NO151867B - Reguleringssystem til begrensning av den effekt som kan tas ut av et hydraulisk servoaggregat - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et reguleringssystem til begrensning av den effekt som kan tas ut av et hydraulisk servoaggregat omfattende hydrauliske motorer, konstant leverende pumper som mater motorene med hydraulisk fluidum, en felles motor til drift av pumpene og reguleringsinnretninger som gir et strømningsreguleringssignal til ventilorganer til regulering av væskestrømningen fra hver pumpe til den eller de tilkoblede hydrauliske motorer.

Ved et hydraulisk aggregat av denne art er de hydrauliske motorers pumper koblet til drivmotorens utgående aksel via en girkasse, og hvis den uttatte hydrauliske effekt overstiger den tilgjengelige effekt fra drivmotoren, vil denne etter hvert bli overbelastet, idet omdreiningstallet går ned, eller til og med stoppe helt. Hvis drivmotoren er elektrisk, vil den i det siste tilfelle bli ødelagt. Av denne grunn må pumpene dimensjoneres slik at deres sammenlagte maksimale effekt ikke overstiger drivmotorens, selv om samtlige pumper bare unntagelses-vis kjøres samtidig med maksimal effekt. Dette innebærer at den tilgjengelige effekt fra drivmotoren ikke kan utnyttes optimalt. Det forhold at pumpene av sikkerhetshensyn må dimensjoneres med henblikk på situasjoner som oppstår rela-

tivt sjelden, er selvsagt en ulempe, og det har lenge vært ønskelig automatisk å kunne begrense den effekt som tas ut av pumpene, slik at summen av pumpenes maksimale effekt kan over-stige motorens uten risiko. På denne måte vil en eller flere - dog ikke alle - pumper kunne kjøres med maksimal effekt, og så snart det totale effektuttak nærmer seg den fra drivmotoren tilgjengelige effekt, vil en reduksjon av den uttatte effekt skje til en verdi like under den tilgjengelige, hvorved der ikke oppstår noen risiko for overbelastning.

Tidligere kjente regulerinsinnretninger har visse

ulemper. Med anordningen ifølge DE-A 23 31 617 foreligger der således ingen mulighet til på behersket måte å redusere strømningen proporsjonalt likt fra alle pumper. En annen ulempe er at pumpene reguleres ned like meget for såvel store

som små forskjeller mellom den virkelige verdi og ønske-verdien av turtallet. Når en nedregulering er begynt (den virkelige verdi eller måleverdien synker under ønskeverdien), bestemmes nedreguleringens størrelse bare av trykket. Først når trykket synker, stabiliseres nedreguleringen. Der finnes belastningstilfeller hvor trykket ikke nødvendigvis synker når strømningen reduseres. Reguleringen blir da av av/på-typen, slik at det blir umulig å optimalisere den for forskjellige belastningstilfeller.

Anordningen ifølge US-A 4 017 216 er av hydraulisk type, og regulering finner sted ved endrede belastningsforhold ved endring av pumpedeplasementet. Dette forutsetter naturligvis at man anvender en pumpe av dette spesielle kostbare slag. Hen-sikten med oppfinnelsen er å hindre overbelastning av drivmotoren på en betydelig enklere og billigere måte ved regulering av denne, og pumpen kan derfor være av en hvilken som helst kjent type.

Systemet ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at en elektrisk regulator er innrettet til å tilføre hver reguleringsinnretning et signal som i reguleringsinnretningen multipliseres med et signal som er proporsjonalt med innstillingen av reguleringsinnretningen, for å gi strømningsregulserings-signalet for reguleringsinnretningen, og at en elektrisk differansedanner er tilsluttet dels en ønske-verdi-giver til innstilling av en nominell verdi svarende til den laveste akseptable hastighet av motoren til drift av pumpene, dels en giver som avføler drivmotorens virkelig omdreiningstall, for å gi et differansesignal som påvirker regulatoren for modulering av dennes utgangssignal, hvis verdi reduseres når måleverdien for omdreiningstallet underskrider ønskeverdien.

I en foretrukket utførelse er regulatoren av PID-type og

kan på samme måte som reguleringsinnretningen og differansedanneren bestå av elektriske innretninger.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor under henvis-ning til tegningen, som viser et utførelseseksempel i form av et koblingsskjema.

På tegningen er et antall hydrauliske motorer betegnet med 10 og kan utgjøres av såvel stempel- og sylinderaggre-gater som roterende motorer. De hydrauliske motorer 10 er koblet til hver sin pumpe 11 via en magnetventil 12. Skjønt hver hydraulisk motor på tegningen har en pumpe, kan ofte også flere slike motorer være koblet til en felles pumpe. For drift av pumpene er der anordnet en motor 13 som kan være en dieselmotor eller en elektromotor. Som antydet med en strek-punktert linje 21 er pumpene tilsluttet utgangsakselen i drivmotoren 13 via en ikke vist girkasse. For regulering av trykkmiddeltilførselen fra pumpene 11 til de hydrauliske motorer 10 har hver pumpe 11 en reguleringsinnretning 14, som på tegningen har form av et potensiometer som er koblet til en forsterker 15, som i sin tur er koblet til magnetventilen 12. Det vil ses at man kan regulere trykkmiddeltilførselen gjennom magnetventilen 12 ved å forandre potensiometerets innstilling. Alle reguleringsinnretninger 14 er koblet til en regulator 16 som i sin tur er koblet til en differansedanner 17. Delene 16 og 17 er fortrinnsvis inneholdt i en felles kapsel, som vist ved 18.

Fra en på tegningen ikke vist ønske-verdi-giver får di fferansedanneren tilført et signal R som svarer til en på

forhånd bestemt nominell verdi. På drivmotoren 13 er der anordnet en måle-verdi-giver 10 som avføler drivmotorens virkelige omdreiningstall og tilfører differansedanneren 17 det av denne verdi avhengige signal A via en ledning 19. I differansedanneren sammenlignes ønske-verdi-signalet R med måle-verdi-signalet A på en i denne forbindelse kjent måte, og det resulterende signal D tilføres regulatoren 16. Denne regulator 16 er av typen PID (proporsjonale, integrerende og deri-vereende) og er innrettet til å avgi et signal K som påvirker reguleringsinnretningen 14. Det signal reguleringsinnretningen 14 avgir, er et produkt av regulatorens signal K og reguleringsinnretningens utslag.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen funksjonerer på følgende måte. Ønske-verdi-giveren forhåndsinnstilles på en verdi som tilsvarer et laveste akseptabelt omdreiningstall for drivmotoren 13, og det til denne verdi svarende signal R og signalet A som avhenger av motorens virkelige omdreiningstall, sammenlignes kontinuerlig i differansedanneren 17. Så lenge måle-verdien er større enn ønske-verdien, påvirker ikke sigalet D fra differansedanneren 17 regulatoren 16, og denne avgir signalet K, som i normaltilfellet er lik 1. Først når måle-verdien underskrider eller, takket være regulatorens 16 deriverende funksjon, begynner å nærme seg ønske-verdien, reagerer regulatoren 16, og signalet K reduseres, dvs. får en verdi under 1, hvilket medfører at reguleringsinnretnings-signalet reduserer strømningen og dermed effektuttaket og driv-mtorens omdreiningstall stabiliseres på ønske-verdien.

Av det ovenstående fremgår det at der er oppnådd en meget enkel og sikkert arbeidende innretning til å begrense uttatt effekt, idet anordningen er basert på en enkel om-dreiningstallsmåling istedenfor betydelig mere komplisert måling av den samlede uttatte effekt. Det er videre mulig ved hjelp av en noe mere komplisert regulator 16 å prioritetskoble effekt-trinnene, slik at flere og flere effekttrinn kan delta i reguleringen etter hvert som omdreiningstallet synker.

Claims (2)

1. Reguleringssystem til begrensning av den effekt som kan tas ut av et hydraulisk servoaggregat omfattende hydrauliske motorer (10), konstant leverende pumper (11) som mater motorene (10) med hydraulisk fluidum, en felles motor (13) til drift av pumpene og reguleringsinnretninger (14) som gir et strømningsreguleringssignal til ventilorganer (12) til regulering av væskestrømningen fra hver pumpe (11) til den eller de tilkoblede hydrauliske motorer (10), karakterisert ved at en elektrisk regulator (16) er innrettet til å tilføre hver reguleringsinnretning (14) et signal (K) som i reguleringsinnretningen (14) multipliseres med et signal som er proporsjonalt med innstillingen av reguleringsinnretningen, for å gi strømningsreguleringssignalet for reguleringsinnretningen, og at en elektrisk differansedanner (17) er tilsluttet dels en ønske-verdi-giver til innstilling av en nominell verdi (R) svarende til den laveste akseptable hastighet av motoren (13) til drift av pumpene, dels en giver (20) som avføler drivmotorens (13) virkelige omdreiningstall, for å gi et differansesignal (D) som påvirker regulatoren (16) for modulering av dennes utgangssignal (K), hvis verdi reduseres når måleverdien for omdreiningstallet underskrider ønskeverdien.

2. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at regulatoren (16) er av PID-typen (propor-sjonal, integrerende og deriverende).