功率回收型液压马达智能测试系统

　　0引言

　　液压马达是一种重要的液压元件，在机械制造、煤炭、冶金行业有着广泛的用途。长期以来，国内液压马达企业缺乏高效、可靠的测试系统，以致生产效率低，产品性能差，企业对智能化的测试系统有着很大的需求。因此，浙江大学流体传动及控制国家重点实验室与宁波某液压公司共同研制了一套液压马达智能测试与控制系统。该系统基于功率回收原理，减少了装机容量，且可选择手动或自动两种控制模式，保证测试系统更智能、更可靠。

　　1测试原理

　　该测试系统完全按照国标GB/T 20421-2006设计，达到了液压马达测试的通用性，可试验模块如图1所示。图2是测控系统控制原理框图，工业计算机是整个系统的核心，由数据采集卡、比例放大器、信号调理电路组成。

　　数据采集卡选用NI公司的高精度多功能采集卡。通过比例放大器驱动比例溢流阀和变量泵。本系统的液压测试回路如图3所示，两台高压比例泵供油，通过比例溢流阀调节供油压力，补油泵进行加载补油，传感器检测并用二次仪表显示处理数据，通过自动化软件进行马达测试及分析。同时采用了大流量插装阀作为负载油路切换控制阀，电磁换向阀可实现液压马达的正反转测试切换;加载油路中采用由四个插装式单向阀组成节流阀组实现补油泵在马达不同转向下的补油功能。

　　本系统可分别采用手动与自动模式进行液压马达的测试。其中转速、扭矩和流量信号通过自行设计的基于PIC单片机的控制器采集。压力和温度信号由工业计算机的采集卡获取。控制器与工业计算机之间通过RS-232串行通信。该设计的优点是既可通过工业计算机进行全自动的液压马达测试，也可以手动进行部分简单测试，提高了测试的灵活性。

　　2系统特性

　　系统采用液压功率回收原理降低测试系统的能量损耗，从而节约了能源降低了成本。液压功率回收的主要目的是：通过回收加载马达的输出能量，从而减少了能量的损失，进而可以减少装机容量，节约成本。功率回收的主要原理为：主泵电动机驱动主泵输出液压油，输出油液驱动被试马达运动，由于被试马达与加载马达通过联轴器相连，因此加载马达随之运动，此时加载马达处于“泵”的工作状态，其输出压力油液与主泵输出油液合流共同驱动被试马达，从而达到了功率回收的效果。

　　另外，液压马达在较低转速工况下，溢流阀的加载能力达不到设定的加载压力，需要通过定量辅助泵对低压侧进行加载补油。从溢流阀的压力-流量特性分析中得知：溢流阀工作有一最小稳定流量Qmin，如图4所示。