液壓控制系統(tǒng)并聯(lián)電機(jī)泵電流匹配分析

杜英

(上海航天控制技術(shù)研究所,上海 201109)

液壓控制系統(tǒng)并聯(lián)電機(jī)泵電流匹配分析

杜英

(上海航天控制技術(shù)研究所,上海 201109)

為提高液壓控制系統(tǒng)可靠性和冗余要求,某型號導(dǎo)彈液壓舵機(jī)采用兩組電機(jī)泵并聯(lián)共同控制四組電液伺服閥、作動筒運動,從而實現(xiàn)對舵面的控制。該液壓舵機(jī)在裝配和振動篩選過程中,出現(xiàn)一組電機(jī)電流偏小情況,本文對該現(xiàn)象進(jìn)行了分析,同時介紹了兩組電機(jī)泵并聯(lián)的工作原理、功率、電流、流量分配原則及負(fù)載特性,提出了電機(jī)泵并聯(lián)結(jié)構(gòu)裝配前的選用原則,為液壓系統(tǒng)泵組并聯(lián)裝配提供理論依據(jù)。

液壓舵機(jī) 電機(jī)泵 并聯(lián) 匹配

1 并聯(lián)電機(jī)泵工作原理

某型號液壓舵機(jī)并聯(lián)電機(jī)泵工作原理圖見圖1，由圖1可知，兩組電機(jī)泵共同為四個伺服閥供油。主要公式:

(1)并聯(lián)管路壓力相等，總流量為分流量之和

P1=P2=PQ1+Q2=Q

(2)電機(jī)的功率等于泵的功率除以效率

其中P1-泵1油液壓力;P2-泵2油液壓力;Q1-泵1油液流量; Q2-泵2油液流量;Q-系統(tǒng)流量;P-系統(tǒng)油液壓力;η1-泵1工作效率;η2-泵2工作效率;U-電機(jī)電壓;I1-電機(jī)1電流;I2-電機(jī)2電流。

圖1 兩電機(jī)泵并聯(lián)工作原理

圖2 兩組泵工作在系統(tǒng)壓力

圖3 兩組泵工作在系統(tǒng)壓力之前(B)和之后(C)

由上公式可以看出，兩組電機(jī)的電流分配可以轉(zhuǎn)化為2組電機(jī)的功率分配，即柱塞泵的流量分配，因此產(chǎn)生電機(jī)泵匹配的根本原因是并聯(lián)泵流量/功率分配不均(如圖1)。

2 并聯(lián)泵功率曲線分析及流量分配差異

圖2和圖3為兩組柱塞泵在A、B、C三種不同工況下的功率曲線示意圖。

當(dāng)兩組泵在A工況時工作時，兩組功率平均分配，PW1=PW2，這樣電機(jī)功率也基本平均分配，則電機(jī)電流平均，不會出現(xiàn)電流偏小現(xiàn)象。

當(dāng)兩組泵在B工況時工作時，兩組功率分配不均，PW1＞PW2，這樣電機(jī)1分得的功率較大，則電機(jī)2可能出現(xiàn)電流偏小現(xiàn)象。

當(dāng)兩組泵在C工況時工作時，兩組功率分配不均，PW1＜PW2，這樣電機(jī)2分得的功率較大，則電機(jī)1可能出現(xiàn)電流偏小現(xiàn)象。

3 電機(jī)泵實際數(shù)據(jù)分析

選擇實際生產(chǎn)的6套液壓舵機(jī)相互組合的電機(jī)泵數(shù)據(jù)見表1和表2。

(1)由表1可見，泵1與泵2不匹配，與泵3匹配，分析該組數(shù)據(jù)得，泵1與泵3在19MPa時功率比泵1與泵2更接近，所以電流差異不大。

(2)由表2可見，泵4與泵5不匹配，與泵6匹配，分析該組數(shù)據(jù)得，泵4與泵6在19MPa時功率比泵4與泵5更接近，所以電流差異不大。

通過實際數(shù)據(jù)對比可以看出與理論分析相符。

4 結(jié)論和建議

由以上數(shù)據(jù)分析得，產(chǎn)生1組電流超差的主要原因是柱塞泵功率曲線不匹配，因此在系統(tǒng)裝配時應(yīng)先根據(jù)泵的選擇流量與效率比最接近的參數(shù)配對1、2組電機(jī)泵。

[1]李洪人.液壓控制系統(tǒng)[M].北京:國防工業(yè)出版社,1981.

[2]許賢良.液壓傳動系統(tǒng)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.

表1 泵1、泵2、泵3參數(shù)對比分析

表2 泵4、泵5、泵6參數(shù)對比分析