液壓提升機(jī)的變量泵控馬達(dá)閉式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋控制跟動作過程

{一}、液壓提升機(jī)的變量泵控馬達(dá)閉式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋控制
針對液壓提升裝置存在的上述有關(guān)問題，國內(nèi)也有一些高等院校、機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)開展研究，試圖解決這些問題。但從對液壓提升機(jī)現(xiàn)有液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制方式的分析，可以得出這樣的結(jié)論，改變液壓提升機(jī)綜合操控性能改變其控制方式，即不應(yīng)再是簡單的手動操作與控制，而應(yīng)是計(jì)算機(jī)自動控制模式。通過系統(tǒng)的速度閉環(huán)控制，解決系統(tǒng)速度剛性差等問題，為變量泵控馬達(dá)的轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)原理框圖，通過引入轉(zhuǎn)速、位置反饋，可以提高系統(tǒng)的控制精度，系統(tǒng)的動靜態(tài)品質(zhì)與馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制精度都可由轉(zhuǎn)速大閉環(huán)予以。
接在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加閉環(huán)控制環(huán)節(jié)難以解決關(guān)鍵問題，因?yàn)槟壳耙簤禾嵘龣C(jī)存在問題的根本原因是伺服變量機(jī)構(gòu)控制下的變量泵控馬達(dá)調(diào)速方式，不改變這種調(diào)速方式，難以實(shí)現(xiàn)液壓提升機(jī)的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，從而解決其存在的控制問題。
液壓頂升器從以上分析可以看出，液壓提升機(jī)采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制是解決目前液壓提升機(jī)手動簡單操作，提高提升機(jī)的工作性能和性能的出路。
變頻液壓調(diào)速方式屬于變轉(zhuǎn)速調(diào)速方式，不同于變排量調(diào)速方式，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：
(1)變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)避免了節(jié)流損耗和溢流、泄荷損耗，提高了電機(jī)的效率，改變了功率因數(shù)。系統(tǒng)發(fā)熱減少，系統(tǒng)，系統(tǒng)節(jié)能性好。這些方面其它的液壓調(diào)速方式難以相比較。
(2)可大范圍連續(xù)調(diào)速，在小流量時(shí)與節(jié)流調(diào)速一起使用，則可達(dá)到很寬的調(diào)速范圍。
(3)采用、對系統(tǒng)要求低的定量泵代替結(jié)構(gòu)復(fù)雜的變量泵，避免了使用對傳動介質(zhì)要求高的伺服變量機(jī)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的性。另外，油泵的轉(zhuǎn)速與流量成正比，當(dāng)所需的流量減少時(shí)，油泵的轉(zhuǎn)速也隨之降低，地減少了油泵磨損，降低了噪聲，延長了元件的使用壽命。
(4)變頻器可內(nèi)置PID控制和采用無速度反饋矢量控制等，系統(tǒng)具有好的控制性能。
但是，煤礦液壓頂升裝置是復(fù)雜的泵控馬達(dá)系統(tǒng)，是具有大慣性負(fù)載、變參數(shù)的非線性系統(tǒng)，且存在液壓驅(qū)動系統(tǒng)與液壓制動系統(tǒng)分別是泵控單馬達(dá)或多馬達(dá)系統(tǒng)與閥控多缸系統(tǒng)的集成，存在著機(jī)電液禍合和結(jié)構(gòu)剛?cè)嵝缘満系葐栴}，而且其低速性、啟動和換向平穩(wěn)性、調(diào)速精度等性能要求較高。因此應(yīng)用于液壓提升機(jī)中的變頻液壓調(diào)速技術(shù)，不同于現(xiàn)有的應(yīng)用于液壓電梯或注塑機(jī)等產(chǎn)品中的變頻液壓調(diào)速技術(shù)，有許多理論和技術(shù)問題值得進(jìn)一步深入研究。
{二}、型構(gòu)件的整體提升動作過程
先分析單個(gè)提升器的動作過程，上升時(shí)，提升器主油缸大腔進(jìn)油，活塞桿外伸，下錨夾具由于向下自鎖作用卡緊鋼絞線，主油缸缸體上升，上錨自動脫開，將重物提升；一個(gè)行程結(jié)束，提升主油缸小腔進(jìn)油，活塞桿縮回，上錨卡緊鋼絞線，下錨自動脫開，如此往復(fù)，便將重物一步一步提起。
下降時(shí)，由于要克服上、下錨的向下自鎖作用，因此在錨具油缸主動打開的情況下，還留有一段附加的脫錨行程△，才能完成下降動作。
提升過程中，多提升器聯(lián)動時(shí)的各束鋼絞線負(fù)載均衡是一個(gè)解決的問題。通過集群提升器主油路并聯(lián)和特定的提升動作規(guī)律，實(shí)現(xiàn)各束鋼絞線的負(fù)載自動均衡。由于各提升器主油缸并聯(lián)，各缸油壓相等。在上升流程的第①步，對應(yīng)某束較松鋼絞線的油缸會先伸出，該束鋼絞線被張緊，直至各缸油壓一致。當(dāng)該油缸先到達(dá)“全伸”位置時(shí)，所有油缸都停止伸缸，這樣，各束鋼絞線張力便在提升過程中趨于一致。因此，這一步有各束鋼絞線張力自動均衡的作用。同樣，在圖2中下降流程的第②步也有類似的作用。這樣，在整個(gè)上升或下降過程中，通過這種自動調(diào)整，使每一吊點(diǎn)各束鋼絞線張力始終保持均衡狀態(tài)。
型構(gòu)件的整體提升并不是簡單的起吊提升，它牽涉到被提升構(gòu)件本身的特性，形狀，提升姿態(tài)及內(nèi)部應(yīng)力等情況。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的提升對象和要求，制定不同的提升控制策略，如構(gòu)件的垂直度(水平度)控制，相對位移控制，應(yīng)力控制等。液壓頂升機(jī)械正確、合理的控制策略是成功提升的先決條件、以上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿整體提升為例，在提升過程中，為使百余米長的天線桿始終保持垂直，須東、南、西、北四側(cè)液壓提升器組同步升降；同時(shí)，為避免對邊提升器組獨(dú)自承載(此時(shí)天線桿仍垂直).造成對邊負(fù)載過大，須使四側(cè)的提升負(fù)載基本相等。因此，天線桿垂直和提升負(fù)載均衡是同步提升的控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制目標(biāo)的控制策略為：
(1)以東側(cè)提升器組為主令組，控制電流設(shè)定，升、降速度恒定；
(2)西側(cè)提升器組以東西向垂直度偏差值跟隨東側(cè)組，天線桿東西向垂直；
(3)北側(cè)提升器組以南北向垂直度偏差值跟隨南側(cè)組，天線桿南北向垂直；
(4)南側(cè)提升器組以東西側(cè)油壓之和與南北側(cè)油壓之和的偏差值跟隨東側(cè)組，各組負(fù)載負(fù)衡。
通過上述控制策略，實(shí)現(xiàn)了天線桿東西、南北之間的垂直和四側(cè)的負(fù)載均衡，使天線桿提升以平穩(wěn)的姿態(tài)穿過狹小的電視塔中間平臺和筒體，沒有發(fā)生任何傾斜和碰撞，獲得了令人滿意的控制效果。