本期摘要
上期我们讨论到了压力补偿阀的恒压控制功能,本期i小编就结合具体实例来分析一下,这种恒压控制如何在实际应用中发挥出它的优势。风扇驱动相信大家都有所耳闻,液压驱动的风扇冷却系统便是压力补偿的一个典型应用。为了实现对液压系统温度的精确控制,这套风扇驱动系统中的液压泵需要能从一个稳定排量状态转变到另一个稳定排量状态,而这背后的核心控制元件便是电比例式的压力补偿控制阀(EPC – 专有名词来自Danfoss)。EPC如何实现这种"动""静"结合的控制呢?N36为你解读。
一"动"一"静"
关于风扇驱动系统,i小编在先前的N3~N5中进行过总结,建议童鞋们回复关键词来先了解下关于EPC和风扇驱动的详细背景信息。本期i小编从电比例压力补偿控制风扇驱动系统的"动""静"两个关键点来做进一步探讨。
所谓的"静",指的是EPC如何让泵实现在某一排量下稳定工作;所谓的"动",指的是EPC如何让泵从一个稳定状态变换到另一个稳定状态,去适应系统的需求,如下图所展示。
· 如何"静"
要搞清楚如何在风扇驱动系统中,维持泵的输出流量在A点,首先需要了解下风扇马达的一个有趣特性:即风扇马达的驱动压力P和风扇的转速N2成正比例关系。正是由于这种关系,再加上风扇马达的转速和输入流量成正比关系,便找出了泵出口的流量和泵出口压力之间的定量关系:P∝Q2。
风扇马达的输入流量及输入压力和转速的关系 [3]
从而可知,当风扇马达需求的流量确定后,那么泵需要限定的压力也就随之确定了。换句话说,对于风扇驱动系统,系统所需要的流量与系统的压力是唯一对应的关系。
理解了这个原则后,"静"也就不难理解。假设此时风扇系统工作在A点,若有某种因素的扰动导致泵的输出排量变大到A'点位置,那么风扇马达的转速将会上升。由于马达的驱动压力和转速的定量关系,可知泵的出口压力将会上升,从而通过EPC阀的流量会增加,导致控制泵排量的控制阀阀芯开度增大,使得伺服活塞腔的压力上升,进而泵的排量将降低,重新回到原来稳定工作的A点。
· 如何"动"
理解了"静"后,"动"也就迎刃而解了。假如风扇系统还是稳定工作在A点,而此时由于机器的负荷增大,导致系统的温度上升。那么此时系统的控制器就会发出指令给泵,告诉泵要增大泵的输出排量来,让风扇马达运转加快来增大散热功率。控制系统告诉泵的指令,就是输给EPC阀的电流减小(因为EPC阀是失电常闭型,电流越大,限定的压力就越小),那么EPC所限定的系统压力将上升。那么可知流过EPC阀的流量将减小,导致控制泵排量的控制阀阀芯开度随之减小,使得伺服活塞腔的压力也减小,进而泵的排量将增大,到达B点工作位置。
这里大家可能会有一个疑问,泵的输出排量会不会大于所需要的排量值呢?这点i小编提示可以用"静"的原则来分析,i小编在这里不再赘述了。
风扇驱动系统,正是由于其自身的特殊性,可以让EPC控制的优势在这里发挥的淋漓尽致。
参考文献:
[1] Danfoss. Fan Drive Solutions. powersolutions.danfoss.com
[2] Danfoss. S45技术手册.
powersolutions.danfoss.com
[3] Parker. Parker风扇驱动及冷却系统. www.parker.com