[发明专利]一种高精度的泵控系统

说明书

技术领域：

本发明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：

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。

1、执行机构：

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。

2、油泵特性：

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。

3、伺服电机：

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。

有基于此，申请人作出本发明。

发明内容：

本发明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。

本发明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。

优选地：

补偿系统可以由多种结构，如调速阀、油缸加位移控制装置、液压马达加驱动电机(可以恒速或变速)，但都必须满足回油流量可控。

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。

补偿装置由定量液压马达和控制电机组成，定量液压马达的进油口与油泵的出油口相连后连接于控制对象，定量液压马达的出油口与油箱相连，控制电机与定量液压马达相连，通过调节控制电机的转速使油泵和伺服电机始终处于最佳的工作区域范围内。

控制电机为恒速电机或调速电机。

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。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明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；

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；

3、本发明结构简单，生产成本低，适用范围广，易于实现批量化生产制造。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1本发明的结构示意图。

图2采用调速阀作为补偿系统的结构示意图。

图3采用液压马达作为补偿系统的结构示意图。

图4采用油缸作为补偿系统的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明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。

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。

本发明的控制原理如下：

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：

P＝p×Q                (1)

Q＝n×q                (2)

由式(1)、(2)可得

P＝p×n×q            (3)

由于：