关于伺服电机控制高压大流量双泵液压动力系统

伺服电机与定量泵组成的液压动力源具有良好的节能效果,该系统由于运用伺服电机,所以具有响应速度快、压力与流量控制精度高等特性。伺服电机转速随系统的流量需求而变化,无节流损失。在压制保压、冷却时间长的产品时,该系统具有十分显著的节能效果。目前,大型液压机对节能和精度的请求越来越高,但传统的伺服电机泵控系统受电机容量和泵排 量的限制,难以完成高压大流量的设计请求。本研讨提出了应用高压主泵和低压副泵组合的方式,处理大型液压机上应用伺服电机控制时对高压大流量输出的 设计请求。

1伺服电机泵控系统节能剖析

1.1伺服电机泵控系统应用现状目前,在传统中低端压机行业还在普遍运用阀控液压系统,其动力源为普通定频电机和定量泵。其主要缺陷为加工精度的可控性差,难以停止精确的变压力变速压制工作,关于有特殊工艺请求的加工难以胜任。此外,该系统在保压与待机等工序中因卸荷或溢流将形成极大的能量耗费,能量效率低使得其运用本钱大[1]。为处理上述问题,将伺服电机控制技术与液压技术有机分离,应用伺服电机控制诸多优点可大大优化传统液压系统。经过伺服电机泵控系统,可进步液压系统控制精度,使液压油路简化,降低液压系统的能耗,减小噪声污染,提升系统效率等[2]。

1.2大型液压机应用伺服泵控系统的节能剖析目前,伺服电机泵控技术已开端应用于注塑机、制砖机等大功率液压设备中,并获得了良好的节能效果[3-4]。但在某些液压设备上应用时,由于液压系统对动力源有大流量、高压力的请求,现行的伺服电机驱动单台液压泵的形式难以到达其技术请求[5]。如大型液压机在快速降落行程中需求液压动力源提供大流量输出,对流量的请求到达了300 L/min;同时,在液压机工进时又对动力源的压力输出提出了请求,通常要到达25 MPa左右。在高压大流量液压机上应用伺服电机控制技术,将具有十分明显的节能效果。因而,研发伺服电机控制的高压大流量动力源有十分理想的需求[6]。但高压大流量泵的加工制形成本大,难以完成产业化推行为此,本研讨提出了应用串联双泵组成高压大流量液压动力系统的计划。

2伺服电机控制的双泵液压动力系统设计

2.1大型液压机动力源需求剖析从大型液压机工作的实践状况来看,在快进环节系统阻力不大,但由于大型液压机主油缸直径大,虽有补油箱辅助进油,其对动力源的流量需求仍很大,因而快进时对液压动力源需求普通为大流量小压力;而在工进时,系统阻力很大但运动速度迟缓,此时对液压动力源的需求为小流量大压力,同时为保证加工产品的质量,液压机对位置精度和压力精度都有很高请求,因而要引入压力和流量的反应停止闭环控制。以某大型稀土永磁粉末成型液压机的需求为例其动力源请求高压力25 MPa,大流量300 L/min

2.2伺服电机控制的双泵液压系统构造设计如图1所示,伺服电机控制的高压大流量双泵液压动力系统主要由控制器、伺服电机、主泵pH、副泵pL、合流阀块及其他电气附件组成。其中控制器主要承受主机的压力pI、流量指令QI控制变频电机的转矩T和转速n,从而完成对泵出口压力pO和流量QO的控制。泵出口处的压力传感器将压力信号反应回控制器。同时,电机的转速经过编码器也反应回控制器,经过泵的排量V与电机实时转速n即可计算出实时流量Q(Q=Vn)[7]。经过此系统泵的出口压力和流量可由主机依据系统需务实时设定,并能依据压力流量反应自动调整。图1伺服电机控制的双泵液压动力系统 主泵pH与副泵pL的合流/分流状态也由主机给出信号,经由控制器控制合流阀块中的电磁阀停止切换。