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1、交流變頻調(diào)速在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用廣東工業(yè)大學(xué)黎勉羅勇武查曉春李定華摘要:把變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于液壓系統(tǒng),通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖円簤合到y(tǒng)的速度,將給液壓系統(tǒng)帶來(lái)許多好處,也給液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)一些新的問(wèn)題,本文對(duì)此進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞:液壓傳動(dòng)變頻調(diào)速節(jié)能在大功率大容量的自動(dòng)控制系統(tǒng)中大量使用液壓明的前景,特別是大功率間歇運(yùn)動(dòng)的調(diào)速系統(tǒng),其優(yōu)系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)以其驅(qū)動(dòng)功率大、功率/體積比大、越性更為顯著。可遠(yuǎn)距離傳送、多頭輸出等優(yōu)點(diǎn),顯示出其極大的優(yōu)由油泵輸出流量公式:Q=nq可知,改變排越性。但是,液壓傳動(dòng)也有其固有的一些缺點(diǎn)。例量或改變轉(zhuǎn)速均可改變油泵的輸出流量。如
2、,效率不高、對(duì)介質(zhì)要求高、元件壽命短等。另交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)也是一種改變油泵輸出流外,液壓系統(tǒng)多以異步電機(jī)驅(qū)動(dòng),在交流變頻調(diào)速推量的調(diào)速方式,但與變量泵不同,變量泵是維持轉(zhuǎn)速?gòu)V應(yīng)用以前,電機(jī)不調(diào)速,只能從液壓系統(tǒng)方面想辦不變,改變每轉(zhuǎn)排量;而交流變頻調(diào)速則是通過(guò)改變法。交流變頻調(diào)速的出現(xiàn)為液壓系統(tǒng)提供了一種全新電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖冇捅玫霓D(zhuǎn)速。因此,油泵可以選的調(diào)速方法,與傳統(tǒng)的液壓調(diào)速方式相比,有許多優(yōu)用價(jià)格低廉,可靠性高的定量泵。目前,廉價(jià)的變頻點(diǎn)。為便于比較,將常用的液壓調(diào)速方式分述如下。器恒轉(zhuǎn)矩輸出的調(diào)速范圍為不低于1比20,高性能1液壓系統(tǒng)常用的調(diào)速方式的變頻器則可達(dá)1
3、比100以上,完全滿足液壓系統(tǒng)的(1)節(jié)流調(diào)速要求。然而,油泵在較低轉(zhuǎn)速吸油困難,容易引起輸節(jié)流調(diào)速是小功率液壓系統(tǒng)最常用的調(diào)速方法,出流量脈動(dòng)。因此,采用交流變頻調(diào)速的液壓系統(tǒng)調(diào)由于有能量損耗,因此只適合于小功率液壓系統(tǒng)或速速范圍一般在1比20以內(nèi)。如在小流量時(shí)與節(jié)流調(diào)度變化不大的場(chǎng)合。同時(shí),還會(huì)造成油溫過(guò)高,需增速一起使用,則可達(dá)到很寬的調(diào)速范圍。加冷卻設(shè)備,還帶來(lái)噪聲增加等問(wèn)題。對(duì)于通用設(shè)3交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)備,如注塑機(jī)、擠出機(jī)、壓力機(jī)等,快進(jìn)、工進(jìn)、輔(1)節(jié)能效果顯著助動(dòng)作速度相差懸殊,采用節(jié)流調(diào)速極不合適。交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)避免了節(jié)流損耗和溢流、(2)雙泵
4、供油泄荷損耗。另外,交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)還提高了原雙泵供油可解決速度變化懸殊的問(wèn)題,但它是有動(dòng)機(jī)!!!異步電機(jī)的效率和改善功率因數(shù)。這是其它級(jí)調(diào)速,對(duì)使用范圍的拓寬受到限制,此外,還有泄液壓調(diào)速方式無(wú)法解決的。荷損耗。異步電機(jī)效率與負(fù)載的關(guān)系如圖1所示,負(fù)載越(3)差動(dòng)調(diào)速低,效率也越低。異步電機(jī)在負(fù)載率為75%以上的差動(dòng)調(diào)速是一種高效的調(diào)速方式,由于差動(dòng)回路范圍內(nèi)效率較高,低于50%效率明顯下降,低于帶負(fù)載能力較差,只適用于非工作段的快進(jìn),對(duì)柱塞30%電機(jī)效率顯著變壞。在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),往往缸不適用,只有兩級(jí)速度?？紤]設(shè)備要有一定的通用性,其電機(jī)通常按最大負(fù)一般的液壓系統(tǒng),上
5、述調(diào)速方式必須相互配合使荷、最高速度來(lái)選擇,有時(shí)還留一定的富裕量。而在用才能滿足系統(tǒng)的要求。實(shí)際工作中,由于加工對(duì)象不同,通常只用到額定容(4)變量泵調(diào)速量的一半左右,有時(shí)甚至更低。即使是最大負(fù)荷用變量泵調(diào)速是目前大功率液壓系統(tǒng)最常用的調(diào)速足,在整個(gè)工作循環(huán)中,各工步最大功率與最小功率方式。變量泵避免了溢流損耗,調(diào)速范圍大。與定量也相差很大。例如,鋁型材擠出機(jī)相差近20倍。采泵相比,變量泵經(jīng)常不是總工作在很合理的工況下,用交流變頻調(diào)速后,合理選擇變頻器的運(yùn)行參數(shù)可使例如,變量柱塞泵斜盤(pán)傾角可在8~25變化,由于流電機(jī)的效率接近理論最大運(yùn)行效率。量不同,油泵的斜盤(pán)傾角也隨之改變,
6、不能總在最佳此外,電機(jī)效率與加在電機(jī)的端電壓有關(guān),其關(guān)的斜盤(pán)傾角下工作。伺服變量泵的伺服機(jī)構(gòu)比較嬌系如圖2所示。從圖中可以看出,要使電機(jī)輸出效率氣,對(duì)傳動(dòng)介質(zhì)要求高,價(jià)格不菲。另外,小流量時(shí)較高,隨著負(fù)載降低,電機(jī)的端電壓也應(yīng)相應(yīng)降低。油泵仍作高速旋轉(zhuǎn),配流副的磨損并不由于流量的減異步電機(jī)的功率因數(shù)在負(fù)載一定時(shí)也與加在電機(jī)上的少而得到改善。端電壓有關(guān)。采用變頻調(diào)速以前,不管負(fù)載輕重,端2交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)電壓不變,效率低,功率因數(shù)低,無(wú)功電流大,因而液壓系統(tǒng)中,大多采用異步電機(jī)驅(qū)動(dòng),而異步電電機(jī)的銅耗、鐵耗增加。采用變頻調(diào)速后,端電壓隨機(jī)變頻調(diào)速是各種異步電機(jī)調(diào)速中效率最高,
7、同時(shí)性著轉(zhuǎn)速降低而降低,效率提高,功率因數(shù)提高,功率能最好,是交流調(diào)速的主要發(fā)展方向。因數(shù)的提高,一方面減少電機(jī)的銅耗,同時(shí)減少電機(jī)交流變頻調(diào)速的出現(xiàn),給液壓調(diào)速帶來(lái)了一個(gè)光的發(fā)熱,延長(zhǎng)電機(jī)的壽命?？梢?jiàn)采用交流變頻調(diào)速,1997年第6期?15?既可以根據(jù)所需流量調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,又可以根據(jù)負(fù)(2)響應(yīng)的快速性載情況選擇合適的壓頻比曲線,使電機(jī)的功率因數(shù)保采用交流變頻調(diào)速液壓控制系統(tǒng)是通過(guò)改變電機(jī)持在09以上。采用交流變頻調(diào)速液壓控制系統(tǒng)綜合轉(zhuǎn)速來(lái)改變液壓系統(tǒng)的壓力、流量。由于一般
