閉環(huán)控制軸向柱塞泵

在液壓系統(tǒng)中，常常要求系統(tǒng)壓力、速度在工作過(guò)程中能進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的需求。對(duì)于比例壓力調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)方法一般是使用比例調(diào)壓閥(見(jiàn)圖32中的2Y1)來(lái)實(shí)現(xiàn)；對(duì)于比例速度調(diào)節(jié)，一般使用比例方向閥、比例流量閥或比例泵來(lái)實(shí)現(xiàn)(見(jiàn)圖32中的2Y2)。圖32中的比例泵為電氣控制變量泵，該泵的排量允許無(wú)級(jí)和可編程設(shè)定，排量大小與2Y2比例流量控制閥的比例電磁鐵中的電流大小成正比。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率選定后，為了防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載，在泵出口增加了壓力傳感器，通過(guò)設(shè)定值和傳感器實(shí)測(cè)比較，由電氣控制保證系統(tǒng)功率小于電動(dòng)機(jī)功率。如果一個(gè)液壓系統(tǒng)既要比例調(diào)速叉要比例調(diào)壓，則需要將多個(gè)元件進(jìn)行疊加，這一方面增加了液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，另一方面也增加了電氣控制的復(fù)雜性。

1．系統(tǒng)特點(diǎn)

電子閉環(huán)控制軸向柱塞泵可對(duì)壓力、流量、功率進(jìn)行連續(xù)閉環(huán)控制，控制精度小于0.2%（傳統(tǒng)比例閥控制精度為2%），并具有很好的動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，如果采用新型電子閉環(huán)控制柱塞泵，只要一個(gè)泵就可替代原有的多個(gè)元件，不僅實(shí)現(xiàn)比例調(diào)速、比例調(diào)壓還能實(shí)現(xiàn)比例功率調(diào)節(jié)。對(duì)于小流量、小功率的工藝，應(yīng)用常規(guī)的元件，需要通過(guò)溢流閥溢掉多余的油液，這不僅造成能源浪費(fèi)，還會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)發(fā)熱，降低泵的容積效率，增加泄漏，對(duì)系統(tǒng)是非常不利。若改用這種新型的電子閉環(huán)控制軸向柱塞泵后，可實(shí)現(xiàn)恒功率控制。

電子閉環(huán)控制軸向柱塞泵是由多種元件疊加復(fù)合在軸向柱塞泵上形成的組合體。根據(jù)使用環(huán)境、使用方法不同，有多種控制系統(tǒng)，但一般由軸向柱塞泵、壓力傳感器、放大器、預(yù)加載閥等元件組成。壓力傳感器測(cè)量值為壓力實(shí)測(cè)值，與放大器的設(shè)定值比較后，對(duì)泵輸出控制信號(hào)，位置控制與壓力控制相同。預(yù)加載閥為可選項(xiàng)，主要功用是在泵口建立2MPa以上控制壓力，控制泵的斜盤(pán)傾角改變，達(dá)到變量的目的。如果沒(méi)有選擇預(yù)加載閥，則需要有大于2MPa的外部控制油壓，或在泵出口增加一個(gè)2MPa以上的外控順序閥，既沒(méi)有預(yù)加載閥，也沒(méi)在泵口建立2MPa以上壓力，泵將沒(méi)法正常運(yùn)行，這是設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。

2．閉環(huán)控制在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用

某50T專用液壓機(jī)（簡(jiǎn)稱50T壓機(jī)）。該液壓機(jī)有上下兩個(gè)滑塊，上滑塊由一個(gè)缸徑Ф160活塞缸驅(qū)動(dòng)，下滑塊由兩個(gè)缸徑Ф125活塞缸驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)兩滑塊同時(shí)空載運(yùn)行時(shí)，速度快，需要的流量大(見(jiàn)圖33)，而此時(shí)不帶負(fù)載，系統(tǒng)壓力較低；當(dāng)兩滑塊同時(shí)加壓慢速運(yùn)行時(shí)，流量較大、壓力高；當(dāng)一個(gè)滑塊加壓慢速運(yùn)行時(shí)，流量小、壓力高；當(dāng)一個(gè)滑塊慢速退回時(shí)，則為小流量，低壓力。因?yàn)閴簷C(jī)需要多級(jí)流量、壓力和功率控制，為此選用了電子閉環(huán)控制軸向柱塞泵，并且沒(méi)有選擇預(yù)加載閥，而是在泵口增加了外控順序閥，建立大于2MPa的系統(tǒng)控制壓力，如圖34所示。雖然系統(tǒng)要求有多級(jí)變化，但只要改變輸入的電信號(hào)量，就可輕易實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在液壓設(shè)備多數(shù)都為PLC控制，這就使輸入信號(hào)大小的改變非常容易。另外還在程序中設(shè)定了功率控制，讓泵的功率隨著工藝要求的改變而改變。

對(duì)于小流量、低壓力的工況，功率要求低，采用這種電子閉環(huán)控制軸向柱塞泵既節(jié)省了電能，也無(wú)需將多余的油液進(jìn)行溢流，油箱尺寸減小了，節(jié)省了能量，減少發(fā)熱量，也改善了系統(tǒng)性能。

電子泵也可運(yùn)用在其他液壓系統(tǒng)中，要求越復(fù)雜的系統(tǒng)，越能體現(xiàn)它的優(yōu)越性，并且精度高、動(dòng)態(tài)特性好、節(jié)能降耗，在高精尖系統(tǒng)中的運(yùn)用必將越來(lái)越多。