首页 理论教育 液压变量泵(马达)的发展趋势分析

液压变量泵(马达)的发展趋势分析

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:液压变量泵(马达)压力等级的提高意味着执行机械体积的减小,也会使整个液压系统所用介质会明显减少,而使主机成本下降、体积减小、动态性能改善。因此,液压变量泵(马达)的最高工作压力是与机械加工的整体水平相一致的,最佳的最高工作压力也是随机械工业的发展而提高的。今后,在液压技术与信息技术的融合中,液压泵(马达)是最主要的载体之一,将会有更强劲的发展。

液压变量泵(马达)的发展趋势分析

978-7-111-59474-1-Chapter01-4.jpg

图1-3 博士力士乐生产的SY.DFE型EDC变量

1.高压化

高压化的趋势自液压技术被应用以来,从未间断过,并在21世纪会保持下去。液压变量泵(马达压力等级的提高意味着执行机械体积的减小,也会使整个液压系统所用介质会明显减少,而使主机成本下降、体积减小、动态性能改善。然而液压变量泵(马达)最高工作压力的增加又以材料的改善及其零部件处理技术的提高、加工精度及装配精度的提高与加工手段的先进为代价,又会使液压变量泵(马达)的制造成本增加。因此,液压变量泵(马达)的最高工作压力是与机械加工的整体水平相一致的,最佳的最高工作压力也是随机械工业的发展而提高的。以近十年的可预见目标而言,56MPa是可以达到的(排量达到250mL/r)。

2.信息化、智能化控制

首先是从节能目的出发,变量控制系统的应用已越来越多,对变量控制系统提出了更高的要求。而且液压比例技术、伺服技术的发展使变量控制已与系统控制密切地结合起来,使对变量泵的要求从原单一的节能走向为系统的智能化与信息化提供完整的硬件。

电子排量控制(EDC)可接收PLC或计算机(工控装置)的控制信号,同时泵的内部还有传感器将泵斜盘位置反馈到比例阀的放大器。智能控制完全可以融合在其中,从而提高控制的准确性、稳定性,达到节能与系统控制的双重效果。电子排量泵实质上是对泵的变量机构做位置闭环控制,根据系统控制要求,利用所设置的智能控制算法(如采用自适应控制等)来达到应用的目的。这些算法可通过将其软件程序固化在电子控制器内,使液压泵具有恒压力、恒流量及恒功率等全部功能。目前这种液压泵的性能可以达到滞环小于±1%、重复精度小于±0.5%及线性度小于±2%(电控变量)。图1-3所示为博士力士乐生产的SY.DFE型EDC变量泵,其不仅装备有压力、位移传感器,而且具有CAN-Bus总线网络接口

通过网络可以对系统中的液压泵进行下列控制或通信

1)使设备具有远程通信功能。

2)通过远程设备用户可以启用软件调整泵的有关参数。

3)通过远程设备对液压泵进行调试以及故障诊断。(www.xing528.com)

4)对泵的运行参数进行采集及数据下载。

5)虚拟显示功能。

3.数字化

数字控制液压泵,能够接收数字量的控制信号,以改变液压泵的输出参数,实现对液压系统的控制和调整。目前主要有变频控制和变排量控制两种方式。其中变频控制是通过变频电动机或伺服电动机改变液压泵的转速实现的。对变排量控制而言,所有的变量类型都是靠改变斜盘倾角或定子偏心量实现的,因此有可能采用同样的硬件结构,利用传感器的检测,采用不同的软件程序来实现多种控制形式。基于这一思想,数字控制变量泵应运而生。数字控制变量泵的电-机械转换器可以通过多种方式来实现,如采用步进电动机、高速开关阀、高响应比例阀、伺服阀等元件。在目前的技术水平下,采用比例阀的形式较多。比例放大器接收数字控制信号,输出PWM信号控制比例阀的动作,由比例阀驱动变量活塞的运动实现变量,同时将变量活塞的运动反馈回控制器实现闭环控制。

数字控制的突出优点在于其控制方式及功能恰能克服模拟控制所固有的不足,在编程控制、自动化、高灵活性方面表现出极强的生命力,因而正在不断取代传统的模拟控制。数字控制液压泵具有机电一体化特点,由于引入了微机技术而使泵带有柔性。作为数字控制元件,数字控制液压泵的发展历史较短,在许多方面还不成熟。但是在目前能源紧张、计算机日益普及的电子时代,数字控制液压泵研制对当前电子技术强化武装流体动力技术,促使流体动力向机电一体化方向发展,具有很大的经济和技术意义。

意大利ATOS公司的PVPC电液比例控制泵,通过集成PES数字控制器,可实现流量和压力的闭环控制,同时可限制最大功率,允许系统最小压力接近于零,并提供了较为丰富的数据接口种类,包括RS232串行数据接口、CAN和PROFIBUS-DP总线接口。

美国PARKER公司PV系列柱塞泵产品开发了专门的数字控制器,它通过RS232总线进行参数设定,能够使用基于PC的软件编程,能够设定斜坡时间,能覆盖全系列不同规格的液压泵。通过该控制器,能够实现排量控制、压力控制和功率控制。这几种方案都是通过位移传感器检测斜盘倾角来间接对流量进行表达,对流量的控制均是通过排量来体现的,因容积效率的影响,在流量控制方面均存在一定的误差。日本川崎公司开发的数字控制变量泵采用专门的流量传感器实现流量的直接检测,因此在流量控制方面效果好。

随着变频调速技术的发展,变频调速器价格大幅度降低,而且当采用变频调速器控制电动机时,可以省去电动机的起动装置。这使得用变频调速器实现交流电动机的无级调速,从而达到泵的无级变量成为可能。普通的变量泵是通过改变泵的排量来实现泵输出流量的改变,而变频电动机驱动的柱塞泵是通过转速的变化来实现泵的输出流量的变化。

今后,在液压技术与信息技术的融合中,液压泵(马达)是最主要的载体之一,将会有更强劲的发展。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈