【摘要】： 液壓伺服系統(tǒng)以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞,目前作為一種常見的伺服系統(tǒng)應(yīng)用在許多的方面,有結(jié)構(gòu)簡單,輸出力量大,響應(yīng)速度快,動(dòng)作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),但是由于液體易泄露造成液壓系統(tǒng)的效率較低,能量損失較大,使其在應(yīng)用方面受到了限制,液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源在提高效率方面起到了關(guān)鍵的作用。 排量可變的限壓式變量泵在液壓調(diào)速中作為一種常見的動(dòng)力裝置,變量泵靠電機(jī)帶動(dòng),始終在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),根據(jù)外負(fù)載(出口壓力)的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的排量,控制系統(tǒng)壓力,變量泵的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,泄露嚴(yán)重,效率低下,電機(jī)始終處于額定工作狀態(tài),能量浪費(fèi)較大。 隨著交流變頻技術(shù)的發(fā)展,變頻液壓調(diào)速技術(shù)成為一種全新的液壓調(diào)速方式,它采用變頻器、交流異步電機(jī)、定量泵來組成,我們調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)泵輸出流量的改變,依靠變頻器改變交流電機(jī)電源頻率可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)無極調(diào)速,定量泵的排量是不可變的,但是系統(tǒng)的流量可以根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而控制系統(tǒng)輸出壓力。 本文根據(jù)基于變頻技術(shù)的液壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)際要求,首先介紹液壓變頻調(diào)速的基本原理,結(jié)合自適應(yīng)控制原理構(gòu)建系統(tǒng)框圖,根據(jù)PWM變頻調(diào)速原理,分析三相交流異步電機(jī)在變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性曲線,并對(duì)本系統(tǒng)的變頻裝置進(jìn)行模塊劃分,建立以8098單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng),控制SPWM專用生成芯片HEF4752芯片產(chǎn)生SPWM脈沖信號(hào),進(jìn)而控制主電路對(duì)電機(jī)輸出不同頻率的交流電,在整個(gè)系統(tǒng)中采用速度反饋和壓力反饋的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,最后運(yùn)用MATLAB中的Slimulink軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)建模分析仿真,通過仿真得出響應(yīng)的系統(tǒng)隨負(fù)載變化的響應(yīng)曲線圖,從仿真結(jié)果上看,基于變頻技術(shù)的自適應(yīng)控制變頻數(shù)字泵節(jié)能效果好,機(jī)構(gòu)簡單,整個(gè)系統(tǒng)方案切實(shí)可行。
【圖文】：

5圖1-1 變頻驅(qū)動(dòng)定量泵系統(tǒng)和普通變量泵系統(tǒng)的效率對(duì)比[6]1.2.3 變頻液壓技術(shù)的研究背景液壓動(dòng)力傳動(dòng)以其傳動(dòng)平穩(wěn)、調(diào)速方便、功率體積比大，易傳遞較大的力或者轉(zhuǎn)矩等優(yōu)良特性在許多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是液壓動(dòng)力傳動(dòng)中泄露成為不可避免的問題，，導(dǎo)致整機(jī)系統(tǒng)的效率較低，因此，節(jié)能一直是液壓動(dòng)力傳動(dòng)中的主要研究方向之一[6]。 電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)依靠改變供電電源的頻率就可實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度調(diào)節(jié)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速與負(fù)載所需相匹配，負(fù)載需要多大的進(jìn)給速度，電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵就輸出多大的流量，能量利用率大大提高。將電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)用于液壓系統(tǒng)，可以克服液壓系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，如簡化液壓回路，減少液壓系統(tǒng)的能量損失，提高系統(tǒng)效率，降低噪聲等。其中最重要的是減少液壓系統(tǒng)的能量損失

圖1-2 圖1-3根據(jù)限壓式變量泵的變量原理，調(diào)節(jié)泵上的流量調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)變量泵定子與轉(zhuǎn)子的偏心距（葉片泵）控制流量的變化，流量-壓力變化曲線圖如圖1-3所示，變化曲線較為簡單，若根據(jù)工作需要變化曲線需如圖 1-4 所示，用圖一中的變量泵系統(tǒng)，需加以自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來控制變量泵的流量調(diào)節(jié)螺釘，實(shí)現(xiàn)所需變化，整體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且構(gòu)件較多，誤差和響應(yīng)速度都會(huì)影響到工作效率的提高，電機(jī)在整個(gè)的工作過程中全部是額定轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出功率也是額定功率，但液壓系統(tǒng)的需要的功率不一定是電機(jī)的額定功率，很多情況下是小于電機(jī)額定功率，這時(shí)多于的那部分功率就隨著溢流閥溢流了，當(dāng)然這部分的功率就轉(zhuǎn)化成熱損耗流失浪費(fèi)了
【學(xué)位授予單位】：煙臺(tái)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH3

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本文編號(hào)：2645085