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Technical articles液壓馬達速度伺服系統(tǒng)是工程上常用的伺服控制系統(tǒng),它具有響應速度快、功率/質量比大、負載剛性高和性能價格比高等特點,能實現(xiàn)高精度、高速度和大功率控制,因此在航空航天、冶金、船舶、機床、動力設備和煤礦機械等工業(yè)領域得到了廣泛采用,如用于飛機發(fā)動機轉速模擬系統(tǒng)、大型雷達天線、火炮自動跟隨系統(tǒng)、注塑機和油壓機等。隨著使用要求的進一步提高,如高響應和率,在原來泵控馬達速度伺服和閥控馬達速度伺服系統(tǒng)的基礎上,又出現(xiàn)了閥泵聯(lián)合控制的馬達速度伺服系統(tǒng),這是液壓馬達速度伺服系統(tǒng)發(fā)展的一種趨勢。
液壓馬達速度伺服系統(tǒng)的基本類型有泵控(容積控制)和閥控(節(jié)流控制)系統(tǒng)兩種。前者效率高,但由于斜盤變量機構的結構尺寸及慣量大,因此動態(tài)響應慢,適用于大功率和對快速性要求不高的場合;后者由于采用伺服閥或比例閥控制,動態(tài)響應快,但效率低,適用于對快速性要求高的中小功率場合。為了解決快速性和系統(tǒng)效率之間的矛盾,將閥控(調節(jié)時間短和超調小)和泵控(較高的系統(tǒng)效率)結合起來聯(lián)合控制是現(xiàn)在液壓馬達速度伺服系統(tǒng)發(fā)展的一種趨勢。這種閥泵同時控制的系統(tǒng)在動態(tài)調節(jié)過程中利用閥控輸出保證動態(tài)性能,在穩(wěn)態(tài)調節(jié)時主要利用泵控輸出進行功率調節(jié),因而這種系統(tǒng)在保證快速性的同時具有較高的效率。
液壓馬達速度伺服系統(tǒng)的基本形式有容積調速和節(jié)流調速兩類:①容積調速系統(tǒng)的典型結構是泵控液壓馬達系統(tǒng),它通過改變變量泵的排量來對馬達輸出進行控制。這種控制方法具有功率損失小、效率高的優(yōu)點。因此在很多場合得到了應用,尤其是大功率系統(tǒng)中,但它具有低速不穩(wěn)定、動態(tài)特性較差的缺陷;②節(jié)流調速系統(tǒng)是通過調節(jié)伺服閥的開度來調節(jié)進入液壓馬達的流量,從而控制馬達的速度,特點是響應快、效率低,適于動態(tài)特性要求高的場合。而閥泵聯(lián)合調節(jié)系統(tǒng)的出現(xiàn)則部分地解決了快速性和系統(tǒng)效率之間的矛盾,具有響應快和效率高的特點,可適用于大功率、高精度、快響應的場合。綜上所述,液壓馬達速度伺服系統(tǒng)的主要結構形式、特點和使用場合歸納為下表,作為應用時參考。
液壓馬達速度伺服系統(tǒng)結構與性能比較表
結構形式
性能指標 | 動態(tài)特性 | 系統(tǒng)效率 | 應用場合 | |
泵 控 | 開環(huán) | 差 | 高 | 大功率 |
帶位置環(huán) | 一般 | 高 | 大功率 | |
無位置環(huán) | 一般 | 高 | 大功率 | |
閥 控 | 串聯(lián) | 好 | 低 | 中、小功率 |
節(jié)流并聯(lián) | 好 | 較高 | 中、大功率 | |
補油并聯(lián) | 好 | 較高 | 中、大功率 | |
泵 閥 聯(lián) 合 | 串聯(lián)1 | 好 | 較高 | 中、大功率 |
串聯(lián)2 | 好 | 較高 | 中、大功率 | |
并聯(lián) | 好 | 高 | 大功率
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