專利名稱：一種高精度的泵控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高精度的泵控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種高精度的泵控系統(tǒng)，適用于各種控制精度要求較高的場合， 屬于液壓控制系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]隨著目前控制技術(shù)的提高，采用伺服電機直接驅(qū)動定量泵，通過伺服電機調(diào)整定 量泵的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩以滿足液壓系統(tǒng)的需要，中間省略了壓力、流量控制閥，具有節(jié)能及制造 成本降低等優(yōu)勢，如在注塑機上已大面積推廣應用。然而在許多高精度的控制場合尚未應 用，原因在于目前現(xiàn)有的油泵及如伺服電機控制精度的局限性。[0003]1、執(zhí)行機構(gòu)[0004]在實際應用中的油缸、液壓馬達等都存在不同程度的滲漏，而且這種滲漏是不確 定的，滲漏的大小隨著系統(tǒng)壓力、溫度的高低產(chǎn)生很大的變化，而且是非線性的。[0005]2、油泵特性[0006]任何油泵都有一個工作區(qū)域，低于此工作區(qū)油泵的輸出量非線性加大，且油泵的 脈動會變得很大。這將導致液壓系統(tǒng)的不穩(wěn)定。[0007]3、伺服電機[0008]目前國內(nèi)外生產(chǎn)的伺服電機在很低轉(zhuǎn)速運行時的平穩(wěn)性還存在一定的局限性。在 較高轉(zhuǎn)速時則非常平穩(wěn)。[0009]有基于此，申請人作出本實用新型。實用新型內(nèi)容[0010]本實用新型的目的在于提供一種靈活性和控制精度更高，且效率高、成本低的泵 控系統(tǒng)。[0011]本實用新型為實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案如下，一種高精度的泵控系統(tǒng)，包括 油泵、伺服電機、伺服驅(qū)動器，補償系統(tǒng)，油箱，其中油箱與油泵的進油口相連，油泵與伺服 電機相連，伺服電機與伺服驅(qū)動器相連，油泵的出油口與補償系統(tǒng)的進油口相連接后一起 作用于控制對象，補償系統(tǒng)的回油口與油箱相連。補償機構(gòu)一直處于回油態(tài)，在泵控系統(tǒng)中 所起的作用為泵控系統(tǒng)提供額定的回油流量，使油泵和伺服電機始終處于最佳的工作區(qū)域 范圍內(nèi)。[0012]本實用新型的進一步的設(shè)置如下[0013]補償系統(tǒng)可以由多種結(jié)構(gòu)，如調(diào)速閥、油缸加位移控制裝置，但都必須滿足回油流量可控。[0014]補償裝置為調(diào)速閥，調(diào)速閥的進油口與油泵的出油口相連后連接于控制對象，調(diào) 速閥的回油口與油箱相連，調(diào)速閥根據(jù)工作情況調(diào)整流量且流量不會因系統(tǒng)壓力的大小而 改變，從而使油泵和伺服電機始終處于最佳的工作區(qū)域范圍內(nèi)。[0015]補償裝置由液壓缸、活塞移動裝置，卸荷閥組成，液壓缸與油泵的出油口相連后連接于控制對象，液壓缸與卸荷閥相連，卸荷閥與油箱相連，液壓缸的活塞與活塞移動裝置相 連，通過調(diào)節(jié)活塞移動裝置的移動速度使油泵和伺服電機始終處于最佳的工作區(qū)域范圍 內(nèi)。[0016]本實用新型具有如下有益效果[0017]1、本實用新型動態(tài)調(diào)節(jié)伺服電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動油泵，不浪費電機功率，節(jié)能 效果顯著；[0018]2、由于對油泵采取了回油補償，使油泵和伺服電機始終處于最佳的工作區(qū)域范可 實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的力、位移的高精度控制；[0019]3、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，適用范圍廣，易于實現(xiàn)批量化生產(chǎn)制造。[0020]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。


[0021]圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖2采用調(diào)速閥作為補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖3采用油缸作為補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0024]如圖1所示，本實用新型的一種高精度的泵控系統(tǒng)包括油泵1、伺服電機2、伺服 驅(qū)動器3，補償系統(tǒng)4，油箱5，其中油箱5與油泵1的進油口相連，油泵1與伺服電機2相 連，伺服電機2與伺服驅(qū)動器3相連，油泵1的出油口與補償系統(tǒng)4的進油口相連接后一起 作用于控制對象，補償系統(tǒng)4的回油口與油箱5相連。[0025]工作時，調(diào)整補償機構(gòu)4，使其一直處于回油態(tài)，回油流量的大小根據(jù)工作情況設(shè) 定，使油泵1和伺服電機2始終處于最佳的工作區(qū)域范圍內(nèi)；此時啟動伺服電機，即可使泵 控系統(tǒng)正常運行。[0026]本實用新型的控制原理如下[0027]在理想狀態(tài)下伺服電機直接驅(qū)動油泵，伺服電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，與執(zhí)行機構(gòu)所需的 壓力、流量，通過推導符合以下關(guān)系[0028]P = pXQ (1)[0029]Q = nXq (2)[0030]由式(1)、(2)可得[0031]P = pXnXq (3)[0032]由于ρ[0033]Tw=(4)2π·χη[0034]將式(3)代入式(4)得[0035]Tw=^- χρ(5)2π[0036]式中P-系統(tǒng)功率(W)[0037]ρ-系統(tǒng)壓力(Pa)[0038]Q-流量(m3/s)4[0039]Tw-轉(zhuǎn)矩(N · m)[0040]η-電機轉(zhuǎn)速(r/s)[0041]q_ 油泵排量(m3/r)[0042]根據(jù)Tw=I xp，在理想的一套系統(tǒng)中—為常數(shù)，所以伺服電機的轉(zhuǎn)矩與系統(tǒng)所需的壓力成正比。根據(jù)Q = nXq，可知伺服電機的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)的所需流量成正比。[0043]由此可以推理在控制對象需要保壓時，考慮系統(tǒng)滲漏況下，伺服電機和油泵的轉(zhuǎn) 速接近于零(特別是在低壓狀態(tài)下)，此時伺服電機和油泵的性能極不穩(wěn)定，導致液壓波動 增大。[0044]我們在一臺500kN的油缸上做控制精度試驗采用內(nèi)嚙合齒輪泵，排量為lml/r， 齒輪泵內(nèi)為100齒/r，伺服電機采用lkW，額定轉(zhuǎn)速lOOOr/min，用500kN的負荷傳感器及儀 表做反饋，閉環(huán)控制。[0045]表1未采用補償機構(gòu)50次試驗后的平均值[0046]
權(quán)利要求1.一種高精度的泵控系統(tǒng)，包括油泵、伺服電機、伺服驅(qū)動器，油箱，其中油箱與油泵 的進油口相連，油泵與伺服電機相連，伺服電機與伺服驅(qū)動器相連，其特征在于還包括補 償裝置，補償裝置的進油口與油泵的出油口相連接，補償裝置的回油口與油箱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的泵控系統(tǒng)，其特征在于補償裝置為調(diào)速閥，調(diào) 速閥的進油口與油泵的出油口相連后連接于控制對象，調(diào)速閥的回油口與油箱相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的泵控系統(tǒng)，其特征在于補償裝置由液壓缸、活 塞移動裝置，卸荷閥組成，液壓缸與油泵的出油口相連后連接于控制對象，液壓缸與卸荷閥 相連，卸荷閥與油箱( 相連，液壓缸的活塞與活塞移動裝置相連。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度的泵控系統(tǒng)，適用于各種控制精度要求較高的場合，屬于液壓控制系統(tǒng)領(lǐng)域。包括油泵、伺服電機、伺服驅(qū)動器，補償系統(tǒng)，油箱，其中油箱與油泵的進油口相連，油泵與伺服電機相連，伺服電機與伺服驅(qū)動器相連，油泵的出油口與補償系統(tǒng)的進油口相連接后一起作用于控制對象，補償系統(tǒng)的回油口與油箱相連。補償機構(gòu)一直處于回油態(tài)，在泵控系統(tǒng)中所起的作用為泵控系統(tǒng)提供額定的回油流量，使油泵和伺服電機始終處于最佳的工作區(qū)域范圍內(nèi)。本實用新型具有節(jié)能、高精度控制；生產(chǎn)成本低，適用范圍廣，易于實現(xiàn)批量化生產(chǎn)制造等優(yōu)點。
文檔編號F15B11/05GK201818569SQ20102057775
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月24日
發(fā)明者李海根 申請人:紹興市肯特機械電子有限公司