Электрогидравлическая система

)5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТВУ СКОМУ СВИДЕТ А жорим. нение "Иого делский ав о Сандовскии, нко, А.И,ВлаСС 89 КАЯ СИСТЕ ж н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к области гидро- автоматики и может быть использовано в электрогидравлических приводах экскава- торов и землеройно-транспортных агрегаИзобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в электрогидравлических приводах экскаваторов и эемлеройно-транспортных агрегатов,Целью изобретения является повышение КПД и расширение функциональных возможностей,Ка фиг, 1 изображена схема электрогидравлической системы; на фиг, 2 - структурная схема механизма изменения подачи насоса; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема блока электронной модели; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема нелинейного блока; на фиг, 5 - зависимость подачи насоса от давления.Система содержит последовательно соединенные задатчик 1, фазочувствительный тов, Целью изобретения является повышение КПД и расширение функциональных возможностей, От задатчика 1 на вход выпрямителя 2 поступает задающее переменное напряжение, соответствующее заданной подаче насоса б, Давление управления воздействует на механизм 5 изменения подачи насоса 6. Если напряжение на выходе датчика 12 превышает ширину зоны нечувствительности блока 14, то с выхода последнего напряжение поступает на вход усилителя 3, На входе блока 17 напряжение пропорционально току усилителя 4. По мере снижения задающего напряжения давление отсечки возрастает, а величина стопорного давления остается неизменной. При достиении давления отсечки, равного давлению агнетания насоса 6, реализуется максимальная полезная мощность. выпрямитель 2, суммирующий электронный усилитель 3, электрогидравлический усилитель 4 и механизм 5 изменения подачи насоса 6, подключенного гидравлическими линиями 7, 8 к предохранительному клапану 9 и гидроцилиндру 10, шток (не обозначен) которого соединен с рабочим органом 11, первый и второй датчики 1, 13 давления, входы которых подключены к линиям 7, 8, а выходы датчиков 12, 13 через нелинейные блоки 14, 15 типа "зона нечувствительности соединены со вторым и с третьим входами суммирующего электронного усилителя 3. Кроме того, последовательно соединенный датчик 16 тока уситало 4 и блок 17 электронной модели л 1 даниэла 5 изменения подачи насоса б линейны блоки 14 и 15 выполнень ; .:;рУел 1 ойшириной эоны нечувствительности, причем вход датчика тока 16 соединен с цепью катушки электромагнита (не изображен) усилителя 4, а выход блока 17 электронной модели подключен к управляющим входам 18 и 19 первого и второго блоков 14, 15 нелинейности.В приведенной на фиг. 2 структурной схеме механизма 5 изменения подачи насоса 6 обозначены;Т 1 н, Т 2 н - постоянные времени;Кдн 1 и К 1 - коэффициенты передачи.Подача 0 насоса 6 соответствует соотношению:О - К 1 у(1), где у - параметр регулирования насоса,Структурной схеме фиг. 2 соответствует передаточная функция0 Р. Кдн (2) РУ Р Т 1 н Т 2 н + Р Т 1 н + 1 Гдв Кдн= Кдн К 1. (3)Принципиальная электрическая схема (фиг. 3) блока 17 электронной модели имеет передаточную функцию:017 Р 2 ЙЗ016 РР 828 ЗС 2+РВ 2 С 2+1(4)где 016(Р), 017(Р) - напряжения на входе и выходе блока 17; Я 1, Я 2, Яз - внутренние сопротивления блока 17; С 1, С 2 - емкости блока 17,Принципиальная электрическая схема (фиг. 4) блока нелинейности с регулируемой шириной зоны нечувствительности содержит суммирующий усилитель 20 с тремя входами и диод 21, включенный в цепь обратной связи усилителя 20. Один вход последнего соединен с источником опорного напряжения (не изображен). Скорость штока гидроцилиндра 10 - Чш и усилие на штоке гидроцилиндра Еш связаны со значениями подачи 0 и давления в линии нагнетания Рв равенствами:0Чщ = -АвГв = РВАв Ц,где Ав - рабочая площадь поршня (не обозначен) гидроцилиндра 10;д - механический коэффициент,полезного действия гидроцилиндра 10.На фиг. 5 обозначено:Ротс - давление отсечки; Ротспно - минимальное давление отсечки, имеющее место при максимальной заданной подаче насоса Оз = Озх; Рст - стопорное давление; Рст пвх - максимальное стопорное давление, 20 30 35 40 Давление управления Ру воздействуетна механизм 5 изменения подачи насоса 6, При этом, пропорционально перемещению 50 55 5 10 15 Электрогидравлическая система работает следующим образом. От задэтчика 1 на вход фазочувствительного выпрямителя 2 поступает переменное напряжение Окд, величина которого пропорциональна заданной подаче насоса Оз, На выходе фазочувствительного выпрямителя 2 появляется постоянное задающее напряжение Оз, величина которого пропорциональна напряжению Окд, т.е. заданной подаче насоса Оз, Задающее напряжение Оз поступает на первый вход суммирующего усилителя 3.На выходах датчиков 12 и 13 вырабатываются напряжения, пропорциональные давлениям в гидравлических линиях 7 и 8. Эти напряжения поступают на входы блоков 14 и 15, имеющих характеристики типа "зона нечувствительности", Ширина зоны нечувствительности нелинейных элементов 14 и 15 пропорциональна давлению отсечки Ротс,В режимах работы гидропривода, когда давление в линии высокого давления Рв,например, в линии 7 меньше давления отсечки Р,тс, напряжение, поступающее с выхода датчика 12 на вход блока 14 (либо с выхода датчика 13 на вход блока 15), меньше ширины зоны нечувствительности нелинейного блока 14 и напряжение на выходе этого блока равно нулю, Поэтому напряжения Оэм на выходе суммирующего усилителя 3, поступающее на катушку электромагнита усилителя 4, пропорционально напряжению Оз на первом входе суммирующего усилителя 3. На выходе усилителя 4 устанавливается давление управления Ру, которое изменяется пропорционально значению тока 1 эм катушки электромагнита. механизма 5 изменяется параметр у регулирования насоса 6, Пропорционально параметру у изменяется подача О, в установившемся режиме подача насоса равна: 0 = КднРу (7) т.е, подача насоса пропорциональна давлению управления Ру.В режиме РвРотс устанавливается подача О, равная заданному значению рабочей подачи Оз, которая пропорциональназадающему напряжению Оз.Если напряжение на выходе датчика 12 давления превышает ширину зоны нечувствительности блока 14, то на выходе этого. блока появляется напряжение, которое поступает на второй вход усилителя 3, Поляр 1774072ность напряжения на выходе блоков 14, 15противоположна полярности задающегонапряжения Оз на первом входе усилителя3, Поэтому по мере роста давления Рв (приРвРотс) напряжение Оам на выходе усилителя 3 постепенно уменьшается, что приводит к уменьшению тока Ьм катушкиэлектромагнита усилителя 4, к пропорциональному этому току снижению давленияуправления Ру на выходе усилителя 4 и ксоответствующему снижению подачи насоса О, т.е, к снижению скорости Чш штокагидроцилиндра 10,Благодаря действию нелинейной отрицательной обратной связи по давлению Рвформируются экскаваторные характеристики, приведенные на фиг. 5,На вход блока 17 подается напряжение016 от датчика 16, которое пропорционально току 1 ам катушки электромагнита:016 = К 21 ам,(8)где К 2 - коэффициент передачи датчика 16.Давление управления Ру на выходе усилителя 4 пропорционально току 1 эм катушкиэлектромагнитаРу = К 31 ам, (9)где Кз - коэффициент пропорциональности,Следовательно, напряжение 016 навходе блока 17 электронной модели пропорционально давлению управления Ру016= К 4 Р, (10)К 2где К 4=КзИз сопоставления уравнений (2) реального объекта - гидравлического механизмаизменения подачи насоса и уравнения (4)электронной модели этого объекта, следуютзависимости между параметрами схемыфиг. 3;Вз К 5Кдн (11)Й 1 К 4йгС 2 = Т 1 н (12)ВЗС 2 = Т 2 н (13)где К 5 - коэффициент пропорциональностимежду подачей насоса О и напряжением 017на выходе блока 17,При соблюдении равенств (11) - (13) напряжение 017 на выходе блока 17 пропорционально текущему значению подачи насосаО.Напряжение 017 подается на управляющие входы блоков 14, 15 с полярностью,противоположной полярности опорного напряжения Ооп, при этом результирующееопорное напряжение Ооп.р (при входных сопротивлениях й 5 = 1 т 6) определяется равенством:Ооп.р Ооп - 017, ПОСКОЛЬКУ: (14)017- К 50, следовательно: (15) Ооп.р = Ооп - К 50 (16)т,к, по мере снижения подачи насоса 0 результирующее опорное напряжение возрастает, что вызывает соответствующее 5 увеличение давления отсечки Ротс.Изменение давления отсечки Ротс в функции подачи насоса 0 осуществляется позаконуР =Р К 60 (17) 10 К Рст Ротсппп(18)щахпри котором реализуется семейство характеристик, приведенное на фиг, 5. По мереснижения задающего напряжения Оз (т,е, 15 снижения заданной рабочей подачи насосаОз) давление отсечки Ротс возрастает, приэтом величина стопорного давления Рст остается неизмЕнной, что позволяет повыситьпроизводительность, т.к, при работе на каж дой из характеристик реализуется максимально допустимое стопорное давление Р== РстгпахПри работе с каждым заданным значением напряжение Оз(т.е, с заданной пода чей насоса Оз) максимальная мощностьреализуется в точке отсечки характеристикфиг, 5, Рв = Ротс - максимальная мощность1 Чпах 2 К 7 03 1 отс, (19) где Оз определяется уравнением (17);К 7 - коэффициент пропорциональности,Введем обозначения,Ц (20)35Й = К 7 Озп 1 ах Ротсви (21)Котс =Ротс,(22)РстТогда40 оптах = С 1 Й ( К Цз ( К 1, (24)1 1Увеличение максимальной мощности вточке отсечки механической характеристики в данной системе управления характери зуется коэффициентомФормула изобретения Электрогидравлическая система, со держащая последовательно соединенныезадатчик, фазочувствительный выпрямитель, суммирующий электронный усилитель, электрогидравлический усилитель и механизм изменения подачи насоса, подключенного гидравлическими пиниями к исполнительному гидроцилиндру, шток которого соединен с рабочим оряном, а также два датчика давления видравлических линиях, каждый из котлры; 1 еэ соответствующий нелинейныи б н , и 11 а зонанечувствительности соединен с одним из входов суммирующего электронного усилителя, и последовательно включенные датчик тока электрогидравлического усилителя и блок электронной модели механизма изменения подачи насоса, отл и чаю ща яс я тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, нелинейные блоки выполнены с регулируемой шириной зоны нечувствительности и соеди нены своими входами управления с выходом блока электронной модели.1774072 Составитель Е,ЛинникТехред М,Моргентал Корректор П,Гереши Редактор Т.Шубина Заказ Э 914 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101