交流伺服电机驱动的液压动力系统关键技术研究

发布时间：2017-06-28 13:12

  本文关键词：交流伺服电机驱动的液压动力系统关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对传统液压动力源存在的效率低、结构复杂、抗污染能力差、响应速度慢等缺点,本文提出基于交流伺服电机驱动直线共轭内啮合齿轮泵的液压动力源设计方案,该动力源具备交流伺服电机的响应速度快、调速性能好、效率高等特性,综合直线共轭内啮合齿轮泵可靠性高、脉动系数低、结构简单、价格低廉等优点。在完成该动力源及其实验系统设计的基础上,对动力源的低速稳定性、泵内空化、节能特性进行了研究,具体工作内容如下：(1)对比分析了传统驱动电机和液压泵的优缺点,设计了基于交流伺服电机驱动直线共轭内啮合齿轮泵的伺服泵控液压动力源及其实验台,结合液压机工作过程研究了该动力源的节能机理。从液压系统效率、能量损失导致的温升、噪音等方面对伺服泵控动力源的节能特性进行了实验研究,结果表明该伺服泵控液压系统具有良好的节能效果,在温升、噪音等方面相比传统液压系统性能突出。(2)采用扫过面积法建立了直线共轭内啮合齿轮泵的流量脉动计算方法,使用缝隙流动理论推导了齿轮泵内泄漏计算公式,可以计算出齿轮泵的瞬时输出流量,并在AMESim中对伺服泵控液压系统低速稳定性进行了仿真研究。提出了提高液压系统低速稳定性主要措施,基于PID控制算法实时调节电机转速,闭环控制泵输出流量提高了伺服泵控动力源的低速稳定性。(3)建立了某型内啮合齿轮泵的三维模型和内流域模型,并导入Pumplinx软件中进行空化分析,发现在内啮合齿轮泵吸油腔轮齿啮合区、齿顶与固定月牙块间隙等处易发生空化现象。对不同转速及进口压力下的泵内空化情况进行了分析,揭示了泵转速变化导致空化现象的机理。伺服泵控液压动力源的应用将越来越广泛,本课题所做工作和研究成果对交流伺服电机驱动直线共轭内啮合齿轮泵动力源的进一步研究及实际应用具有一定的参考意义。
【关键词】：液压动力源 直线共轭内啮合齿轮泵 空化 流量脉动 低速稳定性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• abstract9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 研究背景及意义16-19
• 1.1.1 液压系统节能途径16-17
• 1.1.2 传统液压动力源与交流伺服电机驱动的动力源17-19
• 1.2 直驱式泵控液压动力源国内外研究现状19-22
• 1.2.1 直驱式泵控液压动力源19
• 1.2.2 国外研究现状19-20
• 1.2.3 国内研究现状20-22
• 1.3 本文的主要研究内容22-23
• 1.4 本文的研究意义23-24
• 1.4.1 课题来源23
• 1.4.2 研究意义23-24
• 第二章 交流伺服电机驱动的液压动力源24-37
• 2.1 伺服泵控液压动力源设计24-26
• 2.1.1 驱动电机选择24-25
• 2.1.2 液压泵选择25-26
• 2.2 液压实验系统26-32
• 2.2.1 液压回路部分28-29
• 2.2.2 驱动电机的选用29-30
• 2.2.3 测量仪表及控制系统30-32
• 2.3 交流伺服电机驱动的动力源的节能分析32-36
• 2.3.1 液压机工作过程中能量损失途径32-33
• 2.3.2 交流伺服电机驱动的液压系统节能机理33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 伺服泵控液压动力源的低速稳定性37-58
• 3.1 直线共轭内啮合齿轮泵的原理和参数37-39
• 3.1.1 直线共轭内啮合齿轮泵的工作原理37-38
• 3.1.2 直线共轭齿轮副各部分几何尺寸38-39
• 3.2 伺服泵控液压动力源的流量特性39-51
• 3.2.1 直线共轭内啮合齿轮泵的理论输出流量39-43
• 3.2.2 齿轮泵的流量脉动43-45
• 3.2.3 直线共轭内啮合齿轮泵的内泄漏45-50
• 3.2.4 伺服泵控液压动力源的实际输出流量50-51
• 3.3 伺服泵控液压系统低速稳定性51-56
• 3.3.1 伺服泵控系统的输出稳定性仿真51-54
• 3.3.2 提高液压动力源低速稳定性的措施54-55
• 3.3.3 伺服控制提高低速稳定性55-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第四章 伺服泵控液压动力源中齿轮泵空化特性分析58-70
• 4.1 空化产生及其危害58-60
• 4.1.1 空化简介58-59
• 4.1.2 泵内空化产生的原因59-60
• 4.1.3 空化对泵的危害60
• 4.2 齿轮泵空化的CFD分析60-66
• 4.2.1 计算流体力学基本理论及全空化模型60-62
• 4.2.2 基于Pumplinx的直线共轭内啮合齿轮泵仿真研究62-64
• 4.2.3 空化仿真分析64-66
• 4.3 齿轮泵空化的影响因素66-69
• 4.3.1 齿轮泵转速的影响66-68
• 4.3.2 齿轮泵进口压力的影响68-69
• 4.4 空化对动力源输出流量的影响69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 伺服泵控液压动力源实验研究70-87
• 5.1 伺服泵控液压动力源能耗实验研究70-77
• 5.1.1 动力源效率实验70-73
• 5.1.2 伺服泵控系统和阀控系统能耗对比73-75
• 5.1.3 模拟液压机工作循环时输入功率对比75-77
• 5.2 液压系统温升实验77-82
• 5.2.1 液压系统温升原因77-79
• 5.2.2 液压系统温升的危害79
• 5.2.3 温升实验及结果分析79-82
• 5.3 液压系统噪声实验82-85
• 5.3.1 液压系统噪声形成原因及危害82
• 5.3.2 噪声实验及结果分析82-85
• 5.4 本章小结85-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 6.1 本文工作总结87-88
• 6.2 论文不足及后续展望88-89
• 参考文献89-94
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 聂松林,余祖耀,刘银水,李壮云;海水液压动力源的研制[J];液压与气动;2004年01期

2 权龙,Helduser S;基于可调速电动机的高动态节能型电液动力源[J];中国机械工程;2003年07期

3 张立勋,王茁,王立权,李力勇;自动补偿式深水液压动力源及水下作业工具[J];机床与液压;1999年02期

4 张平;郑建校;厉少长;吕刚;;工程机械紧急液压动力源系统设计[J];筑路机械与施工机械化;2013年09期

5 彭小光;许益民;;压力流量复合型液压动力源转速转矩测试系统开发与应用[J];机床与液压;2014年11期

6 ;[J];;年期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 马玉;基于智能优化方法的永磁电机驱动液压动力源控制策略研究[D];西安建筑科技大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 黄杨成;交流伺服电机驱动的液压动力系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2016年

2 张鹏;节能型液压动力源仿真与实验研究[D];重庆大学;2012年

  本文关键词：交流伺服电机驱动的液压动力系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：493963