输入输出可控的液压系统蓄能器控制系统研究文献综述
2020-04-15 09:34:58
现在,世界制造业高速发展,我国也不例外,抓住时代机遇,正处于从制造大国跃向制造强国的转变历程中。显然,装备制造业的发展十分重要不容忽视,而在装备制造业中,液压技术占了十分重要的地位,对机械制造业的发展,有着不可小觑的作用,具有十分重要的应用价值与发展潜力,因此,也要技术的研究和提高迫在眉睫,只有发展和完善液压技术,才能进一步发展与完善机械制造业,满足机械制造业的需求。
尽管液压传动技术在工业领域已经成功得到了广泛的应用,但是现今,液压传动有一个严重的缺点,即能量利用率较低,仅有6%~30%,造成了极大的能源浪费现象。而随着现代社会能源危机的日益严重,如何提高液压机的能量利用率已经成为目前研究的热点。只有成功将液压系统中浪费的能量利用起来,或者降低液压系统浪费的能源消耗,才能有效的为现代社会节约能源与有限的资源,从而为人类社会做出不凡的贡献,也可以为我们的子子孙孙留下足够的资源与美丽的环境。
只有在完全的了解了液压传动是在什么地方、怎么样损失能量的,才能有效解决这方面问题从而减少能耗,找到合适的减少能耗、节约能源的策略与方法。液压系统损失能量主要有三个方面:1.压力损失,是有液体流经管路以及装置局部区域造成的;2.容积损失,是有液压系统或者元件的泄露造成的;3.摩擦损失,由于装置内液体有摩擦,而且液体与装置之间也存在摩擦,是有运动部件之间机械磨损造成的。
因此在液压系统中,主要从两个方面来考虑节能问题,一是尽量减少和避免造成功率损失的因素,如溢流损失、节流损失、元件自身损失等;另一方面是将系统中的能量加以储存以便再利用。本文主要从第二方面入手,通过回收、储存系统中浪费的能量,并加以利用以达到节能、提高能量利用率的目的。目前,比较常用的储能回路有利用液体压力能的储能回路、机械能储能回路等。机械能的储能回路主要形式为飞轮储能,可以降低装机功率,提高效率,但是由于结构上所用高转差率电动机启动力矩的限制,将其用于大吨位液压机上还有一定困难,且由于工艺范围的限制,对于负荷数值变化过大或保压时间过长等情况皆不适用。
储能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置。它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能存起来,当系统需要时,又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来,重新补供给 系统。当系统瞬间压力增大时,它可以吸收这部分的能量,以保证整个系统压力正常。
其工作原理是,液压油是已经不可再进行压缩的液体,所以无妨通过液压油蓄积压力能,得通过其他介质来进行转换、蓄积压力能。例如,利用气体(稀有气体、)可压缩性质所研制出来的皮囊式充气蓄能器就是一种装置可以用来蓄积液压油。它由带有气密封件的气体部分以及油液部分组成,位于皮囊周围的油液与油液回路接通。当压力升高的时候,油液成功进入蓄能器,此时气体被压缩,直到系统管路的压力恒定不再上升;而当管路压力下降的时候,压缩空气膨胀,将油液成功压入回路之中,进而可以减缓管路压力的快速下降。
由于蓄能器具有种种优势,因此这将是未来节能重要的研究方向。
国内外对液压系统的整体结构研究已经比较成熟,现在发展主题体现在控制系统的设计方面,控制系统根据其主控元件可分为三种类型:
(1) 继电器为主控元件的传统型液压系统。
(2) 采用可编程控制器为主控元件的液压系统。