【摘要】：現如今被廣泛使用的液壓缸主要有對稱缸和非對稱缸,對稱缸兩端單獨工作所需的流量一致,很容易實現對對稱液壓缸的容積控制。然而由于非對稱缸兩端工作面積不等,造成液壓缸在伸出和縮回的過程中需要的流量不一致,使得在對非對稱缸在兩個方向上的運動不成線性關系。此問題為容積式控制非對稱缸系統(tǒng)的關鍵技術難題。本文提出一種容積式控制非對稱液壓缸的流量補償方案,從根本上實現對兩腔不對稱流量的補償。本文從雙定子泵結構特點、工作原理入手,詳細的探究了雙定子泵在容積式控制非對稱缸系統(tǒng)中的可行性。本文首先完成了對雙定子泵的設計,確定了核心元件的各項具體參數,并從減振降噪的角度對泵進行了優(yōu)化。本文提出了三種雙定子容積式控制非對稱缸系統(tǒng),三種控制方案均可實現對非對稱缸兩端不對稱流量的補償。綜合比較三種控制方案后,決定選用永磁同步電機驅動雙作用滾柱連桿雙定子泵的系統(tǒng)作為深入研究對象。在分析了該系統(tǒng)控制原理之后,對電機的數學模型進行構建,探究了永磁同步電機采用矢量控制下的速度調節(jié)原理。本文對系統(tǒng)回路的原理進行詳細分析,從泵缸連接方式、兩種工況、匹配原理等多方面對非對稱液壓缸兩腔不一致流量的補償原理進行研究。分析了雙定子泵的多種泄漏形式,得到了考慮泄漏下雙定子泵與非對稱缸的實際匹配關系,并對實際流量比進行仿真,得到影響非對稱缸參數選擇的因素。之后,對系統(tǒng)的各部分數學模型進行構建,對系統(tǒng)的功率消耗情況進行分析。最后確定了實驗各項參數,對雙定子泵在非對稱缸系統(tǒng)的補償原理進行了驗證。雙定子泵控制下的非對稱液壓缸系統(tǒng)獲到了與對稱液壓缸相當的控制效果的同時,簡化了系統(tǒng)結構,降低了系統(tǒng)能耗,無溢流節(jié)流損失,有突出的節(jié)能效果,且具備伺服電機的高響應特性。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH137.51
【圖文】：

圖 1-4 使用液壓變壓器的系統(tǒng)回路原理圖年后，該研究人員又通過利用同軸驅動的兩相互獨立的伺服變量泵，稱缸兩端流量差，如圖 1-5 所示。圖 1-5 串聯兩伺服變量泵的非對稱缸回路了簡化回路，降低質量，提高性能，同一時期，德國力士樂公司的 控制壓力機上使用了這套系統(tǒng)，取得了較好的效果。1988 年漢堡工業(yè)

- 5 -圖 1-5 串聯兩伺服變量泵的非對稱缸回路為了簡化回路，降低質量，提高性能，同一時期，德國力士樂公司的 FEU在控制壓力機上使用了這套系統(tǒng)，取得了較好的效果。1988 年漢堡工業(yè)大NTYSYNOVA 率先將直接閉式泵控技術運用在了工程機械中，并且做了大與閥控系統(tǒng)比較，實驗證明，這種泵直接控非對稱缸系統(tǒng)不但可以很大程回路，將系統(tǒng)的性能大大提高，而且使系統(tǒng)獲得了更高的效率，使該技術械上的普及成為可能[21]。20 世紀初期，漢堡工業(yè)大學的 Kahmfeld 在前人的思想上，大膽的嘗試，設新的泵控非對稱缸系統(tǒng)，如圖 1-6 所示。在系統(tǒng)中加入了兩液控單向閥，對兩端的不一致流量進行調節(jié)。配合輔助泵的使用完成了對非對稱缸兩端流償，該項技術在在注塑機、船用舵機、連鑄設備、印刷機上都得到了應用

圖 1-6 輔助泵配合液控單向閥的系統(tǒng)這項技術是 1998 年美國一個公司公司申請的一項專利，該系統(tǒng)采用閉環(huán)控制用交流伺服電機驅動定量泵，蓄能器配合液控單向閥，使回路中非對稱缸兩端一致流量得到平衡補償。同一時期，瑞典大學也對泵控非對稱液壓缸回路進行多深入研究，并打算將這種控制方式應用在戰(zhàn)斗機飛行控制系統(tǒng)中。ApBpM計算機控制系統(tǒng)伺服控制器位移傳感器圖 1-7 使用液控單向閥的直接閉式泵控系統(tǒng)原理.3.3 國內泵控非對稱缸技術的發(fā)展

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