86

винтовую пару возвращает следящий золотник в исходное положение, после чего гидромотор останавливается. При вращении вала электродвигателя с постоянной скоростью вал ГМ вращается синхронно, однако с некоторым отставанием по углу отст, необходимым для прохождения масла в ГМ. После остановки электродвигателя угол отст уменьшается практически до нуля и вал гидромотора также останавливается.

3Системы регулируемого гидропривода

3.1Электрогидравлический привод с дроссельным регулированием скорости

Электрогидравлические приводы с дроссельным регулированием получили наибольшее распространение. Они компактны, имеют малую массу и размеры, хорошие динамические характеристики за счет меньшей инерционности гидрораспределителя, допускающего прямое электрическое управление. Достоинством является и то, что системы нескольких таких ГП питаются от одного гидрогенератора постоянной производительности.

На рисунке 3.1 приведена наиболее часто встречающаяся система дроссельного регулирования с гидрогенератором постоянной производительности и постоянным давлением. Из бака 1 насос постоянной производительности 3 подает рабочую жидкость под постоянным давлением в золотниковый ЭГУ 5. На своем пути жидкость очищается в заборном фильтре 2 и фильтре тонкой очистки 4 и заряжает пневмогидравлический аккумулятор 6. ЭГУ направляет рабочую жидкость в гидродвигатель 7, и далее через теплообменник 8 она поступает в бак.

87

Рисунок 3.1 - Схема электрогидравлического привод с дроссельным регулированием скорости

Переливной клапан 9 поддерживает на входе ЭГУ давление постоянным и независимым от расхода жидкости. Это достигается дополнительным дросселированием жидкости при переливе ее в бак. Данный ГП отличается тем, что насос на всех режимах (даже на холостом ходу) работает на полную мощность, причем большая часть энергии потока теряется в управляющих дросселях ЭГУ и переливном клапане, поэтому КПД привода обычно не превышает 30%.

Структурная схема линеаризованной модели дроссельного ГП с золотниковым ЭГУ приведена на рисунке 3.2,а. На рисунке 3.2,б приведены гидромеханические характеристики ГП, которые представляют собой семейство парабол с вершинами в точках А и А΄. С ростом нагрузки жесткость характеристик привода значительно уменьшается, а при срабатывании предохранительных клапанов и активной нагрузке на валу двигателя скорость двигателя неограниченно возрастает.

88

а)

б)

Рисунок 3.2 - Структурная схема дроссельного ГП с золотниковым ЭМУ (а); гидромеханические характеристики ГП (б).

3.2 Электрогидравлический привод с объемным регулированием скорости

Объемное регулирование гидропривода основано на изменении рабочего объема гидромашины (насоса или гидродвигателя). Такой гидропривод может состоять из регулируемого гидрогенератора 1, нерегулируемого гидродвигателя М (рисунок 3.3,а), двух регулируемых гидромашин (рисунок 3.2,б) или одного регулируемого гидродвигателя (рисунок 3.2,в). Гидрогенератор Г работает от приводного электрического двигателя (ПД). Поворот регулирующего органа на определенный угол β производится с помощью специального механизма

управления МУ в зависимости от управляющего сигнала Uу, поступающего на его вход. Коэффициент передачи механизма управления определяется формулой:

89

К W .

U у

Величина подачи гидрогенератора будет равна:

Qг U уК г г,

где ωг – скорость вращения вала гидрогенератора.

(3.1)

(3.2)

а)

б)

в)

Рисунок 3.3 - Схемы электрогидравлического привода с объемным регулированием скорости.

Отсюда выражения для гидродинамических и механических характеристик гидродвигателя по схеме на рисунке 3.3,а запишутся:

		Qг		k	ут
							р;
		w			w
		д			д			(3.3)
		Qг		k	ут
							М,
		w			w2
		д			д
где k ут k ут.г	k ут.д; kут.г, kут.д – коэффициенты утечек

гидрогенератора и гидродвигателя соответственно.

Уравнения, описывающие процессы гидромеханического преобразования энергии при представлении механической части в виде одномассовой, имеют вид:

90

U у гk г г Qг ; Qг wд k ут р сдг wд U удk д ; М wд р; М Мс J ddt ,

d p ;

dt (3.4)

где сдг сдг.д сдг.г ; сдг.д, сдг.г - коэффициенты деформации жидкости гидродвигателя и гидрогенератора соответственно.

Структурные схемы гидропривода с объемным регулированием приведены на рисунке 3.4,а,б. Величина гидравлической постоянной времени гидродвигателя

Т	г		сдг		. Гидромеханические характеристики приведены на рисунке 3.4,в.
			k	ут

Ограничение максимальных давлений и моментов при формировании экскаваторной механической характеристики гидропривода достигается за счет установки предохранительных клапанов (рисунок 3.5,а). По достижении Мс

	максимального				значения М1max, при котором перепад	давлений
	р	max		M1 max	равен давлению срабатывания предохранительного	клапана,
				w

последний срабатывает. В результате расход Qк через него увеличивается.

Угловая скорость гидродвигателя резко уменьшается. Механические характеристики (рисунок 3.5,б) при этом имеют наклон, определяемый коэффициентом расхода предохранительного клапана Kк Qк р рmax .

Процессы гидромеханического преобразования энергии в объемном ГП с предохранительными клапанами описываются уравнениями:

U у гk г г Qг; Qг Кк р рmax wд k ут р сдг d p ; dt

М w р;	М М	с	J		d	.	(3.5)
д				dt
Структурная схема, полученная на		основании					(3.5), представлена на

рисунке 3.5,в.

91

а)

б)

в)

Рисунок 3.4 - Структурные схемы (а,б) и гидромеханические характеристики (в) ГП с объемным регулированием

Проведенный анализ показывает, что гидропривод с объемным регулированием по своим характеристикам, регулировочным свойствам и КПД аналогичен системе преобразователь-двигатель в электроприводе. Регулирование подачи в гидроприводе возможно как за счет использования показанных выше гидронасосов с регулируемым рабочим объемом, так и за счет регулирования