發(fā)布時間：2019-07-22 17:53

【摘要】：為提高工程機(jī)械的節(jié)能效果,針對純電驅(qū)動工程機(jī)械提出了一種基于電動機(jī)調(diào)速和液壓蓄能器的負(fù)載敏感型自動怠速控制系統(tǒng),分析了新型自動怠速分段控制劃分規(guī)則.考慮到系統(tǒng)節(jié)能效率和操控性能,充分利用液壓蓄能器可以瞬時提供動力的特點(diǎn),提出了具有負(fù)載壓力適應(yīng)的負(fù)載敏感型自動怠速分段控制策略,并基于所搭建的試驗(yàn)平臺展開了系統(tǒng)操控性能和節(jié)能效率的試驗(yàn)研究.結(jié)果表明:所提出的新型自動怠速分段控制劃分規(guī)則可行;取消自動怠速時的操控性能優(yōu)于傳統(tǒng)自動怠速控制;提出的系統(tǒng)的節(jié)能效率可以達(dá)到40%左右.
【圖文】：

在以下不足之處［１０－１９］：①發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速動態(tài)響應(yīng)較慢，一般自動怠速的轉(zhuǎn)速不能太低；②取消自動怠速時，液壓泵出口難以快速建立起克服負(fù)載所需壓力，影響了系統(tǒng)的操控性．考慮到基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制的傳統(tǒng)工程機(jī)械自動怠速控制的不足，本文針對純電驅(qū)動工程機(jī)械提出一種基于動力電動機(jī)和液壓蓄能器的負(fù)載敏感型自動怠速控制系統(tǒng)，分析新型自動怠速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工況特點(diǎn)，，提出新型自動怠速系統(tǒng)的分段控制策略，并進(jìn)行試驗(yàn)研究．１新型自動怠速系統(tǒng)工作原理１．１系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案圖１為新型自動怠速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，相對于傳統(tǒng)的基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制的自動怠速控制系統(tǒng)，采用變頻電動機(jī)代替發(fā)動機(jī)，同時液壓泵出口通過電磁換向閥和液壓蓄能器相連，并通過壓力傳感器檢測出負(fù)載最大壓力．主要工作原理為：自動怠速時，對液壓蓄能器充油以提前建立起與克服最大負(fù)載相適應(yīng)的壓力，動力電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可降到整機(jī)能耗最低點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減噪，同時又保證了取消自動怠速時，即使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)不足時，仍然可以依靠液壓蓄能器的壓力輔助液壓泵快速建立起克服負(fù)載所需壓力．圖１新型自動怠速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｎｏｖｅｌａｕｔｏｍａｔｉｃｉｄｌｅｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ１．２系統(tǒng)特點(diǎn)分析圖２是實(shí)測永磁同步電動機(jī)的效率特性圖．結(jié)合圖１可以看出：（１）動力電動機(jī)工作在低速５００ｒ／ｍｉｎ時額定效率仍能達(dá)到９５％，而動力電動機(jī)工作在８００ｒ／ｍｉｎ以上的額定效率基本穩(wěn)定在９６％～９８％，因此，在低速工作區(qū)動力電動機(jī)效率較高，且動力電動機(jī)調(diào)速范圍較寬，動態(tài)響應(yīng)快，噪聲小和

蓄能器相連，并通過壓力傳感器檢測出負(fù)載最大壓力．主要工作原理為：自動怠速時，對液壓蓄能器充油以提前建立起與克服最大負(fù)載相適應(yīng)的壓力，動力電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可降到整機(jī)能耗最低點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減噪，同時又保證了取消自動怠速時，即使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)不足時，仍然可以依靠液壓蓄能器的壓力輔助液壓泵快速建立起克服負(fù)載所需壓力．圖１新型自動怠速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｎｏｖｅｌａｕｔｏｍａｔｉｃｉｄｌｅｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ１．２系統(tǒng)特點(diǎn)分析圖２是實(shí)測永磁同步電動機(jī)的效率特性圖．結(jié)合圖１可以看出：（１）動力電動機(jī)工作在低速５００ｒ／ｍｉｎ時額定效率仍能達(dá)到９５％，而動力電動機(jī)工作在８００ｒ／ｍｉｎ以上的額定效率基本穩(wěn)定在９６％～９８％，因此，在低速工作區(qū)動力電動機(jī)效率較高，且動力電動機(jī)調(diào)速范圍較寬，動態(tài)響應(yīng)快，噪聲小和無污染．（２）液壓泵出口處設(shè)置了一個液壓蓄能器控制回路，液壓蓄能器具有自適應(yīng)負(fù)載壓力的特點(diǎn)，取消自動怠速時作為輔助驅(qū)動單元．（３）多路閥中位回油增加了一組壓力加載單元，保證基于負(fù)流量原理的多路閥處于中位時，切換液壓泵通過多路閥的中位油路和油箱斷開，保證液壓泵對液壓蓄能器進(jìn)行充油．圖２動力電動機(jī)效率特性圖Ｆｉｇ．２Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｏｒ１９３０上海交通大學(xué)學(xué)報第５０卷
【作者單位】： 華僑大學(xué)電及自動化學(xué)院;浙江大學(xué)體動力與機(jī)電系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51505160,51205140) 流體動力與機(jī)電系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(GZKF-201517) 福建省自然科學(xué)基金(2015J01206) 華僑大學(xué)中青年教師科研提升計劃(ZQN-YX201);華僑大學(xué)研究生科研創(chuàng)新能力培育計劃項目資助
【分類號】：TU603

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本文編號：2517789