一种液压综合试验台调速系统的设计与实现

　　0 概述

　　液压泵源综合试验系统主要用于新一代飞机液压泵的性能测试,并为液压系统附件性能测试提供其所需要的液压能源。根据JB/T 7044-93和GB/T 7936-87的要求,该系统应对多种不同飞机液压泵进行测试,所以它在测控过程中应实现为每个被试泵提供变负载下的不同转速和转向。因此,转速调节的鲁棒性是本系统的一个非常重要的功能指标。

　　本综合试验系统实现的技术指标分别为:最高额定工作压力不低于28MPa,额定流量不小于215L/min,最高转速不低于5900r/min,最大功率130kW的多种飞机液压泵的性能测试,同时为飞机液压附件性能试验提供所需的液压油源。

　　我们知道,调速系统属于运动控制系统的范畴。运动控制系统是以机械运动的驱动设备)))电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,利用自动控制理论设计而成的电气传动系统。这类系统控制电动机的转矩、转速和转角,将电能转换为机械能,实现运动机械的性能要求。在运动控制系统中,以转速为被控量的系统叫调速系统;以角位移或直线位移为被控量的系统叫位置随动系统,也叫伺服系统。

　　运动控制系统中的电机分为直流电机和交流电机两种类型。直流电机主磁通与电枢电流相互独立,容易得到满意的动静态性能;而交流电机虽然结构简单,却是一种强耦合、非线性、多变量的控制对象,调速控制复杂,难于实现高精度控制。近十几年来,在新型电力电子、现代控制理论和智能控制方法的支持下,交流调速系统的开发与应用得到迅速发展。目前,运动传动系统的新格局已经形成:交流调速系统上升到主导地位,并呈将逐步取代直流调速系统的趋势。在交流调速的要求下,变频器开始广泛进入各个生产领域。目前的变频调速器以专用的数字处理芯片为核心,能适用于多种场合的电机拖动控制,为机电控制提供了灵活方便的选择空间。

　　1 泵源调速系统的硬件配置

　　综合泵源系统的配置分为驱动子系统,液压子系统和测控子系统。而调速功能是由驱动子系统与测控子系统共同支承实现。鉴于苏-27液压泵的各项性能指标相比其它飞机液压泵为高,故本系统按苏-27液压泵YZB-60的参数进行设计。

　　驱动子系统采用“变频器+变频调速专用异步电机+变速箱”的控制策略驱动被试飞机液压泵(参见图1)。变频器选用SIEMENS公司的6SE7033-2EG60,调速电机为北京电机总厂出产的YVP315M-4。

　　液压子系统由被试泵子系统、增压泵子系统、加载子系统和清洁冷却子系统组成。测控子系统主要包括主控制台、辅控制台、两台工业控制计算机(主控计算机和辅控计算机)和现场电气信号与计算机接口(参见图2)。为了方便用户对实验系统进行操作并了解系统运行状态,主控台与辅控台上安装有流量、压力、温度、转矩、转速等显示仪表,并配有超温、超压、液位、油滤污染等报警装置。同时还有手动模拟油门杆调速手柄,以及各种设备的启停开关、紧急停机开关、报警讯响器与复位开关等。