CN107339286A - 一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台及其方法 - Google Patents

一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台及其方法，包括驱动部分、加载部分、球阀回路、整流回路、测量元件、被试元件；该测试平台可对开式、闭式泵和马达元件进行测试。主要的测试项目包括空载特性、稳态特性进行测试。该平台通过机械补偿进行能量回收，在测试过程中实时地把能量加以循环利用，达到了节能的效果。

Description

一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台及其方法
技术领域
本申请涉及一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台及其方法，更具体地说涉及一种能够测试不同旋向的开式、闭式液压泵和液压马达，并通过机械补偿的方式实现能量回收的测试平台。
背景技术
液压泵马达测试平台是一种以液压泵或液压马达作为被试元件，测试其稳态性能的液压系统。国标中规定的测试回路测试高压油全部流入加载节流阀或溢流阀，造成大量的能量浪费。
液压系统的能量回收技术是将系统中产生的液压能回收利用，以达到节能的效果。机械补偿功率回收式泵马达测试平台主要通过加载马达实现能量的回收，并通过变频电机输入系统所需的补偿功率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提出以不同旋向的开式、闭式液压泵和液压马达作为被试元件，可测试其稳态性能，并具有功率回收功能的泵马达试验台及其方法。
一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台,包括驱动部分、加载部分、球阀回路、整流回路、测量元件、被试元件；
所述的加载部分包括第一加载马达、第二加载马达、第一同步带、第二同步带、比例溢流阀和安全阀；
所述的整流回路包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀；
所述的球阀回路包括第一球阀、第二球阀、第三球阀、第四球阀、第五球阀和第六球阀；
所述的测量元件包括第一流量计、第二流量计、第一压力传感器和第二压力传感器；
压力补油口分别与第三单向阀、第四单向阀相连，第四单向阀出口分别与第二单向阀、第五球阀和第三球阀相连；第三单向阀出口分别与第一单向阀、第二球阀和第六球阀相连；第一单向阀、第二单向阀的出口经比例溢流阀与主回油路相连，第一单向阀、第二单向阀的出口还经油路与第六球阀相连；安全阀设置在整流回路上，第二球阀、第三球阀、第五球阀的回油口与油箱相连；第六球阀分别与第一球阀、第四球阀相连；第五球阀分别与第一球阀、第四球阀相连；第一球阀分别与第一加载马达、第二加载马达的相连；第四球阀分别与第一加载马达、第二加载马达的相连；第一加载马达通过第一同步带与传动轴相连，第二加载马达通过第二同步带与传动轴相连；传动轴与被试元件相连；驱动部分与传动轴通过联轴器相连；
第二球阀与被试元件的一个油口相连；第三球阀与被试元件另一个油口相连；第二球阀与被试元件的油路上设有第一流量计和第一压力传感器，第三球阀与被试元件的油路上设有第二流量计和第二压力传感器。
优选的，所述的被试元件为液压泵或液压马达。
优选的，所述的驱动部分为由变频器控制的变频电机，变频电机的输出轴与传动轴通过联轴器相连。
优选的，所述的第一加载马达和第二加载马达为双向变量马达；第一加载马达、第二加载马达、传动轴之间速比为1：1：1。
所述测试平台的测试方法，当被试元件为液压泵时，所述的第一加载马达和第二加载马达工作在马达工况；
当液压泵旋向为左旋时；油液由压力补油口P经过第三单向阀、第二球阀流向被试元件的吸油口；被试元件的吸油口压力大于其最小吸油压力；被试元件的出油口经过第三球阀、第二单向阀后，其中一小部分油液经过比例溢流阀流回油箱，其余大部分油液经过第六球阀、第四球阀流入第一加载马达和第二加载马达，后经过第一球阀、第五球阀流回油箱；第一加载马达和第二加载马达回收能量并通过第一同步带和第二同步带驱动被试元件,变频电机向被试元件1输入剩余所需的功率；
当液压泵旋向为右旋时；油液由压力补油口P经过第三单向阀、第二球阀流向被试元件的吸油口；被试元件的吸油口压力大于其最小吸油压力；被试元件的出油口经过第三球阀、第二单向阀后，其中一小部分油液经过比例溢流阀流回油箱，其余大部分油液经过第六球阀、第一球阀流入第一加载马达和第二加载马达，后经过第四球阀、第五球阀流回油箱，第一加载马达和第二加载马达回收能量并通过第一同步带和第二同步带驱动被试元件,变频电机向被试元件输入剩余所需的功率。
所述测试平台的测试方法，当被试元件为液压马达时，所述的第一加载马达和第二加载马达工作在泵工况；
当变频电机旋转，油液从第一流量计流向第二流量计时；油液由压力补油口P经过第四单向阀、第五球阀、第四球阀流向第一加载马达和第二加载马达的吸油口；加载马达吸油口压力大于其最小吸油压力；第一加载马达和第二加载马达的出油口经过第一球阀、第六球阀；其中一小部分油液经过第一单向阀、比例溢流阀流回油箱；其余大部分油液经过第二球阀流入被试元件，后经过第三球阀流回油箱；加载马达通过传动轴、同步带回收来自被试元件的能量,变频电机向第一加载马达和第二加载马达输入剩余所需的功率；
当变频电机旋转油液从第二流量计流向第一流量计时油液由压力补油口P经过第三单向阀、第六球阀、第四球阀流向第一加载马达和第二加载马达的吸油口，加载马达的吸油口压力大于其最小吸油压力；第一加载马达和第二加载马达的出油口经过第一球阀、第五球阀；其中一小部分油液经过第二单向阀、比例溢流阀流回油箱；其余大部分油液经过第三球阀流入被试元件，后经过第二球阀流回油箱,加载马达通过传动轴、同步带回收来自被试元件的能量,变频电机向第一加载马达和第二加载马达输入剩余所需的功率。
试验过程中转速由变频电机确定；加载压力由比例溢流阀确定；第一流量计和第二流量计、第一压力传感器和第二压力传感器记录在试验过程中的流量、压力值。
附图说明
图1为本发明的测试平台的原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的机械补偿功率回收型泵马达测试平台,包括驱动部分、加载部分、球阀回路、整流回路、测量元件、被试元件；
所述的加载部分包括第一加载马达7.1、第二加载马达7.2、第一同步带5.1、第二同步带5.2、比例溢流阀9和安全阀10；
所述的整流回路包括第一单向阀8.1、第二单向阀8.2、第三单向阀8.3和第四单向阀8.4；
所述的球阀回路包括第一球阀11.1、第二球阀11.2、第三球阀11.3、第四球阀11.4、第五球阀11.5和第六球阀11.6；
所述的测量元件包括第一流量计2.1、第二流量计2.2、第一压力传感器3.1和第二压力传感器3.2；
压力补油口分别与第三单向阀、第四单向阀相连，第四单向阀出口分别与第二单向阀、第五球阀和第三球阀相连；第三单向阀出口分别与第一单向阀、第二球阀和第六球阀相连；第一单向阀、第二单向阀的出口经比例溢流阀与主回油路相连，第一单向阀、第二单向阀的出口还经油路与第六球阀相连；安全阀设置在整流回路上，第二球阀、第三球阀、第五球阀的回油口与油箱相连；第六球阀分别与第一球阀、第四球阀相连；第五球阀分别与第一球阀、第四球阀相连；第一球阀分别与第一加载马达、第二加载马达的相连；第四球阀分别与第一加载马达、第二加载马达的相连；第一加载马达通过第一同步带与传动轴相连，第二加载马达通过第二同步带与传动轴相连；传动轴与被试元件相连；驱动部分与传动轴通过联轴器相连；
第二球阀与被试元件的一个油口相连；第三球阀与被试元件另一个油口相连；第二球阀与被试元件的油路上设有第一流量计和第一压力传感器，第三球阀与被试元件的油路上设有第二流量计和第二压力传感器。
所述的被试元件为液压泵或液压马达。液压泵；液压泵可选择开式或闭式，左旋或右旋。
所述的驱动部分为由变频器控制的变频电机，变频电机的输出轴与传动轴通过联轴器相连。
测试平台的具体实施方法如下：
1)当被试元件为液压泵，旋向为左旋时，球阀回路中各球阀的启闭状态如下：
油液由压力补油口P经过第三单向阀8.3、第二球阀11.2流向被试元件1的吸油口；被试元件1的吸油口压力大于其最小吸油压力；被试元件1的出油口经过第三球阀11.3、第二单向阀8.2后，其中一小部分油液经过比例溢流阀9流回油箱，其余大部分油液经过第六球阀11.6、第四球阀11.4流入第一加载马达7.1和第二加载马达7.2，后经过第一球阀11.1、第五球阀11.5流回油箱；第一加载马达7.1和第二加载马达7.2回收能量并通过第一同步带5.1和第二同步带5.2驱动被试元件1,变频电机6向被试元件1输入剩余所需的功率；
2)当被试元件为液压泵，旋向为右旋时，球阀回路中各球阀的启闭状态如下：
球阀序号 右旋时状态
11.1 左工作位
11.2 右工作位
11.3 右工作位
11.4 左工作位
11.5 右工作位
11.6 右工作位
油液由压力补油口P经过第三单向阀8.3、第二球阀11.2流向被试元件1的吸油口；被试元件1的吸油口压力大于其最小吸油压力；被试元件1的出油口经过第三球阀11.3、第二单向阀8.2后，其中一小部分油液经过比例溢流阀9流回油箱，其余大部分油液经过第六球阀11.6、第一球阀11.1流入第一加载马达7.1和第二加载马达7.2，后经过第四球阀11.4、第五球阀11.5流回油箱，第一加载马达7.1和第二加载马达7.2回收能量并通过第一同步带5.1和第二同步带5.2驱动被试元件1,变频电机6向被试元件1输入剩余所需的功率。
3)当被试元件为液压马达时，当变频电机6旋转油液从第二流量计2.2流向第一流量计2.1时，球阀回路中各球阀的启闭状态如下：
油液由压力补油口P经过第三单向阀8.3、第六球阀11.6、第四球阀11.4流向第一加载马达7.1和第二加载马达7.2的吸油口，加载马达的吸油口压力大于其最小吸油压力；第一加载马达7.1和第二加载马达7.2的出油口经过第一球阀11.1、第五球阀11.5；其中一小部分油液经过第二单向阀8.2、比例溢流阀9流回油箱；其余大部分油液经过第三球阀11.3流入被试元件1，后经过第二球阀11.2流回油箱,加载马达通过传动轴、同步带回收来自被试元件1的能量,变频电机6向第一加载马达7.1和第二加载马达7.2输入剩余所需的功率。
4)当被试元件为液压马达时，当变频电机6旋转，油液从第一流量计2.1流向第二流量计2.2时；球阀回路中各球阀的启闭状态如下：
球阀序号 球阀状态
11.1 左工作位
11.2 右工作位
11.3 左工作位
11.4 左工作位
11.5 左工作位
11.6 左工作位
油液由压力补油口P经过第四单向阀8.4、第五球阀11.5、第四球阀11.4流向第一加载马达7.1和第二加载马达7.2的吸油口；加载马达吸油口压力大于其最小吸油压力；第一加载马达7.1和第二加载马达7.2的出油口经过第一球阀11.1、第六球阀11.6；其中一小部分油液经过第一单向阀8.1、比例溢流阀9流回油箱；其余大部分油液经过第二球阀11.2流入被试元件1，后经过第三球阀11.3流回油箱；加载马达通过传动轴、同步带回收来自被试元件1的能量,变频电机6向第一加载马达7.1和第二加载马达7.2输入剩余所需的功率。
试验过程中转速由变频电机6确定，输出试验所需要的转速，在同一试验项目，变频电机6的转速基本不变。
加载压力由比例溢流阀9确定，比例溢流阀9的压力值由外部电信号给定。安全阀10的设定压力高于最高试验压力，起安全保护作用。六个球阀11.1-11.6根据被试元件的种类和特征改变启闭状态，球阀的启闭由外部电信号控制。
第一流量计2.1和第二流量计2.2、第一压力传感器3.1和第二压力传感器3.2记录在试验过程中的流量、压力值。

Claims (6)

1.一种机械补偿功率回收型泵马达测试平台,其特征在于包括驱动部分、加载部分、球阀回路、整流回路、测量元件、被试元件；
所述的加载部分包括第一加载马达、第二加载马达、第一同步带、第二同步带、比例溢流阀和安全阀；
所述的整流回路包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀；
所述的球阀回路包括第一球阀、第二球阀、第三球阀、第四球阀、第五球阀和第六球阀；
所述的测量元件包括第一流量计、第二流量计、第一压力传感器和第二压力传感器；
压力补油口分别与第三单向阀、第四单向阀相连，第四单向阀出口分别与第二单向阀、第五球阀和第三球阀相连；第三单向阀出口分别与第一单向阀、第二球阀和第六球阀相连；第一单向阀、第二单向阀的出口经比例溢流阀与主回油路相连，第一单向阀、第二单向阀的出口还经油路与第六球阀相连；安全阀设置在整流回路上，第二球阀、第三球阀、第五球阀的回油口与油箱相连；第六球阀分别与第一球阀、第四球阀相连；第五球阀分别与第一球阀、第四球阀相连；第一球阀分别与第一加载马达、第二加载马达的相连；第四球阀分别与第一加载马达、第二加载马达的相连；第一加载马达通过第一同步带与传动轴相连，第二加载马达通过第二同步带与传动轴相连；传动轴与被试元件相连；驱动部分与传动轴通过联轴器相连；
第二球阀与被试元件的一个油口相连；第三球阀与被试元件另一个油口相连；第二球阀与被试元件的油路上设有第一流量计和第一压力传感器，第三球阀与被试元件的油路上设有第二流量计和第二压力传感器。
2.根据权利要求1所述的机械补偿功率回收型泵马达测试平台，其特征在于所述的被试元件为液压泵或液压马达。
3.根据权利要求1所述的机械补偿功率回收型泵马达测试平台，其特征在于所述的驱动部分为由变频器控制的变频电机，变频电机的输出轴与传动轴通过联轴器相连。
4.根据权利要求1所述的机械补偿功率回收型泵马达测试平台，其特征在于所述的第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)为双向变量马达；第一加载马达(7.1)、第二加载马达(7.2)、传动轴之间速比为1：1：1。
5.一种如权利要求3所述测试平台的测试方法，其特征在于，被试元件为液压泵，所述的第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)工作在马达工况；
当液压泵旋向为左旋时；
油液由压力补油口P经过第三单向阀(8.3)、第二球阀(11.2)流向被试元件(1)的吸油口；被试元件(1)的吸油口压力大于其最小吸油压力；被试元件(1)的出油口经过第三球阀(11.3)、第二单向阀(8.2)后，其中一小部分油液经过比例溢流阀(9)流回油箱，其余大部分油液经过第六球阀(11.6)、第四球阀(11.4)流入第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)，后经过第一球阀(11.1)、第五球阀(11.5)流回油箱；第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)回收能量并通过第一同步带(5.1)和第二同步带(5.2)驱动被试元件(1),变频电机(6)向被试元件1输入剩余所需的功率；
当液压泵旋向为右旋时；
油液由压力补油口P经过第三单向阀(8.3)、第二球阀(11.2)流向被试元件(1)的吸油口；被试元件(1)的吸油口压力大于其最小吸油压力；被试元件(1)的出油口经过第三球阀(11.3)、第二单向阀(8.2)后，其中一小部分油液经过比例溢流阀(9)流回油箱，其余大部分油液经过第六球阀(11.6)、第一球阀(11.1)流入第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)，后经过第四球阀(11.4)、第五球阀(11.5)流回油箱，第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)回收能量并通过第一同步带(5.1)和第二同步带(5.2)驱动被试元件(1),变频电机(6)向被试元件(1)输入剩余所需的功率。
6.一种如权利要求3所述测试平台的测试方法，其特征在于，被试元件为液压马达，所述的第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)工作在泵工况；
当变频电机(6)旋转，油液从第一流量计(2.1)流向第二流量计(2.2)时；
油液由压力补油口P经过第四单向阀(8.4)、第五球阀(11.5)、第四球阀(11.4)流向第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)的吸油口；加载马达吸油口压力大于其最小吸油压力；第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)的出油口经过第一球阀(11.1)、第六球阀(11.6)；其中一小部分油液经过第一单向阀(8.1)、比例溢流阀(9)流回油箱；其余大部分油液经过第二球阀(11.2)流入被试元件(1)，后经过第三球阀(11.3)流回油箱；加载马达通过传动轴、同步带回收来自被试元件(1)的能量,变频电机(6)向第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)输入剩余所需的功率；
当变频电机(6)旋转，油液从第二流量计(2.2)流向第一流量计(2.1)时；
油液由压力补油口P经过第三单向阀(8.3)、第六球阀(11.6)、第四球阀(11.4)流向第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)的吸油口，加载马达的吸油口压力大于其最小吸油压力；第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)的出油口经过第一球阀(11.1)、第五球阀(11.5)；其中一小部分油液经过第二单向阀(8.2)、比例溢流阀(9)流回油箱；其余大部分油液经过第三球阀(11.3)流入被试元件(1)，后经过第二球阀(11.2)流回油箱,加载马达通过传动轴、同步带回收来自被试元件(1)的能量,变频电机(6)向第一加载马达(7.1)和第二加载马达(7.2)输入剩余所需的功率。
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