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变频调节数值上的传动方式

[ 时间:2018-06-13 来源:http://www.kenflor.com/ 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

矢量变频技术的发展大大提高了电机调速特性,使电机速度控制有了近似线性的控制特性和更加优越的响应特性,为液压系统的节能应用开辟了新的空间,将对基于变频调节的快锻液压系统进行建模研究,首先对其结构组成和基本原理进行介绍,其次建立其关键元件和泵头单元、独立节流口控缸单元的数学模型,并对其关键系统进行分析,最终建立整个快锻液压系统的数学模型,以此数学模型为理论依据对快锻液压系统的动静态特性进行研究,为系统仿真和控制策略研究提供理论基础。

 

基于变频调节的快锻液压系统根据其功能控制可分为两个单元,分别为泵头单元和独立节流口控缸单元,泵头单元主要由变频器、电机、定量泵、泵口安全阀、蓄能器组成。液压泵3为定量泵,虽然排量是固定的,但由于其动力由变频电机2提供,它输出的流量是可调的,只需通过调整变频器的输出频率,便可实现泵输出流量的无级调速。独立节流口控缸单元由四个比例快锻阀、安全阀、主缸和回程缸组成。

佛山肯富来水泵液压机高频次锻造时,必然造成锻造液压机系统需求流量的高频次变化,由于变频电机动态响应速度较慢,液压泵的供给流量不能及时响应需求流量的高频次变化,因而单靠基于变频调速的泵控传动方式无法实现锻造液压机的高频次锻造工作,而蓄能器作为能量存储元件,具有响应速度快的优点,此时蓄能器会根据能量供需关系通过充放油液来实现能量供需关系的合理匹配。对于电液比例伺服系统,比例阀前稳定的入口压力是良好控制性能的保证,虽然蓄能器的充放液势必会引起泵口压力的波动,但是通过合理选择蓄能器可以实现泵口压力波动幅值在允许的范围内,所以采用泵+蓄能器组成动力源能实现锻造液压机的快锻工作。其控制思想如下:以主泵口输出压力为控制目标,通过比较压力设定值与实际值得到压力偏差信号,经过比例积分等运算后调节变频电机转速,实现泵头单元的压力闭环控制。由于泵口溢流阀设置压力比蓄能器出口设定压力高,系统不存在溢流。这样不仅大大降低系统能耗,还降低系统装机容量,弥补快锻高频次下变频系统流量响应慢的不足。

 

快锻时,由于液压机主缸和回程缸作用力往往相差几倍,液压机系统主缸和回程缸截面积存在严重的非对称性。为减小这种非对称性影响,同时达到能量的再生利用,佛山肯富来水泵厂采用差动连接,回程缸油液经过回程缸排液阀6.4进入主系统,与液压泵3以及蓄能器10输出的高压油一同进入主缸进液阀6.1。回程时,高压油通过回程缸进液阀6.3进入回程缸,主缸油液通过主缸排液阀6.2流回油箱,整个过程回程缸始终与高压油相连。独立节流口控缸单元通过位置闭环控制实现高精度自动锻造。

图1:基于变频调节的快锻液压系统原理示意图

基于变频调节的快锻液压系统原理示意图

1、变频器2、电机变频3、佛山肯富来水泵4、安全阀5、单向阀6、进、回油路快锻阀7、主缸8、回程缸9、活动横梁10、位移传感器11、蓄能器及其阀组12、压力传感器13、微机控制器

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