專利名稱：用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備上，屬于液壓動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)應(yīng)用的液壓動(dòng)力系統(tǒng)所采用的一般為普通電機(jī)帶動(dòng)油泵提供液壓動(dòng)力源，其工作原理如圖1所示，普通電機(jī)2’驅(qū)動(dòng)油泵3’以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5’需要在一定的壓力下按一定速度運(yùn)行時(shí)壓力傳感器9’發(fā)送信號給計(jì)算機(jī)1’，由計(jì)算機(jī)1’發(fā)送壓力控制信號給比例溢流閥8’，比例溢流閥8’調(diào)整系統(tǒng)工作壓力；位移傳感器6’發(fā)送信號給計(jì)算機(jī)1’，由計(jì)算機(jī)1’發(fā)送信號給比例流量閥7’，比例流量閥7’對油泵3’提供的壓力進(jìn)行分配，一部份壓力油提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)5’，使之剛好能滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)5’的位移、速度的需要，多余的壓力油經(jīng)比例溢流閥8’流回油箱，這種系統(tǒng)的流量和壓力需通過比例流量閥7’和比例溢流閥8’來調(diào)整。
上述液壓動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)消耗功率為P＝p×QQ＝n×q式中P——功率(w)p——系統(tǒng)壓力(Pa)Q——流量(m3/s)
n——電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/s)q——油泵排量(m3/r)由于該系統(tǒng)中電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，所以其消耗功率為P＝p×n×q因?yàn)閚×q在該系統(tǒng)中為常數(shù)，所以電機(jī)消耗功率只與系統(tǒng)壓力有關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)壓力確定時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論運(yùn)行速度快慢均不改變功耗，也就是在執(zhí)行機(jī)構(gòu)需低速運(yùn)行或保壓時(shí)，電機(jī)消耗的功大部分為無效功，這些無效功大部分轉(zhuǎn)化為熱能并通過壓力油經(jīng)比例溢流閥流回油箱，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱，在許多場合下，特別是在高壓且速度變化很大的工況下則需安裝冷卻系統(tǒng)，從而導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)能量利用率低，而且增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，效率高，成本低，功率損耗小，按工作要求合理分配壓力和流量的用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)。
本發(fā)明要解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置、位移傳感器、壓力傳感器、油泵、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，位移傳感器、壓力傳感器、油泵分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集和處理裝置分別與位移傳感器、壓力傳感器相連，其特征在于還包括伺服電機(jī)，伺服電機(jī)與數(shù)據(jù)采集和處理裝置相連，油泵與伺服電機(jī)相連。
本發(fā)明的進(jìn)一步的設(shè)置為所述的伺服電機(jī)包括永磁電機(jī)、速度裝置、伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器與數(shù)據(jù)采集和處理裝置相連，永磁電機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器相連，速度裝置與永磁電機(jī)設(shè)為一體，永磁電機(jī)與油泵連接。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的設(shè)置為所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓缸或液壓馬達(dá)。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的設(shè)置為數(shù)據(jù)采集和處理裝置包括計(jì)算機(jī)和專用控制器。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，通過伺服電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速來達(dá)到控制本系統(tǒng)的壓力和流量的目的，其轉(zhuǎn)矩能保證本系統(tǒng)壓力的需要，轉(zhuǎn)速能保證本系統(tǒng)流量的需要，其計(jì)算公式如下①P＝p×Q②Q＝n×q③Tw=P2π×W]]>式中P——功率(w)p——系統(tǒng)壓力(Pa)Q——流量(m3/s)Tw——轉(zhuǎn)矩(N.m)n——電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/s)q——油泵排量(m3/r)由①②③可知Tw=q2π×p,]]>由于 為常數(shù)，所以伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與系統(tǒng)壓力成正比。
而根據(jù)Q＝n×q，可知伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)的流量成正比。由于伺服電機(jī)能實(shí)時(shí)調(diào)整其轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，響應(yīng)速度為ms級，所以能完全滿足該系統(tǒng)的要求。
本發(fā)明的油泵流量可以通過伺服電機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)整，系統(tǒng)所需流量等于油泵流量，因此伺服電機(jī)所做的功完全應(yīng)用于系統(tǒng)工作中，特別在高壓低速運(yùn)行時(shí)，伺服電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)矩以很低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，功率損耗小，提高了工作效率。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為一種液壓動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理圖；圖2為本發(fā)明的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置1、伺服電機(jī)2、永磁電機(jī)21、速度裝置22、伺服驅(qū)動(dòng)器23、油泵3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)4、位移傳感器5、壓力傳感器6、油箱7。位移傳感器5、壓力傳感器6、油泵3分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)4相連，用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)4的數(shù)據(jù)采集和處理裝置1分別與位移傳感器5、壓力傳感器6、伺服電機(jī)2相連，伺服電機(jī)2包括永磁電機(jī)21、速度裝置22、伺服驅(qū)動(dòng)器23，伺服驅(qū)動(dòng)器23與數(shù)據(jù)采集和處理裝置1相連，永磁電機(jī)21與伺服驅(qū)動(dòng)器23相連，速度裝置22與永磁電機(jī)21設(shè)為一體，永磁電機(jī)21與油泵3連接，油箱7分別與油泵3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)4相連。執(zhí)行機(jī)構(gòu)4為液壓缸或液壓馬達(dá)。數(shù)據(jù)采集和處理裝置1包括計(jì)算機(jī)和專用控制器。
本發(fā)明的工作原理數(shù)據(jù)采集和處理裝置1按工作要求輸出信號給伺服電機(jī)2，使伺服電機(jī)2在工作當(dāng)中產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)油泵3，油泵3從油箱7中吸入液壓油，并把液壓油輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)4中，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)4工作，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4需要在一定的壓力下以一定速度運(yùn)行時(shí)，壓力傳感器6發(fā)出壓力信號給數(shù)據(jù)采集和處理裝置1，數(shù)據(jù)采集和處理裝置1通過運(yùn)算給伺服電機(jī)2一個(gè)轉(zhuǎn)矩信號，位移傳感器5和伺服電機(jī)2中的速度裝置22共同發(fā)送一個(gè)速度信號給伺服電機(jī)2，數(shù)據(jù)采集和處理裝置1通過運(yùn)算給伺服電機(jī)2一個(gè)轉(zhuǎn)速信號，伺服電機(jī)2根據(jù)轉(zhuǎn)矩信號和速度信號動(dòng)態(tài)地來調(diào)整伺服電機(jī)2的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)油泵3，傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)4所需的壓力和流量。
權(quán)利要求
1.一種用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置(1)、位移傳感器(5)、壓力傳感器(6)、油泵(3)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)，位移傳感器(5)、壓力傳感器(6)、油泵(3)分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)相連，用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)的數(shù)據(jù)采集和處理裝置(1)分別與位移傳感器(5)、壓力傳感器(6)相連，其特征在于還包括伺服電機(jī)(2)，伺服電機(jī)(2)與數(shù)據(jù)采集和處理裝置(1)相連，油泵(3)與伺服電機(jī)(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的伺服電機(jī)(2)包括永磁電機(jī)(21)、速度裝置(22)、伺服驅(qū)動(dòng)器(23)，伺服驅(qū)動(dòng)器(23)與數(shù)據(jù)采集和處理裝置(1)相連，永磁電機(jī)(21)與伺服驅(qū)動(dòng)器(23)相連，速度裝置(22)與永磁電機(jī)(21)設(shè)為一體，永磁電機(jī)(21)與油泵(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)為液壓缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)為液壓馬達(dá)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)采集和處理裝置(1)包括計(jì)算機(jī)和專用控制器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用伺服電機(jī)控制的液壓動(dòng)力系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置、位移傳感器、壓力傳感器、油泵、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，位移傳感器、壓力傳感器、油泵分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集和處理裝置分別與位移傳感器、壓力傳感器、伺服電機(jī)相連，油泵與伺服電機(jī)相連。采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明可以按工作要求合理分配壓力和流量，降低了功率損耗，提高了工作效率。
文檔編號F15B9/03GK101042149SQ20071006807
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者李招海, 李海根, 劉勝, 彭建 申請人:紹興市肯特機(jī)械電子有限公司