压裂液连续混配石油设备液压系统分析与优化

压裂液连续混配常规采用阀前负载敏感液压系统作为其液压动力系统,由于混配施工工艺不断改良细化,在大扭矩工况下多马达复合动作,液压系统流量饱和情况下流量优先向轻载分配。为解决这一问题,优选阀后负载敏感液压系统,在流量供给不足情况下,同比减少各负载流量供给,实现马达同步动作。基于AMESim仿真软件,分别搭建连续混配设备阀前及阀后负载敏感液压系统仿真模型,得到泵与马达压力、流量及功率变化曲线。仿真结果表明:阀后负载敏感系统中,负载敏感泵输出功率始终与负载所需功率相匹配;系统流量充足时,泵输出流量始终随着系统所需流量的变化而变化;系统流量不足时,阀后负载敏感阀可以实现流量共享,各马达负载同步动作。实验结果表明：仿真与实验数据差距小于3%,阀后负载敏感系统可以按照阀口开度比例分配各路负载流量,实现各负载平稳动作。     

全液压伞钻液压系统设计与仿真

针对全液压六臂伞钻能量损失较大的问题,设计了负载敏感液压操控系统,并建立了全液压伞钻负载敏感系统AMESim仿真模型,仿真验证了系统的负载敏感性能以及回转回路的调速性能,结果说明:负载敏感回路中流量与控制阀开口量相关;在多个负载同时工作时,系统压力和流量均为负载敏感阀所调定的压力和流量,验证了液压系统设计与参数设置的合理性。     

负载敏感液压系统节能设计及AMESim仿真分析

阀后补偿负载敏感液压系统中关键元件压力补偿阀通过阀前后补偿压差来调节流量,因而会造成一定的能量损失,降低系统效率的同时元件使用性能及寿命也大大降低。鉴于此,提出一种以串联液阻分压来降低补偿压差的节能阀后补偿负载敏感液压系统。利用AMESim仿真软件建立仿真模型并进行仿真分析。结果表明：在相同的工况下,改进后的负载敏感系统,能够降低工作时压力补偿阀的能量损耗,提高系统及元件的性能及使用寿命。所得结论为阀后补偿负载敏感液压系统的优化设计提供了参考。     

履带式水仓清挖机器人液压系统分析

针对当前机械清挖存在的功能单一、体积庞大、自动化程度低、操作人多的缺点,设计一种水仓清挖机器人,并对其行走单元的液压系统进行仿真分析。仿真分析平地直行、转向、爬坡等工况下的动态特性,结果表明清仓机器人的行走单元能够按照工况要求完成指定动作,行驶过程中不受外界阻力变化影响,同时各个执行器能够独立工作互不干扰,体现了良好的抗流量饱和能力。此外,还模拟了负载敏感系统和定量泵节流调速系统的节能效率,结果表明负载敏感系统的效率更高,节省的能量更多。     

基于AMESim的轮式装载机工作装置建模与仿真研究

通过对某款国产轮式装载机工作装置结构与作业过程的分析,利用仿真软件AMESim建立相应的机液耦合模型并进行动态仿真,得出装载机典型作业过程中系统压力、流量等参数的变化情况。在此基础上设计了新工作装置负载敏感液压系统,并对该负载敏感系统进行仿真研究。研究表明:与原系统相比,负载敏感系统能够更好地适应装载机复杂工况需求,具有良好的节能效果和操作特性。此外该研究方法对于类似机液耦合机构的设计、分析与优化具有一定的参考价值。     

基于MATLAB的伺服压力机控制系统仿真研究

对曲柄滑块伺服压力机的机构运动和伺服电机的控制系统进行仿真研究,通过机构运动的仿真得到滑块的运动行程曲线,而电机部分的仿真主要基于对永磁同步电机的矢量控制原理进行分析与数学建模。利用Matlab/Simulink平台搭建仿真模型进行仿真实验,验证了所建模型系统符合永磁同步电机的运行特性。最后利用仿真模型给予电机不同的转矩进行仿真实验以获得不同的响应曲线,通过分析电机特性曲线来优化电机的控制策略,进而提高压力机的工作性能。     

基于AMEsim的轮式装载机工作装置建模与仿真研究

通过对某款国产轮式装载机工作装置结构与作业过程的分析，利用仿真软件AMESim建立相应的机液耦合模型并进行动态仿真，得出装载机典型作业过程中系统压力、流量等参数的变化情况。在此基础上设计了新工作装置负载敏感液压系统，并对该负载敏感系统进行仿真研究。研究表明：与原系统相比，负载敏感系统能够更好地适应装载机复杂工况需求，具有良好的节能效果和操作特性。此外该研究方法对于类似机液耦合机构的设计、分析与优化具有一定的参考价值。     

多机构负载敏感液压系统冲击耦合干扰抑制方法研究

针对多执行机构负载敏感液压系统回路之间的耦合干扰现象,分析引起负载敏感液压系统压力冲击和耦合干扰的原因,指出工作回路流量控制阀关闭时,变量泵排量调节的响应延迟,导致泵的出口流量大于通过流量控制阀的流量,使液压泵出口处产生压力冲击,并造成剩余回路流量波动。基于AMESim软件建立多执行机构负载敏感液压系统仿真模型,对比分析在泵出口处设置防冲击回路对于抑制压力冲击从而解决回路之间耦合干扰的作用。结果表明：防冲击回路可以显著降低多执行机构负载敏感液压系统回路之间的耦合干扰。     

恒压变流量供油注塑机液压系统的研究

低能耗是注塑机液压系统的一个发展趋势,而目前注塑机液压系统采用的定量泵供油导致系统能耗非常大。介绍了注塑机的定量泵供油与恒压力变流量液压泵供油系统的工作原理,并建立恒压力变流量液压泵供油系统的仿真模型,分析其能量消耗的过程,实现注塑机低能耗工作。     

直驱泵控伺服液压机节能分析及试验研究

直驱泵控伺服液压机采用定量泵和交流永磁同步电机作为动力单元,该伺服液压系统依靠改变电机转速实现系统流量调节,从而实现对液压系统的控制。与传统的阀控系统相比,具有体积小、高效节能、可靠性高等特点,是目前电液驱动技术发展的一个新方向。以拉深工艺为例,分析系统的节能原理,进行了普通液压机和伺服液压机能耗对比的试验研究。分析泵控伺服液压机的主要节能环节:容积调速、待机停止。通过样机试验可得:直驱泵控伺服液压机比普通多功能拉深液压机节约了20%以上的能量。     

三相永磁同步电机拖动的液压系统性能仿真研究

由电机拖动的液压系统具有可靠性好、调速方便、效率高等优点,而三相永磁同步电机拖动的液压系统较异步电机拖动的液压系统在效率及调速精度方面更优越,在建立由三相永磁同步电机拖动的液压系统数学模型的基础上,考虑了液压系统中常见的油液黏温黏压特性、有效体积弹性模量和非线性摩擦力等3种非线性因素,使用Matlab/Simulnk软件分析了系统参量变化时系统的性能改变情况。通过仿真实验,验证了模型的正确性和有效性,为开展永磁同步电机拖动的液压系统性能研究提供了参考。     

基于负载敏感技术的液压助力转向系统研究

针对传统液压助力转向系统的压力和流量损失问题,设计了基于负载敏感技术的液压助力转向系统。基于仿真软件AMESim对负载敏感泵和液压助力转向系统进行了建模。仿真结果表明:当在直线行驶工况下,该系统以低压、小流量的待机状态输出;当有转向需求时,系统能根据转阀开启阀度,快速调节泵出口的压力和流量,并且能够满足助力需求。基于负载敏感技术的液压助力转向系统在车辆行驶过程中能减小能量消耗,达到节能的目的。     

电动叉车液压举升装置节能系统仿真研究

为了降低电动叉车液压举升装置能量消耗,采用负载敏感平衡阀驱动叉车臂实现升降功能。建立电动叉车提升装置简图,分析叉车自由提升区和第二提升区运动原理。根据能量回收方程式,推导出液压驱动数学模型和节能效率模型。在不同工况下,采用MATLAB对液压泵输出功率进行仿真。结果表明:在空载或轻载工况下,叉车臂在下降过程中,有负载敏感平衡阀比无负载敏感平衡阀的液压泵输出功率小,最大节约了69 kW;在重载工况下,叉车在上升、静止及下降过程中,有、无负载敏感平衡阀的液压泵输出功率几乎相同。合理设置负载大小,采用负载敏感平衡阀,可以实现能量回收,从而节约能量消耗。     

模糊PID在永磁同步电机驱动的无阀液压系统中的应用

针对传统电机作为无阀液压系统动力装置时存在的效能低下、速度调节不稳定和响应速度慢等问题,提出将矢量控制永磁同步电机代替传统电机驱动无阀系统中的泵,并建立无阀液压系统的数学模型。传统PID很难解决该无阀液压系统控制过程中的时变性、非线性等问题,因此设计基于该无阀液压系统的模糊PID位置控制器。采用AMESim和MATLAB软件对无阀系统进行联合仿真,将仿真实验结果与采用传统PID的仿真实验结果进行对比。结果表明:模糊PID控制方法对永磁同步电机驱动的无阀液压系统在响应速度、抗干扰性以及位置跟踪精度方面有着良好的效果。     

基于模糊PI的CVT用电动油泵控制研究

为了改善无级变速器(CVT)液压油泵存在较大溢流损失的问题,采用永磁同步电机驱动的电动油泵作为CVT的供油源,提出一种基于模糊PI的控制算法。该算法在矢量控制结构的基础上,利用模糊控制对PI控制器进行参数修正,以解决传统PI控制不能满足复杂控制系统的需求。为了验证该算法的有效性,在MATLAB/Simulink中完成两种算法下电机控制系统模型的搭建,并对控制结果进行比较分析。并完成CVT极限工作环境即车辆紧急制动工况下电动油泵基于该算法的仿真。结果表明：所提出的控制策略能够有效提高系统响应速度和抗干扰能力,并且基于该算法的电动油泵能满足CVT正常工作需求。     

能量回收液压泵试验台仿真分析

传统液压泵试验台消耗能量较多,并且为了模拟负载,由节流口加压,高压油直接流回油箱,造成大量的能量浪费。通过对试验台回路重新设计,回收被试泵高压油与供油泵共同驱动液压马达,由液压马达来带动被试泵,实现能量的回收利用。通过利用SimulationX对新回路进行仿真分析,在保持试验泵原有工况下,对泵进行性能测试,节能在67%以上。     

永磁同步电动机主轴伺服系统的仿真研究

探讨了永磁同步电动机在数控设备中的应用背景,详细阐述了在以转子速度旋转的坐标系中永磁同步电动机数学模型的建立,使用Matlab/Simulink仿真工具对PMSM伺服控制系统进行了研究,并介绍一些关键环节的实现方法,文中给出了一个仿真实例,并给出了较好的仿真结果.     

液压动力系统功率在线监测方法研究

针对液压动力系统能耗高、效率低等问题,提出系统功率在线监测方法并给出两种功率监测方案;建立系统功率软测量理论模型,并应用变频电机-齿轮泵驱动方式设计液压动力系统试验台;采用恒转矩与恒功率两种变频调速方式,在试验台上进行系统动态功率监测试验,得到不同工况下的电压、电流、压力、流量与功率曲线,并对系统变频调速特性及压力、流量脉动产生原因进行分析;最后结合理论与试验分析结果,给出系统功率匹配控制策略与压力、流量脉动消减措施。     

金刚石压机补压控制系统的设计

六面顶压机的压力控制精度影响人工合成金刚石的品质。在生产工艺的补压阶段,为了减小三相异步电机频繁启停引起的压力波动,设计一种基于永磁同步电机的泵控压机补压系统。设计了采用矢量控制的电机驱动器,并根据所建立的液压系统数学模型,在Simulink环境下进行仿真。仿真结果表明：该系统能够达到工艺要求的补压精度,实现电机在低速时对系统持续补压,有效提升压力控制系统的可靠性,降低企业的生产和维护成本。