液压电机叶片泵样机的性能试验

　　引言

　　液压电机泵是将电动机与液压泵一体化的新一代液压动力单元,将电能直接转化为液压能输出。近年来,美国、德国、日本和台湾等发达国家和地区对电动机与液压泵融合化(hybrid/integrated)都高度重视,液压电机泵已成为液压技术创新发展的重要方向[1~4],由于电机泵工业化价值突出,在国内外,有关电机泵的研究论文和相关试验数据公开发表的还很少,有关资料文献大多以专利形式出现。相对于传统的“三段式”液压动力单元—电机油泵组(即由独立电动机、联轴器和液压泵组成),液压电机泵具有结构紧凑、噪声低、无外泄漏和效率较高等优点。液压电机泵的独特优点,使其具有重要研究价值和广阔的应用前景。

　　本文针对研制出的首台液压电机叶片泵样机,建立电机泵性能试验系统,获得样机的输入电量参数、输出液压能参数及内部转子转速和壳体内部压力等参数,得到液压电机叶片泵样机的转子转速、噪声和效率等随输出压力变化的特性,并与同等功率液压电机油泵组的测试结果进行对比。本研究为液压电机泵优化及创新发展提供有益的参考。

　　1　试验系统及方法

　　液压电机叶片泵样机内部结构[5~7]如图1所示。

　　1·1　液压电机叶片泵的性能试验系统

　　电机泵作为一种新一代液压动力单元,目前还没有相关的测试标准,试验中参照电动机和叶片泵的测试标准[8~9],设计确定了电机叶片泵样机的性能试验系统。

　　图2为电机叶片泵样机的试验系统图,手动换向阀3置于左位时,电机叶片泵样机1输出油液直接回油箱,处于空载运行状态;手动换向阀3置于右位,且两个节流阀5、6处于关闭状态时,通过调节溢流阀2,改变输出压力,实现对电机叶片泵样机1进行加载。

　　1·2　电机泵与电机油泵组性能对比试验

　　电机叶片泵样机进行空载和负载性能试验时,油箱内油液温度保持在(30±2)℃。空载试验测量参数包括空载输入功率、空载转速和空载电流,其中空载电流为电机叶片泵样机空载运行时定子三相绕组中通过的电流,绝大部分的空载电流产生旋转磁场,称为空载励磁电流,是空载电流的无功分量;小部分用于克服电机叶片泵样机空载运行时的各种功率损耗(如机械摩擦、铁芯损耗和粘性负载损耗等),这一部分是空载电流的有功分量,因所占比例很小,可忽略不计。负载试验时,在外加电压及频率保持不变条件下,对电机叶片泵样机进行测试,研究转子转速n、输出流量q、定子绕组电流I、功率因数cosφ、功率P、效率η等与输出压力po之间的关系,通过试验曲线直接反映电机叶片泵样机运行过程中主要性能指标与运行参数的变化规律。