Применение насосов с переменной производительностью в системах управления

5. Варианты решений та обоснование выбора базовой принципиальной схемы модуля (системы). Описание работы модуля (системы).

Применение насосов с переменной производительностью в системах  управления.

В гидравлических системах управления насос с переменной производительностью является управляющим органом и выполняет те же функции, что и гидроусилитель. Однако, если для работы гидроусилителя требуется источник с постоянным давлением или постепенным расходом, то насос с переменной производительностью не только осуществляет управление, но вырабатывает также гидравлическую мощность, необходимую для перемещения нагрузки с заданной скоростью. По этой причине системы управления, использующие насос с переменной производительностью, более эффективны и гораздо более пригодны для работы при высоких мощностях. Насос с переменной производительностью обычно вращается с постоянной скоростью. Выходной расход изменяется посредством регулировки хода плунжеров насоса, которая осуществляется поворотом шайбы или изменением величины эксцентриситета . Направление расхода может реверсироваться при переходе шайбы через нулевое положение.

В одной системе нагрузка может вращаться с помощью гидродвигателя, а в другой она перемещается поступательно поршневым исполнительным механизмом, но так как в задании у нас есть условие , что угол вращение – неограниченный, второй вариант отпадает.

Работа насоса переменной производительности совместно с гидродвигателем.  Если нужно управлять скоростью вращающейся нагрузки, то насос с переменной производительностью может работать совместно с гидродвигателем.

Рисунок 8 – Структурная схема удовлетворяющее условие задачи

Расход и давление на выходе насоса преобразуется гидродвигателем соответственно в скорость и момент движения нагрузки. В этом случае гидросистема замкнуть и любые утечки жидкости из нее должны компенсироваться через быстродействующие обратные клапаны с помощью вспомогательного насоса подпитки. Перепад давлений на гидродвигателе является функцией нагрузки. Принципиальная схема показана на рисунке 8

Такая система может быть использована для управления положения турельных установок или в других случаях, когда нужно управлять большими нагрузками с высокой позиционной точностью.

Входной сигнал в виде модулированного переменного напряжения с помощью дискриминатора сравнивается с сигналом обратной связи по положению нагрузки, поступающим от сельсина. Результирующий сигнал ошибки в свою очередь сравнивается с сигналами, поступающими от датчиков обратной связи по скорости движения нагрузки и по положению управляющего органа насоса.

Разность всех этих сигналов усиливается и в виде разности токов в обмотках соленоидов поступает к электрогидравлическому  сервомеханизму, изменяющему положение управляющего органа насоса. Наличие такого дополнительного сервомеханизма необходимо из-за большой величины усилия, нужного для перемещения управляющего органа насоса. Положение управляющего органа определяет величину расхода жидкости, поступающей к гидродвигателю, а следовательно, и скорость вращения нагрузки. Между гидродвигателем и нагрузкой ставится понижающий редуктор,  так как требуемая скорость движения нагрузки обычно значительно ниже скорости врещения гидродвигателя.

Положение нагрузки замеряется двумя сельсинами. Эти сельсины подсоединяются к нагрузке с разным передаточным отношением. Один сельсин, называемый точным, имеет передаточное отношение 36 : 1и используется при работе с малыми скоростями, обеспечивая высокую позиционную точность;

Другой сельсин имеет передаточное отношение 1 : 1 и включается при больших скоростях движения нагрузки, снижая коэффициент усиления системы.

Это влечет за собой ухудшение точности, но в тоже время обеспечивает устойчивость системы. Переключение сельсинов происходит с помощью специальной электрической схемы. Скорость движения замеряется тахогенератором.

На принципиальной схеме показаны только основные элементы системы управления. В действительности же в систему могут входить много дополнительных  элементов, таких, как предохранительные клапаны, фильтры, холодильник, стабилизатор давления питания электрогидравлического сервомеханизма и другое оборудование.