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文档简介

泵控液压缸技术9分腔容积直驱单出杆液压缸系统泵控液压缸技术9.1系统原理第1节系统原理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11.1单动力源定转速电动机驱动双变量泵系统

在分腔容积直驱系统中（双动力源变转速电动机驱动双定量泵开式回路）中，液压缸两腔各用一个双向变转速驱动的定量液压泵控制，两腔的流量和压力通过控制电动机的转速、转矩独立调节，可适应任意面积比的液压缸；对于每个执行器，系统存在两个自由度，不需要附加补油和热交换回路，通过设计合理的策略控制两台电动机的转速后，就可补偿系统泄漏，实现液压缸的预压紧，并对液压缸的运行速度和位置进行控制。闭式回路需要专用的补油、热交换和预压紧回路，因此双泵控系统结构复杂，难以推广应用。结合变转速泵控和阀口独立控制原理，采用分腔容积直驱单出杆液压缸系统，应用两个变转速泵分别独立调节液压缸进、出油口的压力和流量,可以简化回路原理、提高能量效率。第1节系统原理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1应用总压力控制策略后，分腔容积直驱系统同样也具有与阀控系统类似的动、静态特性，具有线性的压力-流量特性和好的压力增益，提高了系统刚性和固有频率。动态或外负载突变时，液压缸两腔压力和不变，两腔压力反向变化，产生压力差驱动液压缸运动和平衡外负载，实现四象限驱动。采用总压力控制的分腔容积直驱单出杆液压缸系统第1节系统原理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11.2变转速泵与蓄能器复合控制原理在实际应用中，对于部分简单的应用场合，如果没有四象限驱动的要求，则可用一台蓄能器代替变转速液压泵2，通过选择合适的蓄能器特性曲线，可以在满足系统动静态特性的前提下，大大降低回路成本、使系统能耗降到最低。该回路原理既适用于变转速泵，也适用于传统伺服泵组成的系统，并且只需要单方向工作的液压泵。液压缸伸出时，变转速泵提供动力，同时将液压缸运动的动能，转换为压力能存贮在高压蓄能器中；液压缸收回时，蓄能器直接向系统提供能量，液压泵停止工作，用比例节流阀控制缸的速度。变速泵、蓄能器和比例阀复合控制单出杆液压缸原理第1节系统原理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11.3液电混合储能原理针对分腔容积直驱系统电动机制动能量损失大的问题，结合液压储能方式功率密度高和电气储能方式能量密度高的特点，采用液电混合储能原理，应用超级电容和蓄能器作为储能元件，减小和回收再利用制动能量，系统原理如图所示。从能量流分析,液压缸每个容腔的能量都有电能→机械能→液压能、液压能→机械能→液压能两条双向可逆转换途径，

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