KR890003793B1 - Driving control device of oil hydraulic motor - Google Patents

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범희락
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Abstract

The hydraulic motor controller regulates the speed of hydrauc motor used for driving source of large capacity hydraulic equipment such as press and manipulator. The actuator of said controller is a servo valve, and a sensor being a tachometer measuring changes linearly according to motor speed. Said controller includes a multiplier multiplying voltage from summation circuit (24) to voltage from summation circuit (19). Said summation circuit (24) sums driving voltage to feedback voltage from the tachometer, and said summation circuit (19) summing reference voltage to voltage from amplifier (23) .

Description

유압 모우터의 구동 제어장치Drive control of hydraulic motor

제1도는 일반적인 유압 모우터의 유압 회로도.1 is a hydraulic circuit diagram of a general hydraulic motor.

제2도는 종래의 구동 제어장치의 블록도.2 is a block diagram of a conventional drive control device.

제3도는 본 발명 구동 제어장치의 블록도.3 is a block diagram of the drive control device of the present invention.

제4도는 본 발명 구동 제어장치의 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of the drive control device of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

7 : 서어보 밸브 11 : 유압 모우터7: servo valve 11: hydraulic motor

17 : 타코미터 18 : 궤환부17 tachometer 18: feedback unit

19 : 가산부 20 : 제어부19: Adder 20: Control unit

21 : 서어보 앰프 22 : 계산회로21: servo amplifier 22: calculation circuit

23 : 증폭부 24 : 가산부23: amplification unit 24: adder

25 : 멀티플라이어25: multiplier

본 발명은 유압 프레스 및 매니률레이터(manipulator)등과같이 부하가 큰 기기에 구동원으로 사용되는 유압모우터의 구동 제어장치에 관한 것을, 특히 부하의 크기 및 외부조건이 변화되어도 유압 모우터를 일정 속도로 구동시킬 수 있게 한 유압 모우터의 구동 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive control apparatus for a hydraulic motor used as a driving source for a heavy load device such as a hydraulic press and a manipulator, and in particular, even if the size and external conditions of the load are changed, It relates to a drive control device for a hydraulic motor that can be driven by.

일반적으로 유압 모우터를 구동시키는 구동장치는 제1도의 유압 회로도에 도시한 바와같이 탱크(1)에 연결된 유압펌프(2)의 출구측이 릴리이프 밸브(3)를 통해 탱크(1)에 연결됨과 아울러 체크 밸브(4) 및 필터(5)를 통해 어큐뮤레이터(6) 및 서어보 밸브(7)의 포오트(A)에 연결되고, 서어보 밸브(6)의 포오트(P)(Q)는 유량조절밸브(8)를 통해 탱크(1)에 연결되며, 포오트(S)(T)는 압력을 측정하는 트랜스듀서(9)(10) 및 유압 모우터(11)의 양측(I1)(I2)에 연결됨과 아울러 포오트(S)(T)의 사이에 체크밸브(12)(13)(14)(15) 및 릴리이프 밸브(16)로 된 안전장치가 연결된다.In general, the driving device for driving the hydraulic motor has an outlet side of the hydraulic pump 2 connected to the tank 1 connected to the tank 1 through the relief valve 3 as shown in the hydraulic circuit diagram of FIG. 1. And the port A of the accumulator 6 and the servo valve 7 via the check valve 4 and the filter 5, and the port P of the servo valve 6 ( Q) is connected to the tank 1 through the flow control valve (8), the port (S) (T) is the both sides () of the transducer (9) 10 and the hydraulic motor 11 for measuring the pressure ( connected to I 1) (I 2) as well as Four oats (S) (T) between the a check valve 12, 13, 14, 15 and the relief valve 16, the safety device is connected to the .

이와같이 구성된 구동장치는 유압펌프(2)가 구동되면, 탱크(1)의 유체가 유압펌프(2) 및 체크밸브(4), 필터(5)를 통해 서어브 밸브(7)의 포오트(A)로 들어가고, 이때 유체에 의한 관로의 압력이 설정된 일정 압력보다 높으면, 릴리이프 밸브 (3)가 작동되면서 유압펌프(2)의 출구측에서 나온 유체가 릴리이프 밸브(3)를 통해 탱크(1)로 회수되며, 압력파 등은 어큐뮤레이터(6)에 흡수되어 관로의 유체압력은 일정하게 유지된다.In the drive device configured as described above, when the hydraulic pump 2 is driven, the fluid of the tank 1 flows through the hydraulic pump 2, the check valve 4, and the filter 5 to the port A of the sub valve 7. When the pressure in the pipeline by the fluid is higher than the set constant pressure, the relief valve 3 is operated so that the fluid from the outlet side of the hydraulic pump 2 flows through the relief valve 3 to the tank 1. The pressure wave and the like are absorbed by the accumulator 6 and the fluid pressure in the conduit is kept constant.

그리고, 서어보 밸브(7)의 포오트(A)로 들어간 유체가 서어보 밸브(7)의 동작에 따라 포오트(S)로 나올 경우에는 유압 모우터(11)의 일측(I1)으로 들어가 유압 모우터(11)를 일측방향으로 구동시키면서 타측(I2)으로 나온 후 서어보 밸브(7)의 포오트(T)(Q) 및 유량 조절 밸브(8)를 통해 탱크(1)로 회수되고, 포오트(T)로 나올 경우에는 상기와 반대로 유압모우터(11)의 타측(I2)으로 들어가 유압 모우터(11)를 타측 방향으로 구동시키면서 일측(I1)으로 나온 후 서어보 밸브(7)의 포오트(S)(P) 및 유량조절 밸브(8)를 통해 탱크(1)로 회수되며, 이때 유압모우터(11)의 일측(I1) 또는 타측(I2)의 압력이 높으면, 안전장치가 작동되어 유체는 유압모우터(11)를 통하지 않고, 직접 서어보 밸브(7)를 통해 탱크(1)로 회수 즉, 유압 모우터(11)의 일측(I1)의 압력이 높으면, 유체는 체크 밸브(13) 및 릴리이프밸브(16), 체크밸브(15)를 통한 후 서어보 밸브(7)의 포오트(T)(Q), 유량조절밸브(8)를 통해 탱크(1)로 회수되고, 유압 모우터(11)의 타측(I2)압력이 높을 경우에 유체는 체크 밸브(14) 및 릴리이프 밸브(16) 체크밸브(12)를 통한 후 서어보 밸브(7)의 포오트(S)(P), 유량조절밸브(8)를 통해 탱크(1)로 회수된다.When the fluid entering the port A of the servo valve 7 comes out of the port S according to the operation of the servo valve 7, the fluid flows to one side I 1 of the hydraulic motor 11. To the tank (1) through the port (T) (Q) and the flow control valve (8) of the servo valve (7) while exiting the other side (I 2 ) while driving the hydraulic motor (11) in one direction. When it is recovered and exits to the pot T, the motor enters the other side I 2 of the hydraulic motor 11 in contrary to the above, and the hydraulic motor 11 is driven to the other side while exiting to one side I 1 . Recovered to the tank 1 through the port (S) (P) of the beam valve (7) and the flow control valve (8), wherein one side (I 1 ) or the other side (I 2 ) of the hydraulic motor (11). If the pressure is high, the safety device is activated so that the fluid is recovered through the servo valve 7 directly to the tank 1, i.e., on one side I 1 of the hydraulic motor 11, without passing through the hydraulic motor 11. If the pressure is high, the fluid Through the check valve (13), relief valve (16), and check valve (15) to the tank (1) via the port (T) (Q) of the servo valve (7) and the flow control valve (8). When the pressure of the other side I 2 of the hydraulic motor 11 is high, the fluid passes through the check valve 14 and the relief valve 16 and the check valve 12, and then the Oat (S) (P), it is recovered to the tank 1 through the flow control valve (8).

그리고, 상기와 서어보 밸브(7)를 제어하는 종래의 제어 장치는 제2도에 도시한 바와같이 유압 모우터(11)의 회전 속도를 측정하는 타코미터(17)와, 상기 타코미터(17)의 출력 전압을 궤환하는 궤환부(18)와, 상기 궤환부(18)의 출력전압과 구동전압을 가산하는 가산부(19)와, 상기 가산부(19)의 출력 전압의 이득을 제어하는 제어부(20)와, 상기 제어부(20)의 출력 전압을 전류로 변환하여 서어보 밸브(7)를 제어하는 서어보 앰프(21)로 구성하였다.In addition, the conventional control device for controlling the above-mentioned servo valve 7 includes a tachometer 17 for measuring the rotational speed of the hydraulic motor 11 and the tachometer 17 as shown in FIG. A feedback unit 18 for returning an output voltage, an adder 19 for adding an output voltage and a drive voltage of the feedback unit 18, and a controller for controlling gain of an output voltage of the adder 19 ( 20) and the servo amplifier 21 which controls the servo valve 7 by converting the output voltage of the said control part 20 into an electric current.

이와같이 구성된 종래의 제어장치는 구동전압이 입력되면, 그 구동전압은 가산부(19)를 통한 후 제어부(20)에서 일정 크리로 증폭되고, 서어보 앰프(21)에서 전류로 변화되어 서어보 밸브(7)의 동작을 제어하며, 서어보 밸브(7)의 동작에 따라 통과하는 유체에 의해 유압 모우터(11)가 구동되면, 유압 모우터(11)의 구동속도에 따른 전압이 타코미터(17)로 감출되고, 검출된 전압은 궤환부(18)를 통해 가산부(19)에 입력되어 구동전압에 가산된 후 제어부(20)에 입력되어 유압 모우터(11)를 일정속도로 구동시키게 된다.In the conventional control device configured as described above, when the driving voltage is input, the driving voltage is amplified by the controller 20 through the adder 19, and then changed into a current in the servo amplifier 21, thereby changing the servo valve. When the hydraulic motor 11 is driven by the fluid passing through the operation of the servo valve 7, the voltage according to the driving speed of the hydraulic motor 11 is controlled by the tachometer 17. ) Is detected, and the detected voltage is inputted to the adder 19 through the feedback unit 18, added to the driving voltage, and then input to the controller 20 to drive the hydraulic motor 11 at a constant speed. .

그러나, 이와같은 종래의 제어장치는 제어부(20)의 이득이 일정값으로 고정 즉, 가산부(19)의 출력신호를 증폭시키는 제어부(20)의 증폭도가 고던되어 있으므로 시스템의 외부조건 및 부하가 변하게 된면, 유압 모우터 (11)가 그 변화에 민감하게 반응하여 원하는 속도로 정확히 구동되지 않는 결함이 있었다.However, in the conventional control apparatus, the gain of the controller 20 is fixed to a fixed value, that is, the amplification degree of the controller 20 that amplifies the output signal of the adder 19 is high. If changed, there was a defect that the hydraulic motor 11 was sensitive to the change and was not driven accurately at the desired speed.

본 발명은 이와같은 종래의 결함을 감안하여, 유압모우터(11) 양측(I1)(I2)의 압력차 및 유압 모우터(11)의 구동 속도에 따라 가산부(19)의 출력전압이 이득을 가변함으로써 외부 조건, 부하의 크기가 변하여도 유압 모우터(11)를 정확한 속도로 구동시킬 수 있는 제어장치를 창안한 것으로, 이를 첨부된 제3도 및 제4도의 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention, in view of such a conventional defect, the output voltage of the adder 19 according to the pressure difference between both sides (I 1 ) (I 2 ) of the hydraulic motor 11 and the driving speed of the hydraulic motor (11). By varying this gain, a control device capable of driving the hydraulic motor 11 at an accurate speed even when the external conditions and the size of the load changes is described, which will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. Is as follows.

제3도는 본 발명 구동 제어장치의 블록도이고, 제4도는 상세 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 서어보 밸브(17) 및 유압 모우터(11), 타코미터(17), 궤환부(18), 간산부(19), 서어보 앰프(21)로 구성된 제어장치에 있어서, 상기 서어보 밸브(7) 및 타코미터(7)의 출력신호를 유압 모우터(11)에 인가된 부하를 계산하는 연산증폭기(OP4-OP10) 및 저항(R10-R31), 콘덴서(C1, C2)로 구성된 계산(identification)회로 (22)와, 상기 계산회로(22)의 출력 전압을 증폭하는 증폭부(23)와, 상기 증폭부(23)의 출력 전압과 기준전압을 가산하는 연산증폭기(OP11, OP12) 및 저항(R32-R38)으로 된 가산부(24)와, 상기 가산부(19)의 출력전압에 상기 가산부(24)의 출력전압을 곱하여 상기 서어보 앰프(21)에 입력시키는 멀티플라이어(Multiplier)(25)로 구성한 것으로, 상기에서 서어보 밸브(7)의 출력 신호는 트랜스듀서(9)(10)에 의해 각기 측정되는 관로의 입력차 신호이다.FIG. 3 is a block diagram of the drive control apparatus of the present invention, and FIG. 4 is a detailed circuit diagram, as shown in the servo valve 17, the hydraulic motor 11, the tachometer 17, the feedback unit 18, In the control device consisting of the central part 19 and the servo amplifier 21, an operational amplifier for calculating the load applied to the hydraulic motor 11 by outputting the output signals of the servo valve 7 and the tachometer 7. An identification circuit 22 composed of (OP 4 -OP 10 ), resistors R 10 -R 31 , and capacitors C 1 , C 2 , and amplification for amplifying the output voltage of the calculation circuit 22. And an adder 24 comprising an operational amplifier OP 11 , OP 12 and resistors R 32 -R 38 , which adds the output voltage and the reference voltage of the amplifier 23. The multiplier 25 is configured to multiply the output voltage of the adder 24 by the output voltage of the adder 24 and input the multiplier 25 to the servo amplifier 21. Exodus Input signal is a difference signal of the channel to be measured respectively by the transducer 9 and 10.

이와같이 구성된 본 발며의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail the effect of the present invention is configured as follows.

가산부(19)에 구동전압이 입력되고, 초기 시간에는 유압모우터(11)가 구동되지 않아 궤환부(18)를 통해 궤환되는 전압이 없으므로 그 입력된 구동 전압만이 가산부(19)의 연산증폭기(OP2)(OP3)를 통해 멀티플라이어(25)의 입력단자(IN1)로 입력된다.The driving voltage is input to the adder 19, and since the hydraulic motor 11 is not driven at the initial time, there is no voltage fed back through the feedback unit 18, so only the input driving voltage is applied to the adder 19. It is input to the input terminal IN 1 of the multiplier 25 through the operational amplifier OP 2 (OP 3 ).

그리고, 트랜스 듀서(9)(10)가 각기 측정하는 관로의 입력차도 없어 계산회로(22)의 출력단자에 OV가 출력괴고 증폭부(23)의 출력단자에도 OV가 출력되므로 기준전압이 가산부(24)의 연산증폭기(OP11)(OP12)를 통해 멀티플라이어(25)의 입력단자(IN2)로 입력되어 상기의 가산부(19)에서 출력된 전압과 곱해진다.In addition, since there is no input difference between the pipes measured by the transducers 9 and 10, OV is output to the output terminal of the calculation circuit 22, and OV is also output to the output terminal of the amplifier 23, so that the reference voltage is added. It is input to the input terminal IN 2 of the multiplier 25 through the operational amplifier OP 11 (OP 12 ) of (24) and multiplied by the voltage output from the adder 19.

여기서, 가산부(24)를 통해 멀티플라이어(25)의 입력 단자(IN2)로 입력되는 기준전압의 크기를 종래의 제어부(20)의 이득과 동일하게 설정하면, 멀티플라이어(25)의 출력단자에는 종래의 제어부(20)에서 출력된 전압과 동일한 크기의 일정 전압이 출력되고, 그 출력된 전압은 서어보 앰프(21)를 통해 일정 전류로 변환된후 서어보 밸브(7)를 동작시키게되며, 그 서어보 밸브(7)의 동작에 따라 서어보 밸브(7)의 포오트(A)로 들어온 유체는 포오트(S) 또는 (T)로 나온후 유압 모우터(11)의 일측(I1) 또는 타측(I2)으로 들어가 유압 모우터(11)를 일측 또는 타측 방향으로 구동시키게 된다.Here, if the magnitude of the reference voltage input to the input terminal IN 2 of the multiplier 25 through the adder 24 is set equal to the gain of the conventional control unit 20, the output of the multiplier 25 is output. A constant voltage having the same magnitude as that output from the conventional control unit 20 is output to the terminal, and the output voltage is converted into a constant current through the servo amplifier 21 to operate the servo valve 7. According to the operation of the servo valve 7, the fluid entering the port A of the servo valve 7 exits the port S or T and then moves to one side of the hydraulic motor 11. It enters I 1 ) or the other side (I 2 ) to drive the hydraulic motor 11 in one or the other direction.

이와같이 동작됨에 있어서, 유압 모우터(11)의 구동속도는 타코미터(17)에 의해 측정되어 그 구동속도에 비례하는 일정전압이 출력되고, 그 출력된 전압은 종래와 마찬가지로 궤환부(18)의 연산 증폭기(OP1)를 통해 가산부(19)에 입력되어 구동전압과 가산된 후 연산 증폭기(OP2)(OP3)를 통해 멀티플라이어(25)의 입력단자(IN1)로 입력됨과 아울러 그 구동속도에 비례하는 일정전압이 계산회로(22)에 입력되고, 또한 서어보 밸브(7)의 동작에 따라 트랜스듀서(9)(10)로 각기 측정되는 관로의 입력차에 따른 전압이 계산회로(22)에 입력된다.In this manner, the driving speed of the hydraulic motor 11 is measured by the tachometer 17 and a constant voltage is output in proportion to the driving speed, and the output voltage is calculated by the feedback unit 18 as in the prior art. It is input to the adder 19 through the amplifier OP 1 , added with the driving voltage, and then input to the input terminal IN 1 of the multiplier 25 through the operational amplifier OP 2 (OP 3 ). A constant voltage proportional to the driving speed is input to the calculation circuit 22, and the voltage according to the input difference of the pipes respectively measured by the transducers 9 and 10 according to the operation of the servo valve 7 is calculated. It is input to (22).

여기서, 서어보 밸브(7)에서 출력된 입력차의 전압을 -PL이라 가정하면, 압력차 -PL은 계산회로(22)의 연산증폭기(OP8)를 통해 반전되고, 연산증폭기(OP9)를 통해 반전되면서 일정 증폭도 Dm으로 증폭되므로 연산증폭기(OP9)의 출력측에는 -Dm·PL즉, 압력차에 따른 유압 모우터(11)의 토오크가 출력되고, 타코미터(17)에서 출력되는 유압모우터(11)의 구동전압을 -θ이라 가정하면, 그 구동전압 -θm은 연산증폭기(OP4)를 통해 반전되고, 연산증폭기(OP5)를 통해 다시 반전되며, 저항(R15-R17) 및 콘덴서(C1, C2), 연산증폭기(OP6)로 된 미분기를 통해 다시 반전 및 미분되면서 일정 증폭도 M으로 증폭되므로 연산 증폭기(OP6)의 출력측에는 Mθm즉, 관성(inertia)토오크가 출력되며, 또한 그 -θm이 연산증폭기(OP7)를 통해 일정 증폭도 B로 증폭되면서 반전되므로 연산 증폭기(OP7)의 출력측에는 Bθm즉, 점착성(viscous) 댐핑에 의한 토오크가 출력된다.Here, assuming that the voltage of the input difference output from the servo valve 7 is -P L , the pressure difference -P L is inverted through the operational amplifier OP 8 of the calculation circuit 22, and the operational amplifier OP 9 ), the constant amplification is also amplified by Dm, so the torque of the hydraulic motor 11 according to the pressure difference is output to the output side of the operational amplifier OP 9 , that is, -Dm · P L , and at the tachometer 17. Assuming that the driving voltage of the output hydraulic motor 11 is -θ, the driving voltage -θm is inverted through the operational amplifier OP 4 , is inverted again through the operational amplifier OP 5 , and the resistance R 15 -R 17 ) and the inverting and differentiating through the differentiation of the condenser (C 1 , C 2 ), the operational amplifier (OP 6 ) and amplified to a constant M, so that Mθm at the output side of the operational amplifier (OP 6 ), Inertia torque is output, and its -θm is inverted with constant amplification to B through the operational amplifier OP 7 . At the output side of the acid amplifier OP 7 , torque due to Bθm, ie, viscous damping, is output.

그리고, 그 연산증폭기(OP6)(OP7)(OP9)에서 각기 출력된 압력차에 따른 유압 모우터(11)의 토오크-Dm·PL및 관성토오크Mθm, 점착성 댐핑에 의한 토오크 Bθm은 연산증폭기(OP10)를 통하면서 가산 및 반전되어 연산증폭기(OP10)의 출력측에는 마찰(Friction)에 의한 토오크 TL즉, Dm·PL-Mθm-Bθm이 출력되고, 그 출력된 마찰에 의한 토오크 TL은 증폭부(23)에서 일정 증폭도로 증폭되고, 가산부(24)에서 기준전압과 가산된 후 멀티플라이어(25)의 입력단자(IN2)로 입력된다.Then, the torque-Dm · P L and the inertia torque Mθm of the hydraulic motor 11 according to the pressure difference respectively outputted from the operational amplifiers OP 6 (OP 7 ) and OP 9 , and the torque Bθm due to the adhesive damping are Through the operational amplifier OP 10 , it is added and inverted so that the torque T L, that is, Dm · P L -Mθm-Bθm due to friction, is output to the output side of the operational amplifier OP 10 , and the output friction Torque T L is amplified by a predetermined amplification in the amplifying unit 23, is added to the reference voltage in the adder 24, and then input to the input terminal IN 2 of the multiplier 25.

따라서, 멀티플라이어(25)는 가산부(19)의 출력전압과 가산부(24)의 출력전압을 곱하여 출력 즉, 가산부(19)의 출력전압이 멀티플라이어(25)에서 가산부(24)의 출력전압에 따라 증폭되고, 그 증폭된 전압은 서어보 앰프(21)를 통해 전류를 변환된 후 서어보 밸브(7)를 제어하게 된다.Accordingly, the multiplier 25 multiplies the output voltage of the adder 19 by the output voltage of the adder 24, that is, the output voltage of the adder 19 is increased from the multiplier 25 to the adder 24. Amplified according to the output voltage of the, the amplified voltage is converted to a current through the servo amplifier 21 to control the servo valve (7).

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 가산부(19)에서 출력된 전압의 이득을 유압 모우터(11)에 인가되는 부하에 따라 가변시키면서 서어보 밸브(7)를 제어하여 유압 모우터(11)를 구동시키므로 유압 모우터(11)에 인가되는 부하의 크기가 변하여도 유압 모우터를 일정속도로 구동시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention controls the servo valve 7 while varying the gain of the voltage output from the adder 19 according to the load applied to the hydraulic motor 11 to control the hydraulic motor 11. Since it drives, the hydraulic motor can be driven at a constant speed even if the magnitude of the load applied to the hydraulic motor 11 changes.

Claims (1)

타코미터(17) 및 궤환부(18), 가산부(19), 서어보 앰프(21)로 서어보밸브(7)를 제어하여 유압 모우터(11)를 구동 시키는 유압모우터의 구동 제어장치에 있어서, 상기 서어보밸브(7)에따른 압력차 전압 및 타코미터(17)의 출력전압으로 유압 모우터(11)에 인가된 부하를 계산하는 계산회로(22)와, 상기 계산회로(22)에서 출력되어 증폭부(23)에서 증폭된 전압과 기준전압을 가산하는 가산부(24)와, 상기 가산부(19) 및 (24)의 출력전압을 곱하여 상기 서어브 앰프(21)에 이력시키는 멀티플라이어(25)를 구성함을 특징으로 하는 유압 모우터의 구동 제어장치.In the drive control apparatus of the hydraulic motor which drives the hydraulic motor 11 by controlling the servo valve 7 with the tachometer 17, the feedback part 18, the addition part 19, and the servo amplifier 21. In the calculation circuit 22 for calculating the load applied to the hydraulic motor 11 by the pressure difference voltage according to the servo valve 7 and the output voltage of the tachometer 17, and in the calculation circuit 22 The multiplier outputted and amplified by the adder 24 for adding the voltage amplified by the amplifier 23 and the output voltages of the adders 19 and 24 to multiply the sub amplifier 21 by hysteresis. Drive control device for a hydraulic motor, characterized in that (25).
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