液压变压器在垂直负载中的应用研究

论文摘要

液压变压器是在二次调节恒压网络中诞生的一种驱动非变量执行元件(液压缸)的新型二次元件,它兼具液压泵和马达的功能,既可以在系统驱动负载时根据负载需要调节负载端压力为变压范围内任意值,并且在理论上无节流损失,又可以在负载驱动系统时,通过液压蓄能器的储能作用将能量进行回收,提供给下次系统驱动负载时利用,减小系统泵站的装机容量。液压变压器的出现拓宽了二次调节系统的应用范围,将直线负载引入二次调节系统,且可以实现恒压网络系统驱动多个负载并实现独立控制。这一优势让液压变压器在工程机械等多负载系统中有着广泛的应用前景,因此液压变压器也成为国内外液压领域对压力控制元件研究的热点。本文对传统和新型液压变压器的工作原理进行阐述的同时,主要对新型液压变压器的工作特性进行了理论分析,并结合实际工况对液压变压器的工作过程进行了详细阐述。针对本文所组成的试验系统建立了各部分的数学模型,并且进行了仿真分析。搭建了新型液压变压器驱动垂直负载试验系统,以适应试验需要;对试验台的各个组成部分进行了介绍;对液压变压器应用于垂直负载系统在开环情况下对变压器的调压范围、驱动负载所能达到的最大速度参数等进行了试验研究,并与理论分析进行了比较;在闭环情况下改变系统压力和负载质量等参数,对变压器的工作性能进行了试验研究,验证了理论分析的正确性,所得到的试验结果对液压变压器的进一步研究具有参考价值;并且指出了试验中出现的问题以及需要改进的地方。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 液压变压器的发展历程以及研究现状
• 1.2.1 液压变压器的发展历程
• 1.2.2 液压变压器的研究现状
• 1.3 液压变压器的应用
• 1.4 本论文的主要工作
• 第2章 液压变压器的工作原理及特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 液压变压器的工作原理
• 2.2.1 传统型液压变压器
• 2.2.2 新型液压变压器
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统的建模与仿真
• 3.1 引言
• 3.2 试验系统的工作原理
• 3.3 系统数学模型的建立
• 3.3.1 伺服电机的数学模型
• 3.3.2 液压变压器的数学模型
• 3.3.3 液压缸的数学模型
• 3.4 液压变压器驱动垂直负载试验系统的仿真研究
• 3.4.1 系统方框图
• 3.4.2 系统控制原理
• 3.4.3 系统仿真模型
• 3.4.4 不同工况下的仿真分析
• 3.5 液压蓄能器与液压变压器串联使用的数学建模与分析
• 3.5.1 液压蓄能器的工作过程与原理
• 3.5.2 液压蓄能器与液压变压器串联使用的数学模型
• 3.6 本章小结
• 第4章 液压变压器应用于垂直负载系统的应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 液压变压器驱动垂直负载试验系统的组成
• 4.2.1 液压部分
• 4.2.2 控制部分
• 4.3 试验内容及结果分析
• 4.3.1 开环试验
• 4.3.2 闭环试验
• 4.3.3 能量回收效果试验
• 4.3.4 试验结果分析与评价
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢