液壓同步提升技術(shù)以及轉(zhuǎn)速反饋控制

[一]、液壓同步提升技術(shù)

液壓提升裝置液壓同步提升技術(shù)是一種適用于大型構(gòu)件整體提升安裝的施工技術(shù)，通常采用柔性鋼絞線承重、液壓提升集群和計算機同步控制等。液壓同步提升系統(tǒng)是集機械、液壓、電氣、計算機自動控制技術(shù)為一體的復(fù)雜系統(tǒng)。大型構(gòu)件可以在地面組裝后整體提升到幾十米甚至幾百米的高空安裝就位。提升施工的性很重要，在提升過程中，對被吊物進行和的控制，是液壓同步提升技術(shù)的關(guān)鍵問題。

(1)提升點多，大型構(gòu)件具有重量超重、面積大等特點。采用地面組裝、整體提升時，由于單臺提升液壓缸提升力有限，因此通常需要數(shù)十臺提升液壓缸共同進行提升，即需要多個提升點同時工作。例如，圖書館二期鋼結(jié)構(gòu)整體提升重量約為10388t，面積12300m2，共使用了67個提升液壓缸；

壓提升機械(2)同步要求高，在液壓頂升過程中要嚴格控制吊點之間的位移偏差，以避免結(jié)構(gòu)變形過大、附加載荷過大等。同時，各吊點的載荷要控制在與理論計算基本一致的范圍內(nèi)，避免構(gòu)件局部受力過大甚至破壞；

(3)吊點提升力差異較大，大型構(gòu)件同步提升時，需要設(shè)置多個吊點，吊點之間提升力大小差異很大，提高了同步控制的難度。

大型構(gòu)件整體提升時，因為吊點布置在構(gòu)件不同的位置上，所以吊點之間相對結(jié)構(gòu)剛度存在差異。從式(1)可看出吊點載荷與吊點之間相對結(jié)構(gòu)剛度關(guān)系密切，當(dāng)?shù)觞c之間相對結(jié)構(gòu)剛度較大時，吊點載荷對位移變化比較敏感，即較小的位移同步偏差也會引起較大的載荷變化；反之，當(dāng)?shù)觞c之間的相對結(jié)構(gòu)剛度較小時，位移存在較大偏差時，載荷的變化相對較小。

[二]、液壓提升機的變量泵控馬達閉式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋控制

針對液壓頂升機械存在的上述有關(guān)問題，國內(nèi)也有一些高等院校、機構(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)是計算機自動控制模式。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，因為目前液壓提升機存在問題的根本原因是伺服變量機構(gòu)控制下的變量泵控馬達調(diào)速方式，不改變這種調(diào)速方式，難以實現(xiàn)液壓提升機的轉(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，液壓提升機采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制是解決目前液壓提升機手動簡單操作，提高提升機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：

(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，在小流量時與節(jié)流調(diào)速一起使用，則可達到很寬的調(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，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)雜的泵控馬達系統(tǒng)，是具有大慣性負載、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)分別是泵控單馬達或多馬達系統(tǒng)與閥控多缸系統(tǒng)的集成，存在著機電液禍合和結(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)問題值得進一步深入研究。