速連動控制的負載敏感系統

         隨著發動機的轉速改變油泵流量隨之變化,要求油泵控制目標補償壓差和多路閥進出口壓差也隨之改變,要求目標補償壓差隨發動機轉速

    電磁換向閥

       電磁換向閥 電磁換向閥又稱電動換向閥,簡稱電磁閥,它是借助電磁鐵的吸 力推動閥芯移動的。 圖G所示為三位四通電磁換向閥的結構原理和職能符號。閥的兩端各有

    多路閥實驗時的注意要點

       多路閥主要是一種在工程機械,礦山,冶金等不同的行業和領域中使用范圍非常廣泛的一種設備,主要是帶有壓力補償的負載敏感比例換向多路閥

    變頻調速功率適應型液壓系統的研究

       1 引言 節能一直是液壓技術的主要研究方向之一。節能型液壓回路包括壓力適應型回路、流量適應型回路和功率適應型回路,其中功

    過濾器的故障分析與排除

       過濾器的故障分析與排除過濾器帶來的故障包括過濾效果不好給液壓系統帶來的故障,例如因不能很好過濾,污物進入系統帶來的故障等。1.濾芯破壞變形這一故障現象表現為

    液壓機是應用液壓傳動的機械之一

       液壓機是利用液壓傳動技術進行壓力加工的設備,可以用來完成各種鍛壓及加壓成形加工。例如鋼材的鍛壓,金屬結構件的成型,塑料制品和橡膠制品的壓制等。液壓

    文章分類
      【 液壓機 】文章資訊
      【 液壓系統 】文章資訊
      【 液壓泵 】文章資訊
      【 液壓閥 】文章資訊
      【 液壓缸 】文章資訊
      【 液壓馬達 】文章資訊
      【 液壓附件 】文章資訊
      【 工程機械 】文章資訊
    熱門文章排行
    • 全部
    • 本月
    • 本周
    • 今天
    推薦資訊
    壓力繼電器的故障分析與排除
    壓力繼電器的故障分析
    液壓控制系統的分類
    液壓控制系統的分類
    液壓控制系統的組成
    液壓控制系統的組成
    推薦產品
    468-800-50BM/日本Azbil TACO氣動元件
    468-800-50BM/日本Azb
    日本油研方向控制閥
    日本油研方向控制閥
    DSLHG-10-1-ET-A200-C-13日本油研座閥型電液換向閥
    DSLHG-10-1-ET-A200-C
    LSVHG-04EH-750-2P-ET-WEA-B1-20日本油研伺服閥
    LSVHG-04EH-750-2P-ET
    EHFBG-06-250-C-E-S-5001日本油研電液比例閥
    EHFBG-06-250-C-E-S-5
    PM37-06BC-3.7-A240-30日本油研PM系列電機泵
    PM37-06BC-3.7-A240-3
    VPVQQ-PSAW-06C-PSSO-06BA-60日本油研變量葉片泵
    VPVQQ-PSAW-06C-PSSO-
    ASR2-C-CXD200N-A00-12日本油研伺服電機驅動泵
    ASR2-C-CXD200N-A00-1
    日本油研高壓柱塞泵A3H145-FR14K-10
    日本油研高壓柱塞泵A3
    日本油研高壓柱塞泵A3H56-FR01KK-10
    日本油研高壓柱塞泵A3
    欄目最新文章
    免费国产拍久久受拍久久