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路灯车变转速变排量泵驱动方法分析, 佛山路灯车
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2017-07-234    文字:【】【】【
 


     路灯车变转速变排量泵驱动方法分析,  佛山路灯车, 佛山路灯车出租, 佛山路灯车公司  变转速变排量是一种新型电液驱动模式,近年来受到学者的关注。相比传统变排量驱动方式或者变转速驱动方式,该新型驱动方式可以同时调节泵的转速与聚的排量,是一个.典型的双输入、单输出系统。对于特定输出下(压力与流量),通过改变其中一个输入(录转速或系排量),可得到不同的系统状态(即对应不同的系统效率),以期可以找到系统最高效率运行方式,达到效率化化的目的。



     早在1999年,通过将变转速电机与变排量泵相结合,切期这到降低能耗的目的。 对变排量驱动模式、变转速驱动模式、变转速变排量驱动模式王种典型驱动方式,在系统效率、可靠性、使用成本、动态与购买成本方面做了详细对比。由图可知,相比变排量驱动模式与变转速驱动模式,变转速变排量驱动模式可取得更高的系统效率。然而,随后通过实验研究发现,相比变排量驱动模式,变转速变排量驱动棋式并没有取得更高的系统效率。 面向变转速变排量驱动模式提出了一种静态优化控制方法及一种动态优化控制方法,并将两种方法应用于周期性驱动液压植:两种控制方法均取得比变排量驱动模式更高的效率特性。综上研究结果可知,现有研究多面向变转速变排量模式的油源系统分析,且未完全揭示变转速变排量驱动模式在全工作域内的效率特性。




     变转速变排量泵控马达试验平台为揭示新型变转速变排量豕控马达(VSDPM)电液驱动系统的效率特性,本章搭建其测试与测量试验系统。此外,为更好的分析该新型电液系统的能效特性,本章还设计一换电路,以使测试系统还可工作在变排量模式下,即变排量系控马达(VDPM)电液驱动系统。设计VSDPM测试平台的原理及结构。




     变转速变排量聚控马达电液驱动系统测试平台,  当接触器MCI与MC2闭合、MC3断开时,测试系统工作在变转速变排量模式:变频器驱动兰项异步电机转动,电机风冷器由电网直接驱动。在此模式下,异步电机带动变量系旋转输出高压油液,以驱动定量马达转动;定量马达带动一惯性飞轮旋转,飞轮同时还受到设计闭式加载电液系统的负载扭矩作用(通过调节比例溢流阀可以改变加载扭矩)。此时,变转速变排量聚控马达电液驱动系统的电能消耗(即变频器电能消耗与风冷电机电能消耗之和)由功率分析仪采集计算;玉项异步电机的输出功率,由1#扭矩转速传感器采集到的扭矩信号与转速信号计算得到;变量聚的输出功率,由变量泵出口压力传感器采集到的压力信号与变量豕出口流量传感器采集到的流量信号计算得到;马达的输入功率,由马达入口压力传感器采集到的压力信号与变量豕出口流量传感器采集到的流量信号计算得到;马达输出功率,由2#扭矩转速传感器采集到的扭矩信号与转速信号计算得到。当接触器MCI与MC2断开、MC3'闭合时,测试系统工作在变排量模式:S项异步电机及其风冷电机由电网直接驱动。化时,变排量泵控马达试验系统的电能消耗(王项异步电机及其风冷电机的电能消耗之和)由功率分析仪采集计算。


 


      变裁速变排量泵控马达试验系统工作域分析,  变转速变排量聚控马达试验系统含有较高的元器件,其系统安全化就等同于所有元器件安全。若要对系统安全工作域进行分析,首先需要对.系统关键器件的驱动状态进行建模,变量泵出口压力.其中,王相异步电机驱动扭矩,为变排量液压系的机械效率,公P为变排量液.压系的排量。液压豕的输出流量.其中,Haxn为王相异步电机转速,qpv为变排量液压聚的容积效率,相异步电机的驱动频率,王相异步电机的极对数。考虑高压油液在传遵过程中受到过滤器及流量传感器等阻力效果,则定排量液压马达进油口压力近似计算为Pm=c,为高压油液的传遥效率。在高压油液的驱动下,定排量液压马达的扭矩输出. A定排量液压马达的排量,定排量液压马达的机械效率。为了便于分析系统王作域特性与效率特性,本章将关闭的泄荷阀的泄露流量假定为液压马达泄露流量的一部分。因此,高压油液的驱动下,定排量液压马达的转速,  其中,Cm为定排量液压马达的容积效率。工作域仿真中,S相异步电机额定扭矩的计算.  其中,异步电机的扭矩常熟,电机的主磁通,转子额定电流下的有功分量,一般情况下为常数,定子有效线圈扎数,定子的感应电动势,近似用定子的端电压来描述,异步电机的额定扭矩系数。对VSDPM系统的额定工作域进行数值计算。为了更好地分析新型VSDPM的工作域特性,对另外两种典型系控马达电液驱动系统VDPM系统与变转速系控马达(VSPM)电液驱动系统的额定工作域进行计算。



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     三种系统的液压原理简图与工作域计算。对于VSPM系统与VSDPM系统,其变频器一般具有较宽的频率論出范围,满足异步电机的操作需求,不对系统额定工作域造成限制。因此,两种变频器参数并未列出。此外,系统的额定压力应当设置为系统关键器件额定压力的最小值。为了更好地对比分析互个系统,三个系统的额定压力统一设置为3(K)bar。液压聚的进油口与液压马达的回油口都直接连接油箱(将风冷器油路等效为管道),三个系统的补油压力统一设置为bar。对于VDPM系统与VSDPM系统,关键器件参数(电机额定功率,电机额定扭矩,系排量与马达排量)基于试验台参数确定,以便为之后开展的效率测试分析提供参考。



      尽管VSDPM系统与VDPM系统具有相同参数的电机与液压系统,但VSDPM系统的驱动频率为5-100HZ,因此其最大转速可这3046r/min。然而,VDPM系统的驱动频率为50Hz,其最大转速也就仅为VSDPM系统最大转速的50%。相比VSPM系统,VSDPM系统仅多具备排量可变功能,其余参数均无变化。然而,VSPM系统的最大扭矩为150Nm,为VSDPM系统最大扭矩的84%。这是因为,当VSPM系统运行在低速工况时,随着输出扭矩逐渐升高,系统压力逐渐增大,电机的驱动扭矩也随之增大,受限于电机的额定扭矩,系统输出扭矩不能继续增大。当VSDPM系统工作在低速工况时,可通过减小变量聚的排量来降低电机的抵矩,因此其最大扭矩仅受限于系统额定压力。此外,受限于电机驱动的最小频率,VSPM系统最小输出转速为152r/min。然而,VSDPM系统在保持驱动频率在额定范围的前提下,可通过改变变量系排量取得小转速输出(假设对液压系统自身的低速脉动无要求)。





     变转速变排量泵控马达效率试验分析,  效率是VSDPM系统的另外一个关键参数,直接关系到VSDPM系统的适用性。为了解VSDPM系统的效率特性,本节对VSDPM系统的效率特性开展试验分析。VSDPM系统是一个包含电气环节(变频器+电机)与液压系统环节的复杂系统。电机的效率受驱动电压的影响。因此在本节试验研究过程中,R电源线与T电源线之间的电压差有效值、S电源线与T电源线之间的电压差有效值,均被控制在%0±3V。此外,油液温度对液压系统的传递效率也有一定程度的影响。因此在本节试验研究过程中,变量聚进油口油液温度被控制在50±1.0°C。关键变量定义为更好地分析系统效率特性,首先定义非直接测量的关键变量。变量泵的排量采用排量系数表示。因缺少排量传感器,本章的排量系数根据Rydbe流量模型计算得。提出的变量泉输出流量模型。对Rydberg流量模型进一步简化,可得变量聚输出流量.   其中,流量模型系数,基于对典型工作点的测试数据进行拟合确定,液压系的驱动转速,液压系的进出口压力差。电能消耗功率的计算公式   R电源线与T电源线之间的电压差,电源线的电流,电源线与T电源线之间的电压差,S电源线的电流,电能消耗的功率由功率分析仪测量与计算。




     三相异步电机的输出功率即变量聚的输入功率,  变量系的驱动扭矩。液压泵输出功率,  变量豕出口压力,变量聚输出流量。液压马达输入功率。液压马达输出功率,  液压马达输出矩,液压马达输出转速。电气环节(对于VSDPM系统,包含变频器与电机;对于VDPM系统,包含电机)效率计算公式,   液压聚环节效率计算公式,  高压油液传递效率(考虑因过滤器与流量传感器等引起的压差损失)计算公式,  液压马达环节效率计算公式为。 驱动系统总效率计算公式。  VSDPM系统是一个典型的双输入单输出的电液驱动系统,驱动原理。当系统工作在额定工作域之内任一工作点(不含最大转速。最大转速输出下,变量系排量与电机转速均需为最大值)时,均可在一定范函内改变变量聚排量(或电机转速)。在保证输出转速与输出扭矩不变的前提下,改变变量系排量(或电机转速),系统元件的工作点发生变化,其效率特性也会随之改变,进而影响系统的总效率特性。对于这一多模式系统,要使其工作在最高效率状态,要知道在当前工作点(输出转速与输出扭矩)下,系统的最高效工作模式(即对应变量泵排量或电机转速)。为探索系统高效工作模式,让系统以不同变量录排量工作在相同工作点,并测得对应的不同系统效率。考虑到VSDPM具有"辽阔"的工作域,在全工作域内的不同典型工作点下,分别开展系统效率的搜索试验。额定工作域内的测试工作点。当系统以不同变量聚排量王作在测试工作点时,系统的环节效率、总效率、电机扭矩与电机额定扭矩状态。VSDPM系统的电气环节效率,液压系环节效率,高压油液传递效率,液压马达环节效率,总效率。在毎个工作点的高效模式按索试验中,变量聚排量不仅受限于最大排量,而且受限于电机的额定扭矩。因此,对于在高载荷工作点的测试,变量系排量无法达到最大。为了更好地分析测试过程中的电机扭矩变化,图中还展示了不同系排量下测量得到的电机扭矩与对应的电机的额定扭矩。通过分析发现,随着系排量的增大,电机扭矩整体呈现出正增长趋势。VSDPM系统效率随变量录排量变化而发生不同程度的变化。通过对不同变化趋势的分布分析发现,在低速、高载荷下,系统效率随变量系排量的增大而先增大后减小;在其他观点下,系统效率随变量系排量增大而整体呈现增大趋势,最大许可排量(高载荷时,最大许可排量受限于电机的额定扭矩)可取得最大的系统效率。在不同转速输出下,对系统效率随变量泵排量变化而变化的程度进行对比分析。随着输出转速的升高,变量系排量的调节范困下降,排量调节可改变系统效率的幅度也在下降。这表明,通过调节变量聚排量来改变系统效率的方法,在低速输出下效果更加明显。进一步对系统环节效率分析发现,系统效率的变化主要由电气环节(变频器+王相异步电机)效率与系环节效率的变化引起,且系环节效李整体变化幅度相对更大。随变量聚排量的增大,变量聚环节效率总体呈现出增大的趋势,且最大排量可取得最大的变量豕环节效率。随着变量系排量的变化,离压油液传递环节与液压马达的工作状态基本不发生变化,马达效率与高压油液传递效率也未展现出明显的变化趋势。




     J6VSDPM系统高效排量谱对毎个典型工作点的实验数据进行分析,搜索该工作点实验数据中效率最大值及其对应系统工作模式(即变量聚排量)。结合数值计算得到的系统额定工作域,将搜索得到的最高效率对应的变量聚排量进一步绘制成高效模式谱,搜索实验工作点、计算系统额定工作域、全工作域高效模式谱。系统在高载荷(特别是低速、高载荷),变量聚以非满排量工作可取得最大效率,这与之前分析得"系统效率随排量增大呈现出先增大后减小的趋势"相对泣。系统在其他工作点工作时,以最大许可排量(同时受限于变量果最大排量与电机的额定扭矩)工作可以取得最大系统效率,这与之前分析的"系统效率随变量系排量增大而整体呈现出增大趋势,最大许可排量下的系统效率最高相对应。




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点击次数:1020  更新时间:2017-07-23  【打印此页】  【关闭

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