Улучшение динамики объемного гидропривода с частотным управлением с помощью дополнительной обратной связи
Аннотация
Перечислены основные преимущества объемного гидропривода с частотным управлением (ОГП-ЧУ) как исполнительного модуля силовой системы полностью электрифицированного объекта по сравнению с гидроприводами с машинным управлением и традиционными электромеханическими приводами. Отмечено сравнительно низкое быстродействие частотно-управляемых гидроприводов. Рассмотрен способ улучшения динамики ОГП-ЧУ путем введения дополнительной обратной связи по скорости движения выходного звена (СОС). Сформированы универсальные модели ОГП-ЧУ с любыми видами гидродвигателей, позволяющие исследовать динамику привода, не имеющего специальной обратной связи по скорости движения выходного звена, и с СОС. Исследованы амплитудные (АЧХ) и фазовые (ФЧХ) частотные характеристики ОГП-ЧУ без скоростной обратной связи и с СОС при варьировании факторами нагрузки приводов: инерционностью и вязким трением, коэффициентом редукции (объемной постоянной гидромотора), а также эксплуатационными параметрами: температурой жидкости и объемными потерями, характеризующими износ гидромашин. Динамика ОГП-ЧУ оценивалась по показателю колебательности (динамическая работоспособность) и частотным показателям динамической конкурентоспособности: частоте основного резонанса, полосе пропускания по амплитуде, амплитудным и фазовым искажениям управляющего сигнала на контрольной частоте. Показано, что введение дополнительной скоростной обратной связи в структуру привода заметно повышает его динамические показатели и уменьшает эластичность механической характеристики (МХ). В частности, для ОГП-ЧУ мощностью 32 кВт полоса пропускания по АЧХ и ФЧХ может быть увеличена более чем в 2 раза, амплитудные и фазовые искажения управляющего сигнала удалось снизить в 1,5 — 2 раза. Редукторное исполнение привода, реализуемое за счет установки гидромотора с повышенной объемной постоянной, дополнительно улучшило динамику ОГП-ЧУ. Понижение эластичности рабочего участка МХ привода с СОС позволяет рассматривать такой ОГП-ЧУ практически без учета скольжения выходного звена. Учитывая достаточно простую и почти не требующую затрат аппаратную реализацию СОС, например с помощью программных средств частотного преобразователя ОГП-ЧУ, данный вид коррекции ОГП-ЧУ следует считать весьма эффективным.
Литература
2. Pat. 4.823,552 25.04. USA. Failsafe Electrohydraulic control system for veriable displacement pump / L. O. Ezell, J. Sehrmit.
3. Leonard J.B. A systemlook at electromechanical actuation for primary flight control // Proc. IEEE Nat. Aerospace and Electron Conf. Dayton: Ohio, 1983.Р. 80 — 86.
4. Крымов Б.Г., Рабинович Л,В., Стеблецов В.Г. Исполнительные устройства систем управления летательным аппаратами. М.: Машиностроение, 1987.
5. Геращенко А.Н., Самсонович С.Л. Пневматические, гидравлические и электрические приводы летательных аппаратов на основе волновых исполнительных механизмов / под ред. А.М. Матвеенко. М.:Машиностроение, 2006.
6. Ruhlicke I. Elektro-hydraulische Antriebssysteme mit drehzahlveranderbarer Pumpe // Olhydraulik und Pneumatik. 1977 (41). N 9. P. 689 — 693; N 10. P. 752 — 759.
7. Беляев О.А., Зуев Ю.Ю. Моделирование регулировочных характеристик объемного гидропривода с насосным и частотным управлением // Гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Сб. статей науч.-техн. конф. МГТУ им. Н.Э. Баумана/ М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. C. 196 — 204.
8. Зуев Ю.Ю., Зуева Е.Ю., Голубев В.И. Объемный гидропривод с частотным и частотно-дроссельным управлением — возможные исполнения, области применения, сравнительные характеристики и конкурентные аналоги //Индустрия. 2014. № 6 (88). С. 41 — 45.
9. Зуев Ю.Ю., Зуева Е.Ю., Голубев В.И. Анализ динамики объемного гидропривода с частотным управлением при энергопитании от встроенного пневмогидравлического аккумулятора // Наука и образование:электронное науч.-техн. издание. М.: изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана». 2015. № 3. С. 15 — 35.
10. Зуев Ю.Ю., Зуева Е.Ю., Носенко М.Л. Анализ разгонных режимов объемного гидропривода с частотным управлением при энергопитании гидродвигателя привода от различных источников // Вестник МЭИ.2015. № 5. С. 10 — 17.
11. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975.
12. Ермаков С.А., Селиванов А.М., Хомутов В.С. Схемотехника и характеристики электрогидростатических приводов // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: Труды XV Междунар. науч.-техн. семинара. Алушта,2006. М.: МИФИ, 2006, С. 178.
13. Автоматизированный электропривод / под общ. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990.
14. Зуева Е.Ю. Исследование гидро- и термодинамических процессов течения вязкой жидкости в щелевых каналах трактов смазки и охлаждения герметичных насосных агрегатов и формирование алгоритмов их расчета: Дисс. ... канд. техн. наук. М.: МЭИ (ТУ), 2007.
15. Unterstűtzung fűr lie Frmaturen-Auslegung bei Verwendung drehzahlveränderlicher Stellantriebe. Kogel Ottmar (SiPOS Aktorik GmBH) // Industriearmaturen. 2007. N 4. P. 368 — 372.
