[发明专利]用调速电机直接驱动油泵的高精度液压动力源

说明书

技术领域

本发明公开了一种用调速电机直接驱动油泵的高精度液压动力源，属于液压动力控制装置，可广泛应用于对各种对力、位移、速度有高精度控制要求的技术领域。

背景技术

众所周知，液压动力源已广泛应用于各个领域，主要是采用普通电机带动普通定量泵往工作缸里输油，通过调节阀(流量阀)或溢流阀(压力阀)来调节动力装置的输出压力和动作速度，优点是维护单易，所以到现在还有大量的液压动力源采用此方法，缺点是油泵始终在大流量出油导致液压油温升过高，从而导致液压系统必须采用冷却设备才能连续运行。后来随着油泵工艺的进步出现了变量泵，在前述的液压系统的基础上，去掉定量泵和调节阀，采用变量泵，通过调节变量泵的流量达到调整液压装置的动作速度，但此方法调节范围受变量泵的调节范围太小且流量调节精度不高，所以只有在流量调节要求不高的情况下使用。鉴于以上情况，又出现了以变量泵为基础采用流量闭环控制方法来扩大调节范围，但效果不大。现有的比较先进和精密的液压动力源一般采用电液比例阀或伺服阀等阀组合的控制系统，采用计算机控制，其控制效果和精度比变量泵要高。但是，比例阀或伺服阀等的加工精度和对液压油介质的要求都比较高，液压动力系统及控制系统发热量大。

上述最本质的一点，无论是调节阀控制系统、变量泵控制系统、电液比例阀、伺服阀等控制系统的液压动力装置中，不论其控制输出的动力执行机构工作与否，电机及液压动力装置始终处于工作状态，能源消耗大。

基于上述原因，申请人于2007年4月开始提出了申请号为200710068074.9的一种用伺服电机控制的液压动力系统的发明专利申请，并将该项专利申请应用于注塑机、压力机、材料试验机等领域，其较原有的液压动力源，具有节能、低成本等优势，已经取得良好的经济效益和社会效益。2007年10月申请人将该项专利应用于500kN、0.03级叠加式力标准机的研制，该机是一种高精度的测力机，测力范围20-500kN，在测力范围内要求力值误差≤0.03％，力值波动度≤0.03％；对液压动力源的要求为：系统压力20MPa，在0.8-20MPa范围内力源波动度≤0.01％(≤0.00008MPa)，第一次试机时发现以下情况(具体见表1所示)：

1、低力值保载时力值波动较大，此时伺服电机波动范围也较大，随着力值增加，波动缩小；

2、力值过冲：较大力值时，加载到达目标力值时会过冲一定的力值，经一定时间的波动后趋于相对稳定。

表1单伺服电机控制单油泵50次试验后的平均值油泵