液压马达最低稳定转速分析及实验研究(下)

摘要：对开环方式下阀控马达最低稳定转速的解析分析进行了计算机仿真。对开、闭环控制下的电液比例方向阀控行星轮型中速液压马达的最低稳定转速作了全面深入的实验研究与分析，得出了相应的结论。

　　

　　关键词：阀控　最低稳定转速　静负载扭矩　实验研究

　　

　　5　Tm—nm特性曲线的计算机仿真

　　

　　对阀控马达最低稳定转速解析式(7)进行计算机求解，首先需要确定马达内摩擦扭矩损失Tmf模型式(5)中的常数a、b、c和马达总泄漏流量Qme模型式(6)中的常数e、d之值。

　　

　　(1)常数a、b、c之值

　　

　　在三种温度下的开环最低稳定转速试验研究过程中，我们发现，当马达转速下降快接近爬动点时，Tmf(=PLqm-Tm)比较快速地增加，再进入爬动点，最后停转时，Tmf值飞速地增长。图8给出了三种不同油温下试验值Tmf的拟合曲线(参变量为Uc)。

　　图8　不同温度下Tmf试验值之拟合曲线

　　把图8的试验拟合曲线，改用PL作为参变量，用Tmf的数学模型式(5)进行近似拟合，得出三种不同油温下式(5)的三个常数a、b、c之值，见表1。

　　

　　表1　不同油温下常数a、b、c之值

　　

　　(2)常数d、e之值

　　

　　根据对马达外漏的测试及对内漏数量估计，按式(6)进行拟合，可近似得出式(6)的常数d、e值，见表2。

　　

　　表2　不同油温下的常数d、e之值

　　

　　

　　(3)Tm、nm特性曲线及其失速点

　　

　　已知的常量有：阀系数Kv=0.12×10-7m3/s/V，马达排量qm=13.85×10-6m3/s，供油压力ps＝12.8MPa。把系数a、b、c、d、e和Kv、qm、ps一起代入式(7)，通过计算机进行数字求解，即可得出在给定变量Uc下的曲线及其失速点(无解点)，如图9所示。

　　

　　6　开环实验曲线

　　

　　采用开环控制方式，三种不同油温下阀控马达的最低稳定转速特性实验结果如图9所示。

图9 开环控制下阀控马达最低稳定转速特性曲线

分析讨论：

　　(1)建立在实验基础上的解析方程的失速点曲线与最低稳定转速的实验点基本符合。

　　(2)这说明前述有关最低稳定转速的机理分析是正确的。

　　(3)也就是说液压马达在既定液压调速系统的工况；低速区的内摩擦扭矩损失Tmf特性(特别是随转速的降低而急剧增大)；马达总泄漏流量Qmc特性的变化(特别是有初始泄漏流量)；油液及油马达体温度等对一个具体的液压系统中的液压马达的最低稳定转速nmmin的大小起决定性影响。

　　

　　7　闭环实验研究

　　

　　控制方式是影响液压马达最低稳定转速的决定因素之一。为了与开环控制方式下的阀控液压马达最低稳定转速进行比较，作者也在三种不同油温下对闭环控制的阀控马达最低稳定转速特性进行了全面深入的实验研究，实验结果如图10所示。