新型矿用节能型液压泵及马达试验台

　　1 引言

　　矿用液压泵及马达试验台是煤矿机修厂检测和维修保障的重要设备。液压泵或马达试验分为功率回收和直接加载两种加载方式^{[1, 2]}。功率回收方式节能和减少系统发热,效率较高,但系统复杂;直接加载系统较简单,但耗能较高。

　　为了实现不同转速的试验工况,改变电动机转速的方法效果较好,但成本高;改变驱动液压马达转速容易实现,但能耗高。本文研制的变频调速功率回收液压泵及马达试验台,满足煤矿液压泵和马达的测试需求,受到市场的欢迎。

　　2 功率回收加载技术

　　液压泵和马达试验,采用节流加载或测功器加载。液压能转变为热能和机械能消耗掉。采用功率回收加载试验方法就可以利用这部分能量。

　　(1)机械补偿功率回收试验系统

　　该试验系统如图1所示,适用于液压泵和高速液压马达性能试验。

　　驱动电机3为双出轴直流可调速电动机,与被试件1和加载件2相连结,三者同轴转动。泵的出口与马达入口直接连通,泵和马达互为负载。被试件和加载件都可以是马达或泵。溢流阀5调节系统负载压力。补偿泵4补偿流量损失,调节它的排量可以改变泵和马达的转速。当试泵时,驱动电机驱动被试泵,被试泵输出液压能给加载马达,将这部分能量转换成机械能回输给被试泵,驱动电机补偿被试泵所需的驱动功率。理论上系统回收的功率最多可达55%左右。采用变频器控制交流驱动电动机,能保持控制的高速稳定性。

　　(2)液压补偿功率回收试验系统

　　适用于高速和低速大扭矩马达试验的试验系统如图2所示。

　　排量相同的液压马达和泵出轴对接。运行时,先起动串联补偿泵5,通过整流油路3给被试马达1供油,马达启动后带动加载泵2,转为串联补偿泵5通过整流油路3向加载泵2供油,供油压力为p₁,被试马达1则转为由加载泵供油。再启动并联补偿泵6,主要补偿被试马达和加载泵之间的流量损耗。改变并联补偿泵6的流量和调节溢流阀7,可以调节系统压力p₂。串联补偿泵5用来补偿加载泵和被试马达之间的流量差。改变泵5或泵6的排量均可以调节被试马达转速。安全阀4的作用是防止在试验过程中发生卡死,造成系统压力冲击,损坏试验系统。如果加载泵为双向变量泵,在被试马达的进油路上串联一个换向阀,通过与整流油路的配合使用可以方便地实现被试马达的换向试验。

　　3 交流变频调速的技术特点

　　目前变频调速器已全部采用数字化技术,且日趋小型化,高可靠性、高速响应、低噪声、大范围、高精度平滑无级调速;操作方便、简单;具有通用的外部接口端子,可同计算机、PLC联机,便于实现自动控制。电动机可直接在线起动,起动转矩大,起动电流小,对电网设备的冲击小;并具有转矩提升功能,可省去软起动装置。有显著的节能降耗性能。