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什么是导叶可调试液力变矩器的卷盘驱动系统


什么是导叶可调试液力变矩器的卷盘驱动系统
现在介绍可调试液力变矩器用于实现空中加油软管的拖曳与回绕控制。 1、速度控制:在液力变矩器循环圆工作腔中,不同的导叶开度,对应不同的涡轮输出特性。类似于泵 轮输入转速变矩器调节控制原理,这里只不过调节的是导叶的旋转角度。恒速控制系统中,设负载为 Mz1, 导叶开度为70%,此时工作点为 a,对应某个涡轮输出转速 n*T;如果负载

变为 Mz2,导叶开度不变,此时工 作点变为 b,涡轮转速偏离 n*T;若把导叶开度调整为50%,则转速回到 n*T。对恒力控制系统,也可以作出 类似的分析。这里所示的速度指的是卷盘所盘绕软管的控制线速度值,根据转盘直径,折算到涡轮的输出 转速,系统实际归结为涡轮输出转速的控制。摇曳工况对应于液力变矩器的反转特性,而回绕工况则对应 变矩器的牵引工况特性,类似于起重机对重物的下放/提升控制。 2、控制系统的实现:液力变矩器卷盘驱动系统中,导叶的调节由步进电动机通过滚珠丝杠驱动实现。 控制器以西门子 S7-200系列 PLC 主机位核心,主机扩展有模入(A/D)、模出(D/A)模块及文本显示器, 完成系统的转速采样、步进电动机脉冲输出控制、PID 运算、采样值显示、设定值读入及自动/手动切换等 功能,可以成为一类可调式液力元件的单机控制系统。 由接近开关感测安装于装置输出轴上的60齿的齿盘, 并送出脉冲信号到 PLC 系统的高速计数器输入端, 通过设置合适的定时中断,实现涡轮转速反馈值的采样,是一种简便可行的方法。如果被控量的反馈信号 为标准电信号(4~20mA 或0~10V 等),则可采用 PLC 系统的 A/D 模块采集。系统的 D/A 模块可输出标准的电 信号,可用于驱动电动执行器、电磁阀等电动执行装置。总之,可根据需要灵活选用,所要做的针对不同 的监控功能进行相应的软件编程。 3 、控制系统的测试:卷盘液力驱动系统试验台工作原理,在某一恒定加载力矩下,给定转速为 n=280r/min,涡轮转速响应曲线由 X-Y 记录仪记录,采样控制周期 T=0.128s,比例增益 Kp=1.5,积分系数 Ki=0.2,微分系数 Kd=0。 由实验结果可以看出,涡轮输出转速达到给定值的过渡时间约为3s 左右,最大超调量小于9%,速度控 制具有良好的稳定性。 对于可调式液力变矩器组成的调速控制系统,可以得出以下结论:①实验结果表明,采用适当的控制 方法和控制参数,由液力元件组成的速控系统具有良好的可控性,系统具有妙级视觉的过渡过程,可以达 到3%~5%以下误差的稳态精度,类似可以组成力(转矩)、过程参数(压力、流量等)的控制系统。②与液压伺 服控制系统相比,液力元件的外特性较“软”,响应时间较慢,控制质量指标总的来说不及液压系统。但 对一些作业机械和对响应时间要求并不苛刻的过程控制系统仍然是比较合适的。③液力元件的工作构件工 作轮都是转动, 而且一般速度较高。 要进行直线运动量的控制, 需要通过齿轮齿条机构或滚筒钢丝绳等“圆 周-直线”运动转换装置才能实现,而且常常需要做减速处理。④液力传动与控制适用于转向不变的主传动 系统,或者系统的负载时有势的,类似于起重机一类的负载。另外,液力元件即使作为调控元件,因此, 可调式液力元件不能像伺服电动机或液压伺服阀那样成为一个通用的控制元件。 文章来源:广州液力传动设备有限公司


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