对补油式液压马达阀泵并联分时变结构控制调速系统

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1、学兔兔www.xuetutu.com补油式液压马达阀泵并联分时变结构控制调速系统水张宇琛，赵继云，丁海港(中国矿业大学机电工程学院)摘要：针对大功率液压马达调速系统动态响应慢、调速精度低、低速稳定性差、加减速平稳性差，难以满足过程调速特性、驱动与制动协同性差等问题，设计一种补油式液压马达阀泵并联分时变结构控制调速系统，介绍该系统各回路构成与工作原理。该系统的应用可以有效地提高设备运行可靠性，提高生产效率，促进安全生产，具有显著的经济效益和社会效益。关键词：液压马达调速；阀泵并联；分时变结构液压马达调速系统是工程上经常

2、使用的液压液压马达阀泵并联分时变结构控制调速系统，试图调速系统，它具有功率质量比大、负载刚性高和性为解决此类问题提供一种方法。价比高等特点，能够实现高精度、高速度和大功率1煤矿液压提升机泵控马达系统结构原理的控制，因此在航空航天、船舶、冶金、机床、工程机及其存在的问题械和矿山机械等工业领域得到了广泛的应用。液压马达调速系统有泵控容积调速和阀控节目前，国内最大的液压提升机的功率为800流调速两种类型。泵控容积调速多采用变量泵给液kW，卷简直径为3．5m，提升深度达1047m，垂直提压马达供油，通过改变变量泵的斜盘倾角来

3、控制泵升质量达10t。液压提升机的调速系统一般采用泵的排量，调节马达输出速度，具有功率匹配、效率高控马达容积调速。图1为煤矿液压提升机泵控马达的特点；但是斜盘变量机构惯量及结构尺寸大，动系统结构原理，该调速系统主要由变量液压泵、定态响应慢，适用于大功率和对动态响应特性要求不1高的场合。阀控节流调速系统通过调节伺服阀或比例阀的开口大小控制进人液压马达的流量，改变液压马达输出速度，具有动态响应快、精度高、结构简单的优点；但效率较低，故一般应用于高精度和中小功率的场合。对于某些大功率液压马达调速系统，不仅要求具有泵控容积调

4、速效率高的特点，还要求具有阀控节流调速动态响应快、调速精度高的特点，同时在不同的调速阶段有不同的调速要求，具有明显的过程调速性。煤矿上大量应用的防爆液压提升机就是这类系统的典型实例。针对这类系统，要使传统的泵马达调速系统满1．定量液压马达2．比例减压阀3．比例液压缸4．伺服足调速性能要求会存在不少问题，本文以煤矿液压阀5．差动液压缸6．变量液压泵提升机泵控马达系统设计为例，设计了一种补油式图1泵控马达的结构原理基金项目：国家自然科学基金面上项目(51175497)作者简介：张宇琛(1987一)，男，江苏赣榆人，在读硕

5、士，研究方向：电液系统设计。一5l一学兔兔www.xuetutu.com量液压马达，比例减压阀、比例液压缸、伺服阀及差2)调速精度低、低速稳定性差、换向精度低、动液压缸等元件组成。速度控制主要靠操作人员操加减速平稳性差，过程调速特性难以满足；作比例减压阀，向变量泵控制系统的比例液压缸输3)液压驱动回路与安全制动回路协同性差，入逐渐变化的压力油，比例液压缸控制伺服阀阀芯存在马达制动控制问题。位移，伺服阀又通过差动液压缸控制变量泵斜盘倾上述问题仅依靠泵控容积调速或阀控节流调角的变化，从而改变变量液压泵输出流量的大小和速都

6、不能很好地解决，大大限制了大功率液压马达方向，进而改变液压马达的转速和旋转方向，再利调速系统在高效率、高响应、高可靠性场合的应用。用液压马达拖动卷筒和钢丝绳以实现罐笼的提升2补油式液压马达阀泵并联分时变结构控与下放。液压提升机一个工作循环包括启动、加速、制调速系统等速、减速、低速爬行和停车等6个阶段，且运行中参数时变，位能负载、惯性负载和弹性负载并存，不针对以上存在的问题，可将阀控节流调速引入同的运行阶段具有不同的调速要求。泵控容积调速，使其兼顾泵控容积调速高效率和阀类似防爆液压提升机这种具有大惯性位能负控节流调速高

7、响应、调速精度高的优点，并针对大功载、时变参数、非线性的大功率泵控液压马达调速率液压马达调速系统不同运行阶段的特点，采取不系统在实际应用中存在以下问题：同的控制手段，形成补油式液压马达阀泵并联分时1)动态响应慢，无法快速调节马达转速；变结构控制调速系统。如图2所示。速度指令1．变量泵2．比例换向阀3．制动器4．液压马达5．卷筒6．粗过滤器7．截止阀8．电机9．双联叶片泵10．精过滤器l1．溢流阀12．电磁换向阀13．减压阀14．电磁换向阀15．伺服比例换向阀16．变量液压缸17．补油泵l8．流量传感器19．压力传感器

8、20．压力表21．单向阀22．液控换向阀23．节流阀24．控制器25．重物负载26．转速传感器27．位移传感器图2补油式液压马达阀泵并联分时变结构控制调速系统其中：伺服比例换向阀15、变量液压缸l6、控制糊PID控制器，通过检测马达转速，判定系统调速器24b与位移传感器27，集成于变量泵1中；制动阶段，根据不同调速过程速度控制要求，使阀控和泵器