专利名称：一种高精度的泵控系统的制作方法
技术领域：
一种高精度的泵控系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种高精度的泵控系统，适用于各种控制精度要求较高的场合， 属于液压控制系统领域。
背景技术：
[0002]随着目前控制技术的提高，采用伺服电机直接驱动定量泵，通过伺服电机调整定 量泵的转速、转矩以满足液压系统的需要，中间省略了压力、流量控制阀，具有节能及制造 成本降低等优势，如在注塑机上已大面积推广应用。然而在许多高精度的控制场合尚未应 用，原因在于目前现有的油泵及如伺服电机控制精度的局限性。[0003]1、执行机构[0004]在实际应用中的油缸、液压马达等都存在不同程度的渗漏，而且这种渗漏是不确 定的，渗漏的大小随着系统压力、温度的高低产生很大的变化，而且是非线性的。[0005]2、油泵特性[0006]任何油泵都有一个工作区域，低于此工作区油泵的输出量非线性加大，且油泵的 脉动会变得很大。这将导致液压系统的不稳定。[0007]3、伺服电机[0008]目前国内外生产的伺服电机在很低转速运行时的平稳性还存在一定的局限性。在 较高转速时则非常平稳。[0009]有基于此，申请人作出本实用新型。实用新型内容[0010]本实用新型的目的在于提供一种灵活性和控制精度更高，且效率高、成本低的泵 控系统。[0011]本实用新型为实现上述目的采取的技术方案如下，一种高精度的泵控系统，包括 油泵、伺服电机、伺服驱动器，补偿系统，油箱，其中油箱与油泵的进油口相连，油泵与伺服 电机相连，伺服电机与伺服驱动器相连，油泵的出油口与补偿系统的进油口相连接后一起 作用于控制对象，补偿系统的回油口与油箱相连。补偿机构一直处于回油态，在泵控系统中 所起的作用为泵控系统提供额定的回油流量，使油泵和伺服电机始终处于最佳的工作区域 范围内。[0012]本实用新型的进一步的设置如下[0013]补偿系统可以由多种结构，如调速阀、油缸加位移控制装置，但都必须满足回油流量可控。[0014]补偿装置为调速阀，调速阀的进油口与油泵的出油口相连后连接于控制对象，调 速阀的回油口与油箱相连，调速阀根据工作情况调整流量且流量不会因系统压力的大小而 改变，从而使油泵和伺服电机始终处于最佳的工作区域范围内。[0015]补偿装置由液压缸、活塞移动装置，卸荷阀组成，液压缸与油泵的出油口相连后连接于控制对象，液压缸与卸荷阀相连，卸荷阀与油箱相连，液压缸的活塞与活塞移动装置相 连，通过调节活塞移动装置的移动速度使油泵和伺服电机始终处于最佳的工作区域范围 内。[0016]本实用新型具有如下有益效果[0017]1、本实用新型动态调节伺服电机的转速、转矩来驱动油泵，不浪费电机功率，节能 效果显著；[0018]2、由于对油泵采取了回油补偿，使油泵和伺服电机始终处于最佳的工作区域范可 实现对执行机构的力、位移的高精度控制；[0019]3、本实用新型结构简单，生产成本低，适用范围广，易于实现批量化生产制造。[0020]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
[0021]图1本实用新型的结构示意图。[0022]图2采用调速阀作为补偿系统的结构示意图。[0023]图3采用油缸作为补偿系统的结构示意图。
具体实施方式
[0024]如图1所示，本实用新型的一种高精度的泵控系统包括油泵1、伺服电机2、伺服 驱动器3，补偿系统4，油箱5，其中油箱5与油泵1的进油口相连，油泵1与伺服电机2相 连，伺服电机2与伺服驱动器3相连，油泵1的出油口与补偿系统4的进油口相连接后一起 作用于控制对象，补偿系统4的回油口与油箱5相连。[0025]工作时，调整补偿机构4，使其一直处于回油态，回油流量的大小根据工作情况设 定，使油泵1和伺服电机2始终处于最佳的工作区域范围内；此时启动伺服电机，即可使泵 控系统正常运行。[0026]本实用新型的控制原理如下[0027]在理想状态下伺服电机直接驱动油泵，伺服电机的转速、转矩，与执行机构所需的 压力、流量，通过推导符合以下关系[0028]P = pXQ (1)[0029]Q = nXq (2)[0030]由式(1)、(2)可得[0031]P = pXnXq (3)[0032]由于ρ[0033]Tw=(4)2π·χη[0034]将式(3)代入式(4)得[0035]Tw=^- χρ(5)2π[0036]式中P-系统功率(W)[0037]ρ-系统压力(Pa)[0038]Q-流量(m3/s)4[0039]Tw-转矩(N · m)[0040]η-电机转速(r/s)[0041]q_ 油泵排量(m3/r)[0042]根据Tw=I xp，在理想的一套系统中—为常数，所以伺服电机的转矩与系统所需的压力成正比。根据Q = nXq，可知伺服电机的转速与系统的所需流量成正比。[0043]由此可以推理在控制对象需要保压时，考虑系统渗漏况下，伺服电机和油泵的转 速接近于零(特别是在低压状态下)，此时伺服电机和油泵的性能极不稳定，导致液压波动 增大。[0044]我们在一台500kN的油缸上做控制精度试验采用内啮合齿轮泵，排量为lml/r， 齿轮泵内为100齿/r，伺服电机采用lkW，额定转速lOOOr/min，用500kN的负荷传感器及仪 表做反馈，闭环控制。[0045]表1未采用补偿机构50次试验后的平均值[0046]
权利要求1.一种高精度的泵控系统，包括油泵、伺服电机、伺服驱动器，油箱，其中油箱与油泵 的进油口相连，油泵与伺服电机相连，伺服电机与伺服驱动器相连，其特征在于还包括补 偿装置，补偿装置的进油口与油泵的出油口相连接，补偿装置的回油口与油箱相连。
2.根据权利要求1所述的一种高精度的泵控系统，其特征在于补偿装置为调速阀，调 速阀的进油口与油泵的出油口相连后连接于控制对象，调速阀的回油口与油箱相连。
3.根据权利要求1所述的一种高精度的泵控系统，其特征在于补偿装置由液压缸、活 塞移动装置，卸荷阀组成，液压缸与油泵的出油口相连后连接于控制对象，液压缸与卸荷阀 相连，卸荷阀与油箱( 相连，液压缸的活塞与活塞移动装置相连。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度的泵控系统，适用于各种控制精度要求较高的场合，属于液压控制系统领域。包括油泵、伺服电机、伺服驱动器，补偿系统，油箱，其中油箱与油泵的进油口相连，油泵与伺服电机相连，伺服电机与伺服驱动器相连，油泵的出油口与补偿系统的进油口相连接后一起作用于控制对象，补偿系统的回油口与油箱相连。补偿机构一直处于回油态，在泵控系统中所起的作用为泵控系统提供额定的回油流量，使油泵和伺服电机始终处于最佳的工作区域范围内。本实用新型具有节能、高精度控制；生产成本低，适用范围广，易于实现批量化生产制造等优点。
文档编号F15B11/05GK201818569SQ20102057775
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月24日 优先权日2010年10月24日
发明者李海根 申请人:绍兴市肯特机械电子有限公司