一种强耦合性的液压功率回收系统

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第182期)机械工程与自动化NO．12014年O2月MECHANICAIENG1NEERING&AUT()MATIONFeb．文章编号：1672—6413(2014)01—0104—03一种强耦合性的液压功率回收系统向小健，刘浩宇，郭利鹏(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳l10004)摘要：结合各种液压功率回收方式，针对大功率液压泵(90B100)、液压马达(90M100)的效率性能试验设计了一种节能、强耦合性的功率回收系统，并对该液压系统的流量、扭矩、效率特性在理论上进行初步研究和探索。理论得出该系统

2、的功率回收效率较高．具有研究应用价值。关键词：液压功率回收；强耦合性；大功率中图分类号：TP273文献标识码：A0引言1．2液压补偿液压功率封闭系统液压功率回收封闭系统的研究旨在设计出可用、液压补偿液压功率封闭系统主要由变频电动机节能、大功率的功率回收系统，目前该技术正处于探索1、补偿泵2、被测马达3、变量泵4、节流阀5、溢流阀6、发展阶段，其发展对液压传动技术在传动试验中的进油箱7组成，其结构如图2所示。一步推广和应用具有重要的指导意义。对于大功率传动部件的试验，传统的试验方法已经无法满足长时间的试验要求，而液压功率回收封闭系统由于其节能、大功率的独特

3、传动优势，可以方便地做到这一点。功率回收封闭系统可以分为机械功率封闭、电功率封闭和液压功率封闭系统三种，相比于前两种功率回收系统，6液压功率封闭系统在能量回收方面具有结构简单、安1一变频电动机；2一被试泵；3一传动装置；装维护方便等许多优点，并且能量回收效率还具有较4一加载马达；5一溢流阀；6一油箱大的发展空间。本文针对大功率液压泵(90B100)、液图l机械补偿液压功率封闭试验台系统压马达(90M100)的效率性能测试设计了一种高能量回收效率的、强耦合的液压功率封闭系统，并对该系统的工作特性进行分析，为其以后的进一步研究奠定基础。1典型液压功率回收系统

4、1．1机械补偿液压功率回收系统机械补偿液压功率封闭系统最开始应用于大型液压试验台中，主要进行液压泵压力、流量以及各种效率1一变频电动L；Z一补偿泵；3一被测马达；4一变懿泵；的性能测试，图1为机械补偿液压功率封闭试验台的5一节流阀；6一溢流阀；7一油箱系统简图，它主要由变频电动机l、被试泵2、加载马达图2液压补偿功率回收系统4、传动装置3、溢流阀5、油箱6以及其他辅助液压元补偿泵2在变频电机1的驱动下向被试马达供件组成。油，驱动被试马达转动，被试马达通过传动轴带动加载系统采用变频电机驱动，系统的功率在经过被试泵转动，加载泵出口由于节流阀5的节流作用而形成

5、泵、液压油、加载马达后又经过机械传动方式传到了被高压，对泵产生负载力矩，从而实现对马达的加载。加试泵，从而形成了功率闭环。工作过程中，加载马达不载泵的输出油液通过节流阀后再推动被试马达转动，足以推动被试泵的转动，功率不足的部分由变频电机即功率流在被试马达和加载泵之问循环流动，构成功补偿，因此称为机械补偿液压功率系统。率闭环。由于功率不足的部分由液压补偿泵进行补收稿日期：20

6、3—06—24；修回日期；2013—0814作者简介：向小健(1987一)，男，湖南邵阳人，在读硕士研究生，主要研究方向；机器人驱动及其自动化控制，液系统设计’。学兔兔www.xue

7、tutu.com2014年第1期向小健。等：一种强耦合性的液压功率回收系统·1O5·偿，因此将其称作液压补偿液压功率封闭系统。Tp--．2一种强耦合性的液压功率回收系统大功率液压泵(90B100)、液压马达(90M100)由T．，一=妻望型”27【。于排量相同，因此进行效率性能测试时采用泵和马达同时测试的方式。根据前面对功率回收系统的原理介其中：户，P分别为泵1两端的压力；户，分别为马达绍可知，功率回收的本质即功率闭循环，其能量转化过3两端的压力；，分别为泵1、马达3的机械效率。程如下：泵的输入能量转化为液压能，液压能转化为马设电动机的理论输出扭矩为，由

8、扭矩平衡可知：达的输出机械能，马达的输出机械能再转化为泵的输—T。一TM．(2)入能量，这样就形成了一个功率闭循环，过程中损失的式(2)即为系统的扭矩匹配关系式。能量(泄漏、阻力)由液压补偿泵或者电动机补偿。根3．3系统功率回收效率据这一原理以及试验要求设计一种强耦合性的液压功功率回收效率可以定义为系统回收的功率与系统率回收系统，其原理见图3。该系统由被试泵1、变频所需要的功率之比，用表示。系统回收的功率即为电机2、被试马达3、补偿泵4、电动机5以及测速仪和被试马达的输出功率，系统所需的功率即驱动泵所需扭矩测量仪等元件组成。系统工作时，首先电动机5、要的

9、功率。虽然90B100闭式泵内带的辅助泵一直在变频电机2同时启动，变频电动机轴同