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电控比例泵实际操作应用
更新时间:2018-01-15   点击次数:1887次

当前国产液压机控制普遍采用阀控技术,这种技术虽然动态性能好,但其突出的问题是能源利用率低,通常很大一部分液压能以节流或溢流的形式损失掉。泵控系统能量利用高,但对泵的动静态性能有较高的要求。在此以通用压机为基础搭建了实验研究平台,围绕系统速度、负载特性、重复精度与节能特性开展实验。接下来由国越贸易小编为大家详细介绍一下。

1.工作原理

(1)液压系统组成及工作原理。图40给出了某型号通用压机液压系统原理图,图中D1为原阀控系统供油泵,D2为改造后泵控系统的动力源——电控比例液压泵,两套供油系统通过电磁换向阀进行切换。换向阀YA10通电,电控比例液压泵接人,液压系统处于泵控状态;换向阀YA10断电,原系统导通,液压系统处于阀控状态。换向阀YA10出口处的压力传感器T1用来测试系统压力,光栅尺采集主缸活塞的位置信号。图中插装阀系统用来调节主缸上下腔的压力,压边缸作为模拟负载。工作时,原阀控系统压力的控制主要由溢流阀来调节,改造后的泵控系统压力调节则由电控比例液压泵根据负载的大小自动调节。

某型号通用压机液压系统原理图

xPC控制模块的采集系统原理框图(2)测控系统。图41是基于Matlab的xPC控制模块的采集系统原理框图。xPC控制策略是一种简单、有效的控制采集模式,其硬件系统主要包括宿主机、目标机、I/O板和两机之间的连接设备。软件系统主要是由MATLAB、Simulink、RTW、xPCTarget、C编译器及相应板卡驱动程序构成。xPC目标系统工作的原理是采用主从通信的双机模式(见图41)。宿主机主要用于运行Simulink,编译生成目标应用程序,目标机主要用于执行所生成的控制程序。实时目标应用程序是RTW代码生成器从Simulink模型生成的,经编译成Windows XP应用程序,可实时地运行在有实时内核而无任何操作系统的标准PC机上,具有很高的执行效率。

根据上述原理搭建了试验的采集测控系统(见图42),系统中宿主机为普通PC机,目标机采用研华工控机,目标机内嵌研华的多功能采集卡PCIl716和计数卡PCL833,被测对象为通用压机。宿主机运行基于Windows XP操作系统的Matlab软件,目标机载有xPC的实时内核,负责实时程序的控制,宿主机和目标机通过TCP/IP协议通信。由于Matlab中没有现成的PCI1716和PCL833驱动程序,因此需要开发相应的驱动模块。采集系统工作过程为:在充分利用原压机电控系统的基础上,首先,宿主机将生成实时控制程序下载到目标机,接着起动压机,其工作状态信号经由PC11716的DI模块采集到目标机,目标机的实时控制程序分析判断后,通过PC11716朐D/A输出相应的压力/流量信号给控制器Super Unit,进而实现对泵组的控制,PCL833计数卡采集来自光栅尺的信号从而确定主缸活塞的位置信息。

采集测控系统

2.实验结果及分析

(1)负载一位移、压力和速度试验。为测试阀控和泵控状态下压机在同温度不同负载下位移压力和速度特性,分别以原泵和电控比例液压泵为动力源驱动液压系统,采集系统压力和主缸的位移信息,调节边缸溢流阀的压力设定值,使分别为14、10MPa和5MPa,模拟不同的负载工况,于是得到系统响应曲线,如图43和图44所示。

原阀控液压系统同温度不同负载下的特性曲线

电控比例液压泵控液压系统同温度不同负载下的特性曲线

比较图43和图44两组压力曲线可以发现:①原阀控系统在不同负载下压制的周期不同,而电控比例液压泵控系统在不同负载下压制周期基本一致;②为了使液压缸获得较好的响应速度,卸压后,原阀控系统的压力仍然存在较大压差,这在一定程度上加大了能量的损耗;而在泵控系统中,卸压后系统压力压差很小,这很大程度上减少系统的溢流损失,同时也获了较好的响应速度。

比较图43和图44两组位移曲线可知:原阀控系统在不同负载下压制的速率不同(位移斜率不同),而电控比例液压泵控系统在不同负载下压制的速率基本一致。

(2)重复性试验。比较图45和图46压力及位移曲线可知,电控比例液压泵控压机和原阀控系统具有相似的重复精度。

原阀控液压系统相邻两周期特性曲线的重复性

电控比例液压泵控液压系统相邻两周期的特性曲线的重复性

(3)节能性试验。从图47中可知电控比例液泵控系统消耗的能量明显要小于原阀控系统所消耗的能量,根据计算可知若让系统各自做2000个工作循环,那么电控比例液压泵控系统较原阀控系统可节能10kW·h。

3.

电控比例液压泵在通用液压机上的应用是可行的,电控比例液压泵控系统的速度及压力的特性较原阀控系统更稳定,不会因为负载的改变而发生变化,同时电控比例液压泵控系统降低了系统能量消耗,节能效率可达15%,而且保压时间越长,系统节能效果越明显。

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