一种液压功率回收试验系统的工作特性及回收效率研究.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程2010年第5期一种液压功率回收试验系统的工作特性及回收效率研究张峥明，胡军科，葛玉柱(中南大学机电工程学院，长沙410075)摘要：结合设计的泵．马达试验台，介绍采用变频调速技术的功率回收式闭式液压系统的基本组成和结构；分析液压功率回收的工作原理及技术特点；研究系统需满足的流量和扭矩匹配要求，得出系统中扭矩在各轴上的传递情况；从理论上推导了该试验系统功率回收效率的计算公式。对功率回收系统的设计及应用具有一定的理论参考价值。关键词：泵．马达试验台；变频调速；闭式液压系统；功率回收中图分类号：THl37

2、文献标识码：A文章编号：1671—3133(20lO)05—0123—04StudyonworkingcharacteristicsandpowerrecoveryrateofahydraulicpowerrecoverytestsystemZHANGZheng—ming，HUJun-ke，GEYu—zhu(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China)Abstract：Combiningwithpump—mo

3、tortextbenchdesigned，thebasiccompositionandstructureoftheclosedhydraulicsystemwereintroduced，byadoptingpowerrecoveryandfrequencycontroltechnique．Theworkprincipleandtechnicalfeaturesofhy·draulicpowerrecoverytechniquewereanalyzed．Theflowmatchingandtorquematchingconditionsof

4、thesystemwerestudied，andthetorquetransmissionsituationofshaftswasobtained．Thecalculatingformulaofthepowerrecoveryrateoftheexperimentsystemwaftderivedintheory．Theresultsshouldhavecertaintheoreticalreferencevalueforthedesignandapplicationofpowerrecoverysystem．Keywords：pump-

5、motortestbench；frequencycontroltechnique；closedhydraulicsystem；powerrecovery在泵．马达性能试验系统中，传统的加载方式为背压加载，由电动机带动液压泵，泵输出的油液通过节流阀或溢流阀返回油箱，靠改变节流阀的开度或溢流阀加载压力，来改变液压泵的负载。这种试验方法虽然结构简单，但由于试验台所用电动机的功率必须比被试元件的功率大，因而整个试验设备十分庞大，操作控制系统也比较复杂，同时，液压泵输出的能量全部通过节流阀或溢流阀转换为热能，系统发热较严重，能量损耗大。对泵一马达试

6、验系统来说功率回收主要有功率电回收、液压补偿功率回收和机械补偿功率回收三种形式，采用功率回收的方式，能够大大地降低装机功率，而且结构简单，操作、安装和维护都比较方便。笔者所在学院设计制造的泵一马达闭式液压系统试验台[1]，采用机械补偿功率回收的加载方式和变频调速技术，以满足液压泵一马达在不同转速下的试验要求。本文将对该试验系统的功率回收方式进行分析和研究，了解各个参数对系统的影响，为泵-马达试验台的进一步研究以及功率回收方式的应用提供理论指导。1功率回收液压系统原理分析液压功率回收试验系统液压原理如图1所示。试验台采用闭式液压系统，油液在

7、闭式液压变量泵1和闭式液压马达11构成的系统内循环流动，泵的排量采用电比例控制，能够在零和最大排量之间无级变化。闭式液压变量泵内带有辅助泵，补偿泵1、马达11和其他各处泄漏，以及冲洗阀10溢流的油量，同时起到为泵提供控制油的作用，泵的最大排量为90ml／r，马达的排量为160ml／r口’3J。与一般闭式液压系统不同的是：泵1的输入轴与马达1l的输出轴通过齿轮减速箱5刚性联结，使泵和马达的转速比为一固定值，齿轮减速箱5结构如图2所示，电动机3与泵1的传动比i，=1，泵1与马达11123现代制造工程2010年第5期设备设计／诊断维修／再制造霪

8、王]A图l液压功率回收试验系统液压原理1．闭式液压变量泵2．变频器3．三相异步电动机4．扭矩传感器5．齿轮减速箱6．过滤器7．液压桥路8．溢流阀9．油箱lO．冲洗阀“．闭式马达12．散热器I电