閥控液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)

這類系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是節(jié)流式伺服系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)電液伺服閥開口大小來調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓馬達(dá)的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使其與設(shè)定值保持一致。此類系統(tǒng)由于伺服閥的頻響很高，因此系統(tǒng)的響應(yīng)很快、精度高、結(jié)構(gòu)也較簡單，但效率較低。一般用于中小功率和高精度場合。該類系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)形式分為以下三種類型：串聯(lián)閥控液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)(見圖54)，

節(jié)流式并聯(lián)閥控液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)(見圖55)和補(bǔ)油式并聯(lián)閥控渡壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)(見圖56)。

(1)串聯(lián)閥控液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)。系統(tǒng)的構(gòu)成是伺服閥串聯(lián)于泵、馬達(dá)之間，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由測速裝置檢測，經(jīng)反饋構(gòu)成速度閉環(huán)。系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，測速裝置將實(shí)際速度信號反饋，與參考信號R進(jìn)行比較并產(chǎn)生偏差e，控制器按e的大小，通過一定的控制律控制輸入伺服閥的電流，改變伺服閥的開口大小，從而改變伺服閥的輸出流量也即改變進(jìn)入液壓馬達(dá)的流量，使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速達(dá)到期望值。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是：由于伺服閥直接控制進(jìn)入液壓馬達(dá)的流量，因此系統(tǒng)的頻響較快；但由于系統(tǒng)中節(jié)流損失的存在，系統(tǒng)的效率很低，理論上最大效率只有30%；而且由于節(jié)流損失都轉(zhuǎn)化為熱量，系統(tǒng)溫升很快。這種系統(tǒng)只適用于中、小功率場合。

(2)節(jié)流式并聯(lián)閥控液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，伺服閥并聯(lián)在系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)如圖55所示。系統(tǒng)的工作原理是：先給伺服閥一個預(yù)開口，預(yù)開口大小視液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍和系統(tǒng)的泄漏而定，具體數(shù)據(jù)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速確定后，使旁路部分泄漏的流量達(dá)到需要調(diào)節(jié)的最大值。

如負(fù)載從零變化到滿負(fù)荷時轉(zhuǎn)速下降了15%，則使旁路泄漏部分的流量為系統(tǒng)總流量的15%。當(dāng)外負(fù)載增大或溫度升高時，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速下降，此時將伺服閥的開口減小，以補(bǔ)償變量泵驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)差和泄漏所造成的流量減少，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到設(shè)定值。反之，當(dāng)外負(fù)載減小時，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速上升，此時將伺服閥的開口加大，增加系統(tǒng)的外泄漏以保持液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速恒定。

這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是：①由于伺服閥本身不帶負(fù)載，所以頻響很高，可使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間大大縮短；②系統(tǒng)從旁路流回油箱的流量不大，旁路功耗較小，效率比串聯(lián)閥控系統(tǒng)高，一般可達(dá)80%左右；③旁路的泄漏增加了系統(tǒng)阻尼，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；④該系統(tǒng)的剛度較差。如果采用合適的調(diào)節(jié)手段，來彌補(bǔ)節(jié)流式并聯(lián)閥控液壓馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng)剛度差的弱點(diǎn)，那么該系統(tǒng)就可獲得較快的調(diào)節(jié)時間和較高的效率?？捎糜诟呔?、大功率場合。

(3)補(bǔ)油式并聯(lián)閥控液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)。與節(jié)流式并聯(lián)閥控系統(tǒng)相比，補(bǔ)油式并聯(lián)閥控支路(見圖56)有自己的單獨(dú)能源，伺服閥工作于向系統(tǒng)補(bǔ)油狀態(tài)。系統(tǒng)的工作原理是；當(dāng)系統(tǒng)受到階躍負(fù)載或負(fù)載擾動時，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，系統(tǒng)通過閉環(huán)控制方式調(diào)節(jié)旁路伺服閥的開口，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入馬達(dá)的流量，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)調(diào)速或穩(wěn)速的目的。從系統(tǒng)原理來看，泵提供馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要流量，保證大功率系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)高效，伺服閥由于在旁路上未直接帶動負(fù)載，能充分發(fā)揮其快速響應(yīng)的特性，保證系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)。當(dāng)采用適當(dāng)?shù)目刂坡蕰r，可使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間變得很短。

該系統(tǒng)與節(jié)流式并聯(lián)閥控系統(tǒng)相比有兩個突出的優(yōu)點(diǎn)：①旁路伺服閥有自己獨(dú)立的供油系統(tǒng)，總是工作于向系統(tǒng)補(bǔ)油狀態(tài)，從而使系統(tǒng)能獲得較好的剛度；②伺服閥閥口壓差不僅決定于系統(tǒng)壓力，還受補(bǔ)油壓力的影響，提高補(bǔ)油壓力，可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

該系統(tǒng)適于解決大功率系統(tǒng)高效與快速調(diào)節(jié)的問題，特別對有些系統(tǒng)重點(diǎn)要求在階躍負(fù)載作用時的動態(tài)調(diào)節(jié)性能時，可采用此系統(tǒng)。