流体机械调节与控制技术n课件.pptx
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- 流体 机械 调节 控制 技术 课件
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1、主讲主讲 吴晓明吴晓明24学时机电控制工程(24学时)Dr.吴晓明 1.1简述 液压变量泵及变量马达能在变量控制装置的作用下液压变量泵及变量马达能在变量控制装置的作用下能够根据工作的需要在一定范围内调整输出特性,如:能够根据工作的需要在一定范围内调整输出特性,如:恒流控制、恒压控制、恒速控制、恒转矩控制、恒功率恒流控制、恒压控制、恒速控制、恒转矩控制、恒功率控制、功率匹配控制等。控制、功率匹配控制等。采用变量泵实现容积控制。使用变量泵进行位置和采用变量泵实现容积控制。使用变量泵进行位置和速度控制时,能量损耗最小。正确地使用和调节泵的流速度控制时,能量损耗最小。正确地使用和调节泵的流量,可使其只
2、排出满足负载运动速度需要的流量,而使量,可使其只排出满足负载运动速度需要的流量,而使用定量泵时只有部分流量供给负载,其余的流量需要旁用定量泵时只有部分流量供给负载,其余的流量需要旁通至油箱。通至油箱。为了在不增加管路阻力的条件下提高液压马达的速为了在不增加管路阻力的条件下提高液压马达的速度,也有必要为减少液压马达的排量而采用变量马达。度,也有必要为减少液压马达的排量而采用变量马达。1.2 三大类泵的变量调节 表1-1 三大类泵的主要应用现状1.3 容积调节液压变量泵(马达)的基本工作原理 容积泵的基本工作原理:形成若干个密封的工作腔,当密封容积泵的基本工作原理:形成若干个密封的工作腔,当密封工
3、作腔的容积从小向大变化时,形成部分真空、吸油;当密封工工作腔的容积从小向大变化时,形成部分真空、吸油;当密封工作腔的容积从大向小变化时,进行压油(排油)。作腔的容积从大向小变化时,进行压油(排油)。容积液压马达的基本工作原理:形成若干个密封的工作腔,容积液压马达的基本工作原理:形成若干个密封的工作腔,进油时,密封工作腔的容积从小向大变化;排油时,密封工作腔进油时,密封工作腔的容积从小向大变化;排油时,密封工作腔的容积从大向小变化,其输出是转矩和转速。的容积从大向小变化,其输出是转矩和转速。容积式液压泵正常工作的必备条件是:具有密封容积(密封容积式液压泵正常工作的必备条件是:具有密封容积(密封工
4、作腔);密封容积能交替变化;具有配流装置。其作用是保证工作腔);密封容积能交替变化;具有配流装置。其作用是保证密封容积在吸油过程中与油箱相通,同时关闭供油通路;压油时密封容积在吸油过程中与油箱相通,同时关闭供油通路;压油时与供油管路相通,而与油箱切断;吸油过程中油箱必须与大气相与供油管路相通,而与油箱切断;吸油过程中油箱必须与大气相通。通。1.4单作用叶片泵工作原理图1-1单作用叶片泵工作原理 1转子 2定子 3叶片 1.4单作用叶片泵工作原理 定子的内表面是圆柱面,转子和定子中心之间存在着偏定子的内表面是圆柱面,转子和定子中心之间存在着偏心,在转子转动时的离心力以及叶片根部油压力作用下,叶片
5、心,在转子转动时的离心力以及叶片根部油压力作用下,叶片顶部贴紧在定子内表面上,于是,两相邻叶片、配流盘、定子顶部贴紧在定子内表面上,于是,两相邻叶片、配流盘、定子和转子便形成了一个密封的工作腔。和转子便形成了一个密封的工作腔。当转子按图当转子按图1-4所示方向旋转时,右侧的叶片向外伸出,所示方向旋转时,右侧的叶片向外伸出,密封工作腔容积逐渐增大,产生真空,油液通过吸油口密封工作腔容积逐渐增大,产生真空,油液通过吸油口5、配、配流油盘上的吸油窗口进入密封工作腔;而在左侧,叶片往里缩流油盘上的吸油窗口进入密封工作腔;而在左侧,叶片往里缩进,密封腔的容积逐渐缩小,密封腔中的油液排往配流油盘的进,密封
6、腔的容积逐渐缩小,密封腔中的油液排往配流油盘的排油窗口,经排油口排油窗口,经排油口1被输送到系统中去。被输送到系统中去。要实现变量,只要改变定子和转子间的偏心距的大小,实要实现变量,只要改变定子和转子间的偏心距的大小,实际上就是改变了泵的工作容积,从而形成了变量叶片泵。际上就是改变了泵的工作容积,从而形成了变量叶片泵。1.5 流量控制系统的分类(1)阀控阀控(节流调速节流调速)系统系统 定量泵与各种控制阀配合进行调速控定量泵与各种控制阀配合进行调速控制。其特点是响应快,可进行微小流量调节,但能量损失大,效制。其特点是响应快,可进行微小流量调节,但能量损失大,效率低,多用于小功率场合。率低,多用
7、于小功率场合。(2)泵控泵控(容积调速容积调速)系统系统 由各种变量泵与相关变量控制阀配由各种变量泵与相关变量控制阀配合进行调速控制,其特点是能量损失小,效率高,并能实现多种合进行调速控制,其特点是能量损失小,效率高,并能实现多种功能的复合控制,如恒压、恒流、功能的复合控制,如恒压、恒流、p+q+P(P功率)等;尽管功率)等;尽管响应速度较慢,但已能满足大部分工业应用的要求。响应速度较慢,但已能满足大部分工业应用的要求。(3)变转速控制变转速控制 通过改变变频电动机的转速,来改变定量泵通过改变变频电动机的转速,来改变定量泵的输出流量。与常规的阀控、泵控系统相比,其基本特点是,既的输出流量。与常
8、规的阀控、泵控系统相比,其基本特点是,既有泵控系统节能的特色,又接近阀控系统的快速性。目前,主要有泵控系统节能的特色,又接近阀控系统的快速性。目前,主要是受到定量泵可能的最低转速是受到定量泵可能的最低转速(小流量区小流量区)和最高可能转速和最高可能转速(大流量大流量区区)的限制,以及大功率变频器可靠性与经济性的制约。的限制,以及大功率变频器可靠性与经济性的制约。1.6容积调节变量泵的分类 按外部操纵方式手动,机动,电动,液动,电液控制属于外加信号 控制变量按调节方式排量,压力(恒压),流量(恒流),恒功率,各种复合控制泵的基本参数按一定规律自动实现变化按适应性控制功率匹配,负载敏感,负载适应包
9、括与负载的适应,与原动机的适应1.7典型的液压变量泵(马达)的变量调节方式n开式回路还是闭式回路n液压式或机械式n直动式或先导式n定位和可调式n开环(无反馈式)n机械手动式n电气机械式1.7典型的液压变量泵(马达)的变量调节方式n机械液压式n电气液压式n液压液压式n闭环(有反馈式)n液压机械式n液压电气式 2.1液压桥路和泵源阀控系统的理论 半桥的基本类型:液压半桥是一个实用意义较大的桥路,从工程实用出发,可将液压半桥归纳为三种基本类型。A型:是输入与输出均为可变液阻,且受同一输入控制信号的差动联控;B型:是输入为固定液阻,输出为受输入信号控制的可变液阻;C型:是与B型相反,输入为可变液阻,输
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