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为了提高混合动力/电动液压挖掘机驱动系统的效率,提出了一种基于闭式系统和能量回收的液压挖掘机节能驱动系统参数匹配方法。分析了节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以减少蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、电动/发电机等主要元件进行了参数匹配。在所建立的模型上对匹配结果进行了分析,结果表明,进行参数匹配后蓄能器和补油泵组成的补油系统满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,同时新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了55%,不仅实现了无阀控制,同时实现了负值负载的能量回收。 相似文献
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装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21. 2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22. 7%、20. 9%和21. 5%。 相似文献
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液压变压器控制挖掘机动臂油缸动态分析 总被引：1，自引：0，他引：1
采用液压摆动马达直接控制配流盘旋转的斜盘柱塞式新型液压变压器构造了挖掘机动臂液压系统.针对挖掘机的液压油缸在实际工况中要承受2个方向的负载且负载变化频繁剧烈的问题,将动臂油缸无杆腔与压力共轨高压端相连通,建立了所提出系统的数学模型,并将试验中采集到的挖掘机实际工作过程中动臂油缸的负载数据作为模型的输入;在分析了液压变压器控制角的合理工作范围并提出增加压力反馈回路的控制策略后,对系统的速度响应进行了分析.结果表明提出的动臂系统可以较好地跟踪速度目标信号,在变负载情况下鲁棒性强,从而可以满足工程实际需要. 相似文献
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势能回收可有效降低动臂频繁上下往复作业过程的能耗。其中,永磁发电机是实现回收功能的关键部分,其性能对能量转换和运动控制具有重要影响。因此结合应用工况的特点,对势能回收用永磁发电机控制系统进行研究和设计。针对系统输入输出参数存在较大波动,提出分别在电流控制环引入增益自适应、在转速控制环引入负载估计及补偿的控制方法。基于液压加载的永磁发电机控制系统台架进行了试验研究。结果表明,系统具有良好的电流和速度控制性能,且抗干扰能力得到显著改善。 相似文献
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动臂是液压挖掘机执行装置中的关键部件,针对当前挖掘机设计过程中存在的问题,采用三维建模软件Creo3.0创建挖掘机动臂三维模型,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对液压挖掘机动臂进行静力学分析和模态分析,获得动臂的应力分布、固有频率和模态振型;对动臂结构中的薄弱位置,在ANSYS Workbench软件中进行分析及结构优化;根据优化结果改进动臂结构,并对优化后的动臂进行强度校核。分析结果表明,改进后的液压挖掘机动臂结构正确并有效。 相似文献
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【目的】液压传动技术具有易于控制、使用方便、系统设计优化、配置参数高、工作效能高等优势,对搬运机械臂液压系统进行计算和元件优化选型研究具有重要的现实意义。【方法】课题组采用模块化设计理念,在相关最优参数的控制指标下完成了一种搬运机械臂液压系统的计算和元件选型设计。在以往传统液压传动装置的基础上,利用液压传动的理论及实践成果,综合考虑负载机械臂的热处理特性,确定了搬运机械臂液压缸的主要参数、液压泵的规格和电机的驱动功率等,最后对机械臂液压系统进行了压力损失和温升的验算。【结果】搬运机械臂液压系统的总压力损失符合系统的假定设定,元件选型在安全许可范围内,规格符合设计要求。【结论】通过液压系统的计算和元件选型,可以很好地满足工业实体化设计中轻便、移动灵活、结构简便等要求,减轻重体力作业人员的劳动强度,实现自动化电气控制,机、电、液一体化生产。 相似文献
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正铲液压挖掘机是常见的施工机械,广泛应用于建筑行业,逐渐成为工程中的主力军。在实际工作中,由于其具有机械种类多、功能齐全以及效率高等优势,因此备受消费者的青睐。作为正铲液压挖掘机最重要的组成部分,动臂机构动臂的长度、形状、结构以及连杆等参数对生产效率的影响较大,文章对此展开了研究。 相似文献
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为了解决大惯量回转系统频繁启动和制动作业导致节流损失大和制动动能浪费严重的问题，提出一种电气和液压混合驱动大惯量回转系统。系统采用永磁同步电机作为主动力源，控制回转系统运动；由蓄能器提供动力的液压马达作为辅助动力源，为电机启动加速提供扭矩补偿，蓄能器高效回收制动动能再利用。建立多学科联合仿真系统模型，基于主辅动力源合理供给原则，设计全周期工况识别速度控制策略，搭建电液混合驱动回转试验平台，对回转系统的特性和能效进行分析。研究结果表明，电液混合驱动大惯量回转系统，随着转速和转动惯量的变化，回转制动动能回收效率为40.5%～65.9%。相同工况下，与纯电机驱动系统相比，电液混合驱动系统启动加速时间减小1.2 s,制动动能回收效率为63.5%,降低系统能耗40.8%,使回转系统更加平稳地运行。 相似文献
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矿用电铲作业过程中,大质量的工作装置在提升和推压电机驱动下切入物料实现挖掘,在其卸料后下降时,工作装置的重力反驱提升电机发电,发出的电能通过制动电阻以热能形式消耗掉,造成能量浪费。本文提出液电混合驱动电铲提升系统,与提升电机同轴设置液压泵/马达,液压泵/马达的进出油口分别与蓄能器和油箱连接,通过蓄能器的预充压力平衡工作装置的重力。工作装置下降时,液压泵/马达将油箱中的低压油泵入蓄能器中,存储工作装置的重力势能;工作装置提升时,蓄能器释放高压油,液压泵/马达与提升电机共同驱动提升机构,达到降低电机装机功率和能耗的目的。分析了液电混合驱动的电铲提升机构驱动方案及其工作原理,搭建了原理性试验台,对液电混合提升驱动方案进行了验证,进一步建立了电铲整机机电液联合仿真模型,对液电混合电铲提升系统进行仿真分析。结果表明,本文方案可降低提升电机装机功率、峰值功率和能耗,适用于电动机驱动的重型提升装备。 相似文献
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针对传统泵控差动液压缸系统存在液压回路复杂、响应慢和能耗大的问题,提出了一种排量、转速复合控制方法,用1台伺服变量泵直接控制差动液压缸。首先,从理论上分析了泵控差动缸控制原理,将差动缸复合控制系统分为3个子系统分别进行仿真分析,进一步通过内环排量外环转速进行建模仿真分析,复合控制下响应速度比恒定转速下动态特性好。在此基础上搭建试验台,对泵控差动缸进行试验分析,在内环排量外环转速控制下较恒定转速下差动缸系统动态响应快,时间缩短13.4%;将变量泵处于恒压控制模式下,对伺服电机输入能耗进行测量,在不同转速和负载压力下进行试验,低转速大排量下系统能耗可以减少3 kW左右。通过仿真和试验,结果表明,排量、转速复合控制模式下,可有效提高泵控差动缸系统的响应速度,降低能耗。 相似文献
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介绍了一种混合动力摩托车制动能量回收控制系统。利用车辆的轮毂驱动电机在制动时产生阻(制动)力矩,将车辆的动能转换为电能并向蓄电池充电,控制器根据制动要求调节制动力矩(充电电流),在满足制动安全的前提下实现能量的回收。在混合动力摩托车上的试验表明,能量回收获得较为显著的效果,能量回收率最高可达25.1%,该技术能广泛应用于电动车和混合动力摩托车。 相似文献
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液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策 总被引：3，自引：3，他引：0
现有的液压挖掘机功率匹配方法由于负载工况的剧烈波动和不可预知性,导致动力源工作点很大部分分布于高油耗区域,动力源本身效率无法得到提高,从而影响了整机效率.为此,提出了一种基于混合动力技术的液压挖掘机全局功率匹配与动力源优化的综合控制策略.该策略以传统功率匹配方法为基础,结合混合动力的特点,在实现动力源、液压泵和负载三者功率匹配的同时,优化动力源的工作点,提高整机的燃油经济性.试验表明采用该策略的液压挖掘机能够实现全局功率匹配,同时减小了发动机的转速波动,使其工作在高燃油效率区域,提高了整机的燃油经济性. 相似文献
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小型液压挖掘机电驱动动力源特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
传统液压挖掘机多采用定转速柴油发动机驱动液压泵作为动力源,针对发动机经常工作在低效区,油耗大、能效低、排放严重等问题,提出一种变转速感应电动机驱动变量泵动力源,以变量泵快速响应特性弥补变转速电动机动态响应慢的不足。为了充分了解所设计的电液动力源特性,从理论和试验两个方面研究了电液动力源动静态特性。与传统发动机驱动液压泵动力源系统进行了测试对比,结果表明,设计的变转速-变排量动力源在负载扰动测试中转速波动降低了23.5%,在动臂举升过程中,泵输出压力和流量的上升时间分别缩短了14.9%和26.3%,均优于传统发动机驱动液压泵动力源。 相似文献
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针对市场上普通臂挖掘机作业能力有限和挖掘轨迹规划的问题,以三节臂反铲液压挖掘机为研究对象,对比分析挖掘机平整工况的作业范围,并以最短挖掘时间为目标,提出一种挖掘机平整工况的运动规划方法。首先,以工作装置各部件转角的变化范围作为边界条件,通过MATLAB对三节臂挖掘机和普通臂挖掘机平整工况的作业范围进行仿真;其次,将求解出的作业范围均分为5段,以最短挖掘时间为目标,采用粒子群优化(PSO)算法对各关节插值时间进行优化,得到满足条件的最优时间以及各个油缸的位置、速度和加速度曲线。仿真结果表明该机型平整范围比普通臂挖掘机增加1213%,各液压油缸运动平稳且满足系统流量的要求。平整工况下该机型的时间最优运动规划方法可适用于其他工况下挖掘轨迹的运动规划,最终为实现完全自动挖掘、提升作业效率和作业质量提供理论依据和技术支持。 相似文献