变频容积调速液压系统的实验研究.pdf

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1、2011年第2期煤矿机电·37·变频容积调速液压系统的实验研究赵庆龙(煤炭科学研究总院上海分院，上海200030)摘要：在分析变频调速技术的基础上，提出改善传统容积调速方法的变频液压容积调速系统，介绍系统的结构组成并进行实验研究，得出关于变频液压容积调速系统特性的一些结论。关键词：变频技术；容积调速；实验研究中图分类号：THl37．31文献标识码：B文章编号：1001—0874(2011)02—0037—04ExperimentalStudyofFrequency—ConvertingVolumetricS

2、peed-ControllingHydraulicSystemZHAOQing—long(ShanghaiBranchofChinaCoalResearchInstitute，Shanghai200030，China)Abstract：Onthebasisofanalyzing矗equency··conveningtechnologyforimprovingtraditionalvolumespeed·-controllingmethod，introducesthecompositionofafrequen

3、cy-convertingvolumetricspeed-controllinghydraulicsystemandaseriesofexperimentsiscarriedout．Thestudycomestosomeconclusionsaboutthesystem’Sperformance．Keywords：frequency-convertingtechnology；volumetricspeed—controlling；experimentalstudy1概述液压调速系统在采掘机械、绞车等应用非常

4、广泛。目前大多数是在供电工频条件下拖动电动机按额定转速运行，靠改变变量泵的排量来实现执行元件的调速。这种容积调速方式虽可避免溢流损耗，但对油液洁净度要求高，机件易磨损和效率低，对制造精度要求高、制造成本高；系统相对故障率也较高⋯。本课题将变频调速技术引入液压系统中，以满足调速要求¨J1。2系统结构与说明图l为变频液压容积调速系统结构示意图，图2为其电气原理框图。用光电编码器采集液压马达的转速信号，经A／D卡进行脉冲计数和定时后反馈给计算机，和给定输入值进行比较，再通过控制器、变频器等改变主油泵的转速，最终达

5、到精确控制液压马达转速的目的。溢流阀3对系统起安全保护作用；比例溢流阀6对液压马达进行背压加载，其调定值由控制器通过D／A卡和放大器输出的信号决定。1一电动机；2一液压泵；3一溢流阀；4一过滤器；5一液压马达：6一比例溢流阀图1系统结构示意图本系统采用转速反馈的闭环控制，以提高系统响应速度，压力传感器采集系统压力值并传递给控制器，对输出控制参数进行调整，补偿系统的容积损失。(1)工控机与变频器通信本系统采用DANFOSS公司VLT2875型变频器。被控电动机的最大转矩随着频率降低而下降。变频器具有低频补偿功

6、能，适当提高输入电压，以补偿定子电阻的电压降。在工控机IPC-6606和变频器VLT2875之间，增加RS-232／485电平转换器(图·38·煤矿机电2011年第2期3)。转换器的内部采用光电隔离技术，使工控机的各串口隔离，从而提高系统安全性。工控机通讯查询程序见图4。图2电气原理框图图3工控机一变频器连接图圈4工控机通讯查询程序图(2)系统压力控制和检测环节控制器通过D／A卡PCL726输出0—10V电压，经过比例压力放大器(BOSCH1M45-2．5A)放大，控制比例溢流阀(BOSCHNG6)，实现液

7、压马达背压加载。接线简图如图5所示。压力传感器(BOSCH，P=0—35MPa)安装在集成阀块上，用来检测液压泵出口压力并转换成电图5压力控制元件电路连接图信号，经A／D卡PS2129传送至控制器。(3)液压马达速度检测系统选用LEC一120BM—G05E光电编码器和M／T测量方法。该编码器采用圆光栅，经光电转换，将轴的角位移转换成电脉冲信号l200p／r。液压马达，转速方波信号由PCL836计数卡采集并输入控制器。图6是液压马达速度信号检测电路图。3实验研究变频液压容积调速系统实验台(图7)溢流阀的调定压

8、力在20MPa左右，当安全阀使用。实验采用程序控制方式，由工控机输出控制信号，分别控制变频器及比例溢流阀。给变频器输入2．2V阶跃控制电压信号(对应电机同步转速660r／min)，液压马PLC836(CNI)CLKOl20OUToGATEO22lGNDCLKlOUTl。!：芏坚!322电源正极编GATEl423GND乜源地码CLK25240UT2GATE2625GNDU器CLK3726oUT3OGA丁E3827G