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液压变压器问题及现状

2022/07/16168 作者:佚名
导读:液压变压器关键问题 (1)控制问题 由于液压变压器的配流盘和缸体惯量都很小,液压变压器本身的动态响应能力快,因而使它的抗干扰能力变得很差,配流盘位置的微小变动,就会立即改变缸体转矩的平衡和变压器的旋转速度,进而液压变压器传递的流量也跟着快速改变,而流量的变化将直接影响变压器的输出压力 。因此,必须对液压变压器采用闭环反馈控制。 液压变压器在高速运行时的可控性较好,简单的PID控制器就能实现对速度和

液压变压器关键问题

(1)控制问题

由于液压变压器的配流盘和缸体惯量都很小,液压变压器本身的动态响应能力快,因而使它的抗干扰能力变得很差,配流盘位置的微小变动,就会立即改变缸体转矩的平衡和变压器的旋转速度,进而液压变压器传递的流量也跟着快速改变,而流量的变化将直接影响变压器的输出压力 。因此,必须对液压变压器采用闭环反馈控制。

液压变压器在高速运行时的可控性较好,简单的PID控制器就能实现对速度和流量的调节、补偿。在低速运行时,变压器的运动逐渐变为以非线性运动为主,前面提到的控制策略不能很好解决液压变压器低速运行时的性能,因此需要设计更为复杂的控制器。这也是急需进一步研究液压变压器的问题之一:

瑞典的Linkoping大学在变压器的控制策略方面做了很多研究工作, 了两种比较典型的控制方法 。一种方法是采用负载流量和变压器转速做为反馈信号的流量控制,快速补偿转矩的波动。另一种方法是变压器低速运行时,在高压油源和负载之间连接管线,并采用旁路节流的方式抑制转矩波动;而在高速时仍然采用方法一的控制策略。这两种控制方法的效果如何还有待试验进一步验证。

(2)振动与噪声

要把液压变压器设计为一个实用的流体动力元件,必须重视变压器的噪声和压力、流量波动性。

在新型液压变压器中,由于配流盘有三个腰形槽,在缸体旋转过程中,柱塞腔内的压力变化过程无处不在。当柱塞缸从一个腰形槽转到另一个腰形槽时,柱塞腔内的油液暂时被两个腰形槽间的阀面切断,在被切断的这段时间内,柱塞缸容腔将变大或缩小,腔体内的油液将产生压缩或膨胀,这样会导致很高的压力峰值或严重的气穴现象发生,引起噪声的增加 。由于变压器输出压力是个调节量,简单地在配流盘腰形槽间开减振槽的方法已不能很

好地解决变压器的噪声问题,因此必须寻求其他解决方案。Innas B V公司在减少液压变压器噪声方面做了很多研究工作。一种方法是通过增加液压变压器缸体内柱塞的数量来减少噪声,这已经在其改进型液压变压器中可以看到。另一种降低噪声的方法是在两个相邻柱塞腔间引进“梭”来减少压力峰值。两种方法在减少噪声方面都取得了一定的效果。

(3)配流盘与后端盖的接口

在液压变压器中,若配流盘腰形槽与后端盖接口形状一致,将使配流盘可旋转角度过小,导致变压器的调压范围有限。当旋转配流盘时,随着旋转角度的增大,配流盘A, B, T槽与后端盖的A, B,T接口间的油液通流面积逐渐减小,配流盘与后端盖之间的油液节流损失增加,变压器的节能效果降低;当配流盘旋转角度增大到一定值时,还会使配流盘的A槽与后端盖的T口、B槽与A口、T槽与B口槽相通,造成变压器功能的丧失。因此,如何设计配流盘腰形槽与后端盖油路接口的形状和位置,使配流盘可旋转角度尽量大,是液压变压器研制过程中要解决的又一关键性技术。目前还没有很好地解决这一难题。

液压变压器研究现状

自20世纪90年代以来,荷兰、瑞典和日本等发达国家对液压变压器投入了大量的人力、物力。如荷兰Innas BV公司、瑞典Linkoping大学、日本Sophia大学正在对该课题进行研究。目前国内除浙江大学流体传动及控制国家重点实验室外还没有其他科研单位开展液压变压器的研究工作.

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