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泵控船用液压马达速度伺服系统有哪些呢?
发布时间:2018-08-19        浏览次数:420        返回列表
  泵控船用液压马达速度伺服系统有哪些呢?
 
  船用液压马达速度伺服系统是工程上常用的伺服控制系统, 它具有响应速度快、功率/重量比大、负载刚性高和性能价格比高等特点, 能实现高精度、高速度和大功率的控制, 因此在航空航天、冶金、船舶、机床、动力设备和煤矿机械等工业领域得到了广泛采用, 如用于飞机发动机转速模拟系统、大型雷达天线、火炮自动跟随系统、注塑机和油压机等。但随着使用要求的进一步提高, 如高响应和高效率, 在原来泵控马达速度伺服和阀控马达速度伺服系统的基础上, 又出现了阀泵联合控制的马达速度伺服系统, 这是液压马达速度伺服系统发展的一种趋势。
 
  船用液压马达速度伺服系统的基本类型有泵控(容积控制)和阀控(节流控制)系统两种。前者效率高,但由于斜盘变量机构的结构尺寸及惯量大, 因此动态响应慢, 适用于大功率和对快速性要求不高的场合;后者由于采用伺服阀或比例阀控制, 动态响应快, 但效率低, 适用于对快速性要求高的中小功率场合。为了解决快速性和系统效率之间的矛盾, 将阀控(调节时间短和超调小)和泵控(较高的系统效率)结合起来联合控制是现今液压马达速度伺服系统发展的一种趋势。这种阀泵同时控制的系统在动态调节过程中利用阀控输出保证动态性能, 在稳态调节时主要利用泵控输出进行功率调节, 因而这种系统在保证快速性的同时具有较高的效率。
 
  泵控液压马达速度伺服系统有哪些呢?
 
  泵控液压马达(船用液压马达)速度伺服系统是由变量泵和定量马达组成的传动装置。这种系统的工作原理是通过改变变量泵的斜盘倾角来控制供给液压马达的流量, 从而调节液压马达的转速。按其结构形式和控制指令给定方式可分开环泵控液压马达速度伺服系统(图1)、带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统(图2)和不带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统(图3)三种。
 
  1)开环泵控液压马达速度伺服系统
 
  这是一个用位置闭环系统间接地控制马达转速的速度开环控制系统。由于是开环控制, 没有速度负反馈, 系统受负载和温度的影响大, 如当压力从无负载变化到额定负载时, 系统流量变化大约8%~12%,故精度很低。只适用于要求不高的场合。
 
  为了改善精度, 可以采用压力反馈补偿, 用压力传感器检测负载压力, 作为第二指令输入变量泵伺服机构, 使变量泵的流量随负载压力的升高而增加, 以此来补偿变量泵驱动电机转差和泄漏所造成的流量减少。由于这个压力反馈是正反馈, 因此有可能造成稳定性问题, 在应用时必须注意。
 
图1开环泵控液压马达(船用液压马达)速度伺服系统
图1开环泵控液压马达速度伺服系统
 
  2)带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统
 
  这类系统是在开环控制的基础上, 增加速度传感器, 将船用液压马达的速度进行反馈, 从而构成速度闭环系统。速度反馈信号与指令信号的差值经调节器加到变量机构的输入端, 使泵的流量向减小速度误差的方向变化。与开环速度控制系统相比, 它增加了一个主反馈通道和一个积分放大器, 构成了Ⅰ型系统, 因此其精度远比开环系统为高。缺点是系统构成较复杂, 成本高, 设计难度大。这里斜盘变量机构在系统中可看成积分环节, 因此系统的动态特性主要由泵控液压马达(船用液压马达)决定。此种系统最有使用价值, 因此应用较为广泛。
 
 图2 带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统船用液压马达
图2 带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统
 
  3)不带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统
 
  从图2看出,斜盘位置系统的反馈回路仅是速度系统中的一个小闭环,从控制理论的角度看,此小闭环可以“打开” ,即去掉位置反馈,此时就构成该系统。因为变量液压缸本身含有积分环节,为了保证系统的稳定性, 积分放大器改用比例放大器, 系统仍是Ⅰ型系统。但伺服阀零漂和负载力变化引起的速度误差仍然存在。由于省去了位移传感器和积分放大器,此类系统的结构比带位置环的泵控系统简单。但对斜盘干扰力来说系统是零型系统, 因此为了满足同一精度要求, 需要很高的开环增益, 这不但增加了实现难度, 而且引入了噪声干扰。
 
图3不带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统
图3不带位置环的闭环泵控液压马达速度伺服系统