基于虚拟仪器的液压泵试验台测试系统设计

　　引 言

　　液压柱塞泵试验台主要用于液压泵的性能测试, 即用来测定泵在试验过程中的压力、流量、温度、扭矩、转速等参数的量值及其变化、泵的特性曲线等。早期这类试验台的测试系统大都由分立的模拟仪表组成, 在测试过程中, 一般由模拟仪器仪表组成, 其功能单一, 实时性、准确性、可控性较差, 测试精度低, 不能对新型液压泵, 特别是航空高压液压泵进行测试。

　　由于高精度液压附件的使用以及精确测量与控制的需要, 测试设备已向应用计算机技术的设计方向发展。它具有测试精度高、测试速度快、性价比高、测试的重复性和可靠性高及适宜在线动态测试等特点。按照高压液压泵的试验要求, 本文中建立了一套基于虚拟仪器技术的测试系统, 具有实时控制、工况转换、信号采集、显示和分析等功能。整个系统由拖动系统、液压回路、测试硬件系统、测试系统软件等四部分组成, 包括各种传感器、滤波放大与信号处理元件、微控制器、计算机、相关软件等。

　　以下将对该测试系统的液压回路、测试系统硬件和测控软件的设计进行介绍。

　　1 液压回路

　　在液压加载系统设计上, 为保证被试泵的吸油压力, 采用低压大流量定量叶片泵进行增压, 增压压力用溢流阀和旁路节流阀调节。被试泵的流量由比例阀调节,可实现远程调节, 同时在被试泵出口管路上安装了响应时间小于 0.5s 的二位二通阀, 实现被试泵从一种状态到另一种状态之间循环变化的要求。另外, 为消除电磁阀快速转换过程中产生的压力冲击, 在被试泵出口处安装蓄能器。在泵试验过程中, 进口工作液温度要保持在某一恒定温度,而被试泵的功率大部分以热能形式消耗, 会使工作液温度急剧升高, 所以系统需安装散热器来控制温度, 采用进口板式散热器能满足试验要求。图 1 为该系统的液压系统原理图, 它主要由比例液压阀、油滤、扭矩仪、各类阀门、增压油箱、大功率散热器、产品试验安装座、各类辅件等组成。

　　2 拖动系统

　　拖动系统如图 2 所示。直流调速装置采用SIEMENS 6RA7088- 6KS22(一套)四象限全数字直流调速装置 DC400V/850A, 该装置可适用于 400V/280kW 直流电机; 直流调速系统采用 SIEMENS 脉冲编码器作为速度反馈( 脉冲数 1000 以上), 构成速度闭环, 以满足电机速度精度; 直流调速装置由柜体 /进线电抗器 /主断路器 /主接触器等组成, 同时增加相关控制、连锁及保护装置; 齿轮为英国公司生产、轴承为德国进口轴承; 增速齿轮箱输出功率: 200kW; 直流调速电机转速采用模拟给定和计算机通信给定两种模式。