RU2455534C1 - Method for control of transient process of actuation of electromagnetically controlled relay hydraulic distributor with return spring and device for such method implementation - Google Patents
Method for control of transient process of actuation of electromagnetically controlled relay hydraulic distributor with return spring and device for such method implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455534C1 RU2455534C1 RU2011101105/06A RU2011101105A RU2455534C1 RU 2455534 C1 RU2455534 C1 RU 2455534C1 RU 2011101105/06 A RU2011101105/06 A RU 2011101105/06A RU 2011101105 A RU2011101105 A RU 2011101105A RU 2455534 C1 RU2455534 C1 RU 2455534C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic distributor
- hydraulic
- relay
- control
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способу включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и с возвратной пружиной, и может быть использовано для улучшения работы исполнительных механизмов, управляемых релейными гидравлическими распределителями с электромагнитным управлением различных машин и механизмов, в том числе мобильных дорожно-строительных машин различного типа и назначения, бурильных установок, станков и станочных линий с гидроприводом, на предприятиях металлургической и деревообрабатывающей промышленности и т.д.The invention relates to the field of engineering, and in particular to a method for switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and with a return spring, and can be used to improve the operation of actuators controlled by hydraulic relay valves with electromagnetic control of various machines and mechanisms, including mobile road construction machines of various types and purposes, drilling rigs, machine tools and machine lines with hydraulic drive, at metallurgical enterprises eskoy and woodworking industry, etc.
Известен способ включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, включающий подключение катушки электромагнита релейного гидравлического распределителя к источнику постоянного тока через промежуточное устройство управления, перемещение золотника гидравлического распределителя под воздействием приложенного к нему усилия якоря управляющего электромагнита, пропорционального воздействующему на обмотку электромагнита напряжения, из начального положения в рабочее в соответствии с типом использующегося исполнительного механизма и с противодействием возвратной пружины гидравлического распределителя с последующим отключением устройства управления релейным гидравлическим распределителем после завершения рабочего цикла и возвратом золотника гидравлического распределителя в исходное положение под действием возвратной пружины (см. Т.М.Башта, Гидропривод и гидропневмоавтоматика, Учебник для специальности «Гидропневмоавтоматика и гидропривод», М.: Машиностроение, 1972 г.).A known method of turning on a hydraulic relay switch with electromagnetic control and a return spring, including connecting an electromagnet coil of a relay hydraulic distributor to a direct current source through an intermediate control device, moving the spool valve of a hydraulic distributor under the influence of the armature of the control magnet proportional to the voltage solenoid coil acting on it, from the initial position to the working according with the type of actuator used and with the counteraction of the return spring of the hydraulic distributor with the subsequent switching off of the control device of the relay hydraulic distributor after the end of the operating cycle and the return of the spool of the hydraulic distributor to its original position under the action of the return spring (see T.M.Bashta, Hydraulic actuator and hydropneumatic, A textbook for the specialty "Hydropneumatic automation and hydraulic drive", M.: Mechanical Engineering, 1972).
Однако известный способ включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной имеет следующие недостатки:However, the known method of switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and return spring has the following disadvantages:
- не обеспечивает во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя перемещение его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости,- does not provide during the switching process of switching on the hydraulic relay, the displacement of its spool from the initial position with constant or variable speed to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid,
- не исключает возникновения значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства из-за неконтролируемого перемещения золотника за короткий промежуток времени переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя,- does not exclude the occurrence of significant differences in pressure and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operated device due to uncontrolled movement of the spool over a short period of time the transition process of switching on the relay hydraulic distributor,
- не исключает нежелательное и неконтролируемое гидравлическое воздействие на элементы гидравлической системы,- does not exclude undesirable and uncontrolled hydraulic effects on the elements of the hydraulic system,
- не исключает нежелательное и неконтролируемое динамическое воздействие на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.- does not exclude unwanted and uncontrolled dynamic effects on the actuators of the operated device.
Задача изобретения - создание способа управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной.The objective of the invention is the creation of a method for controlling the transient process of switching on a relay hydraulic distributor with electromagnetic control and a return spring.
Техническим результатом является обеспечение во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя перемещения его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости, исключение возникновения значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства из-за неконтролируемого перемещения золотника за короткий промежуток времени (от 0,06 с до 0,5 с) переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя, исключение нежелательного и неконтролируемого гидравлического воздействия на элементы гидравлической системы, а также исключение нежелательного и неконтролируемого динамического воздействия на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.The technical result is the provision during the transition process of turning on the relay hydraulic distributor to move its spool from the initial position at a constant or variable speed to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid, eliminating the occurrence of significant pressure drops and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operated devices due to uncontrolled movement of the spool in a short period of time (from 0.06 to 0.5 s) transient switching relay hydraulic distributor, exclusion of unwanted and uncontrollable effects on the hydraulic elements of the hydraulic system, as well as deletion of unwanted and uncontrolled dynamic impact to actuators operated device.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложен способ управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, включающий подключение катушки электромагнита релейного гидравлического распределителя к источнику постоянного тока через промежуточное устройство управления, перемещение золотника гидравлического распределителя под воздействием приложенного к нему усилия якоря управляющего электромагнита, пропорционального воздействующему на обмотку электромагнита напряжения, из начального положения в рабочее в соответствии с типом использующегося исполнительного механизма и с противодействием возвратной пружины гидравлического распределителя с последующим отключением устройства управления релейным гидравлическим распределителем после завершения рабочего цикла и возвратом золотника гидравлического распределителя в исходное положение под действием возвратной пружины, при этом переходный процесс включения релейного гидравлического распределителя осуществляют в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости через распределитель, при этом с помощью устройства управления формируют последовательность пакетов импульсов напряжения питания переменной величины и длительности, которые подают на обмотку электромагнита гидравлического распределителя, а время переходного процесса управляемого импульсного воздействия на электромагнит гидравлического распределителя устанавливают по длительности каждого пакета импульсов напряжения и количеству пакетов импульсов напряжения, под управляемым воздействием которых золотник гидравлического распределителя перемещается от своего исходного положения к рабочему и занимает ряд промежуточных положений, при этом длительность периода единичного импульса сигнала управления выбирают от 0,002 с до 0,02 с, а длительность «пакета единичных импульсов» сигнала управления выбирают от 0,01 с до 0,2 с, в пределах которой величину единичных импульсов сигнала управления выбирают неизменной или плавно изменяют от начала к концу «пакета», причем «пакет» может состоять из одного единичного импульса сигнала управления, число «пакетов единичных импульсов» сигнала управления за время переключения выбирают от 1 до 128, величину единичного импульса сигнала управления изменяют от 1% до 100% номинального значения напряжения источника питания, величину сигнала управления после окончания времени переключения и до отключения устройства управления от источника питания устанавливают 1% до 100% номинального значения напряжения источника питания, при этом время нахождения золотника гидравлического распределителя в каждом промежуточном положении выбирают для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) и изменения значений давления и расхода рабочей жидкости через гидравлический распределитель в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости во время переходного процесса, а величину управляющего рабочего воздействия на золотник гидравлического распределителя по окончании времени переключения устанавливают в соответствии с заданным алгоритмом работы исполнительного механизма по величине последнего импульса напряжения, которое устанавливают не изменным во временном интервале от момента окончания времени переключения до момента отключения устройства управления от источника электрического питания. При этом в качестве источника питания постоянного тока используют источник питания того механизма, на котором применяют данный гидравлический распределитель, причем номинальное значение его напряжения может составлять 6 вольт, 12 вольт или 24 вольта.The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the proposed method for controlling the transient of switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring, including connecting an electromagnet coil of a relay hydraulic distributor to a direct current source through an intermediate control device, moving the spool of the hydraulic distributor under the influence of the efforts of the anchor of the control electromagnet in proportion acting on the winding of the electromagnet voltage, from the initial position to the working in accordance with the type of actuator used and with the counteraction of the return spring of the hydraulic distributor with subsequent disconnection of the control device of the relay hydraulic distributor after the end of the operating cycle and the return of the spool of the hydraulic distributor to its original position under the action of the return spring while the transition process of switching on the hydraulic relay relay of the separator is carried out in the mode of controlled dynamic throttling of the flow of working fluid through the distributor, while using the control device, a sequence of packets of voltage pulses of variable magnitude and duration is fed to the winding of the electromagnet of the hydraulic distributor, and the transient time of the controlled pulse action on the electromagnet of the hydraulic distributor is set by the duration of each packet of voltage pulses and quantities packets of voltage pulses, under controlled influence of which the spool of the hydraulic distributor moves from its initial position to the working one and occupies a number of intermediate positions, while the duration of the period of a single pulse of the control signal is selected from 0.002 s to 0.02 s, and the duration of the "packet of single pulses" the control signal is selected from 0.01 s to 0.2 s, within which the value of the unit pulses of the control signal is selected unchanged or smoothly changed from the beginning to the end of the “packet”, the “packet” m it can consist of one single pulse of the control signal, the number of “single pulse packets” of the control signal during the switching time is selected from 1 to 128, the value of a single pulse of the control signal is changed from 1% to 100% of the rated voltage of the power source, the value of the control signal after the end of time switching and before disconnecting the control device from the power source set 1% to 100% of the rated voltage of the power source, while the residence time of the spool hydraulic distribution The divider in each intermediate position is chosen to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) and change the pressure and flow rate of the working fluid through the hydraulic distributor in the mode of controlled dynamic throttling of the working fluid flow during the transient, and the magnitude of the control working action on the spool of the hydraulic distributor at the end of the switching time, set in accordance with the specified algorithm of the executive mechanism ism the magnitude of the last voltage pulse, which is set unchanged in the time interval from the end of the switching time to the moment the control device is disconnected from the electric power source. In this case, the power source of the mechanism on which the hydraulic distributor is used is used as a direct current power source, and the nominal value of its voltage can be 6 volts, 12 volts or 24 volts.
Способ осуществляют следующим образом. Релейный гидравлический распределитель с электромагнитным управлением и возвратной пружиной подключают к источнику постоянного тока через промежуточное устройство управления. Переходный процесс перемещения золотника гидравлического распределителя под воздействием приложенного к нему усилия якоря управляющего электромагнита, пропорционального воздействующему на обмотку электромагнита напряжения, из начального положения в рабочее в соответствии с типом использующегося исполнительного механизма и с противодействием возвратной пружины гидравлического распределителя осуществляют в режиме динамического дросселирования потока рабочей жидкости через гидравлический распределитель. При этом с помощью устройства управления формируют последовательность пакетов импульсов напряжения питания переменной величины и длительности, которые подают на обмотки электромагнита гидравлического распределителя. Время переходного процесса управляемого импульсного воздействия на электромагнит гидравлического распределителя устанавливают по длительности каждого пакета импульсов напряжения и количеству пакетов импульсов напряжения, под управляемым воздействием которых золотник гидравлического распределителя перемещается от своего исходного положения к рабочему и занимает ряд промежуточных положений. Длительность периода единичных импульсов сигнала управления выбирают от 0,002 с до 0,02 с. Длительность «пакета единичных импульсов» сигнала управления выбирают от 0,01 с до 0,2 с, в пределах которой величину единичных импульсов сигнала управления выбирают неизменной или плавно изменяют от начала к концу «пакета», причем «пакет» может состоять из одного единичного импульса сигнала управления. Число «пакетов единичных импульсов» сигнала управления за время переключения выбирают от 1 до 128. Величину единичного импульса сигнала управления выбирают от 1% до 100% номинального значения напряжения источника питания, величину сигнала управления после окончания времени переключения и до отключения устройства управления от источника питания выбирают 1% до 100% номинального значения напряжения источника питания. Время нахождения золотника гидравлического распределителя в каждом промежуточном положении выбирают для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) и изменения значений давления и расхода рабочей жидкости гидравлического распределителя в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости во время переходного процесса. Величину управляющего рабочего воздействия на гидравлический распределитель по окончании времени переключения устанавливают в соответствии с заданным алгоритмом работы исполнительного механизма по величине последнего импульса напряжения, которое устанавливают неизменным во временном интервале от момента окончания времени переключения до момента отключения устройства управления от источника электрического питания.The method is as follows. A hydraulic relay switch with electromagnetic control and a return spring is connected to a direct current source through an intermediate control device. The transition process of moving the spool of the hydraulic distributor under the influence of the armature of the control electromagnet arm proportional to the voltage acting on the winding of the electromagnet from the initial position to the working position in accordance with the type of actuator used and with the counteraction of the return spring of the hydraulic distributor is carried out in the mode of dynamic throttling of the working fluid flow through the hydraulic distributor. At the same time, using the control device, a sequence of packets of supply voltage pulses of variable magnitude and duration is supplied, which are fed to the electromagnet windings of the hydraulic distributor. The transient time of the controlled pulse action on the electromagnet of the hydraulic distributor is set by the duration of each packet of voltage pulses and the number of packets of voltage pulses, under the controlled action of which the spool of the hydraulic distributor moves from its initial position to the working one and occupies a number of intermediate positions. The duration of the period of single pulses of the control signal is selected from 0.002 s to 0.02 s. The duration of the "packet of single pulses" of the control signal is selected from 0.01 s to 0.2 s, within which the value of the single pulses of the control signal is selected unchanged or smoothly changed from the beginning to the end of the "packet", and the "packet" can consist of one single pulse control signal. The number of “single pulse packets” of the control signal during the switching time is selected from 1 to 128. The value of a single pulse of the control signal is selected from 1% to 100% of the rated voltage of the power supply, the value of the control signal after the switching time is over and before the control device is disconnected from the power source choose 1% to 100% of the rated voltage of the power source. The residence time of the spool of the hydraulic distributor in each intermediate position is chosen to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) and change the pressure and flow rate of the hydraulic fluid in the controlled dynamic throttling of the fluid flow during the transition process. The magnitude of the control working action on the hydraulic distributor at the end of the switching time is set in accordance with the specified algorithm of the actuator according to the value of the last voltage pulse, which is set unchanged in the time interval from the end of the switching time to the moment the control device is disconnected from the electric power source.
Среди существенных признаков, характеризующих способ управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, отличительными являются:Among the essential features characterizing the method of controlling the transient process of switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring, the following are distinguishing:
- осуществление переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости через гидравлический распределитель,- the implementation of the transition process of switching on the relay hydraulic distributor in the mode of controlled dynamic throttling of the fluid flow through the hydraulic distributor,
- формирование с помощью устройства управления последовательности пакетов импульсов напряжения питания переменной величины и длительности, которые подают на обмотку электромагнита гидравлического распределителя,- the formation using the control device of the sequence of packets of pulses of supply voltage of variable magnitude and duration, which are fed to the winding of the electromagnet of the hydraulic distributor,
- установление времени переходного процесса управляемого импульсного воздействия на электромагнит гидравлического распределителя по длительности каждого пакета импульсов напряжения и количеству пакетов импульсов напряжения, под управляемым воздействием которых золотник гидравлического распределителя перемещается от своего исходного положения к рабочему и занимает ряд промежуточных положений,- establishing the transient time of the controlled pulse action on the electromagnet of the hydraulic distributor according to the duration of each packet of voltage pulses and the number of packets of voltage pulses, under the controlled action of which the spool of the hydraulic distributor moves from its initial position to the working one and occupies a number of intermediate positions,
- выбор длительности периода единичных импульсов сигнала управления от 0,002 с до 0,02 с и длительности «пакета единичных импульсов» сигнала управления от 0,01 с до 0,2 с, в пределах которой величину единичных импульсов сигнала управления выбирают неизменной или плавно изменяют от начала к концу «пакета», причем «пакет» может состоять из одного единичного импульса сигнала управления,- the choice of the duration of the period of single pulses of the control signal from 0.002 s to 0.02 s and the duration of the "packet of single pulses" of the control signal from 0.01 s to 0.2 s, within which the value of the single pulses of the control signal is chosen unchanged or smoothly changed from beginning to the end of the "packet", and the "packet" may consist of one single pulse of the control signal,
- выбор числа «пакетов единичных импульсов» сигнала управления за время переключения от 1 до 128,- the choice of the number of "packets of single pulses" of the control signal during the switching time from 1 to 128,
- изменение величины единичного импульса сигнала управления от 1% до 100% номинального значения напряжения источника питания,- the change in the value of a single pulse of the control signal from 1% to 100% of the nominal value of the voltage of the power source,
- величину сигнала управления после окончания времени переключения и до отключения устройства управления от источника питания устанавливают от 1% до 100% номинального значения напряжения источника питания,- the value of the control signal after the switching time and before disconnecting the control device from the power source set from 1% to 100% of the nominal voltage of the power source,
- выбор времени нахождения золотника гидравлического распределителя в каждом промежуточном положении для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) и изменения значений давления и расхода рабочей жидкости через гидравлический распределитель в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости во время переходного процесса,- the choice of the time the spool of the hydraulic distributor is in each intermediate position to ensure a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) and change the pressure and flow rate of the working fluid through the hydraulic distributor in the mode of controlled dynamic throttling of the working fluid flow during the transition process,
- установление величины управляющего рабочего воздействия на золотник гидравлического распределителя по окончании времени переключения в соответствии с заданным алгоритмом работы исполнительного механизма по величине последнего импульса напряжения, которое устанавливают неизменным во временном интервале от момента окончания времени переключения до момента отключения устройства управления от источника электрического питания,- setting the value of the control working action on the spool of the hydraulic distributor at the end of the switching time in accordance with the specified algorithm of the actuator according to the value of the last voltage pulse, which is set unchanged in the time interval from the moment the switching time ends until the control device is disconnected from the electric power source,
- использование в качестве рабочего источника питания источника постоянного тока с номинальным значением напряжения питания в 6 вольт, 12 вольт или 24 вольта.- the use of a direct current source with a nominal value of a supply voltage of 6 volts, 12 volts or 24 volts as a working power source.
Экспериментальные стендовые гидравлические испытания, проведенные на релейных гидравлических распределителях с электромагнитным управлением и возвратной пружиной различных производителей, а затем и гидравлические испытания вышеуказанных гидравлических распределителей различных гидравлических схем показали высокую эффективность предложенного способа управления параметрами релейного гидравлического распределителя за весь промежуток времени от момента подключения источника питания до момента отключения источника питания. Было установлено, что с использованием всех существенных признаков предложенного технического решения достигнуто во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя управляемое перемещение его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью с обеспечением заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости, исключено возникновение значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства при контролируемом перемещении золотника за короткий промежуток времени (от 0,06 с до 0,5 с) переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя. При этом одновременно было достигнуто исключение нежелательного и неконтролируемого гидравлического воздействия на элементы гидравлической системы (гидроудара), а также исключение нежелательного и неконтролируемого динамического воздействия на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.Experimental hydraulic bench tests carried out on electromagnetic-controlled relay valves with a return spring from various manufacturers, and then hydraulic tests of the above hydraulic valves of various hydraulic circuits, showed the high efficiency of the proposed method for controlling the hydraulic relay valves for the entire period from the moment the power source is connected to when the power source is turned off. It was found that using all the essential features of the proposed technical solution, a controlled movement of its spool from the initial position at a constant or variable speed was achieved during the transition process of switching on the hydraulic relay with the provision of a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid, the occurrence of significant differential pressure and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operated device at controlled movement of the spool in a short period of time (from 0.06 s to 0.5 s) of the transition process of switching on the relay hydraulic distributor. At the same time, the elimination of undesirable and uncontrolled hydraulic effects on the elements of the hydraulic system (water hammer) was achieved, as well as the elimination of undesirable and uncontrolled dynamic effects on the actuators of the operating device.
Реализация предложенного способа управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной иллюстрируется следующими эксплуатационными примерами.The implementation of the proposed method for controlling the transition process of switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring is illustrated by the following operational examples.
Пример 1. В качестве рабочего источника напряжения использовали постоянное напряжение в 6 вольт. При отключенной гидравлической системе подключили устройство управления к источнику питания и с использованием управляющей программы микропроцессора сформировали параметры управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением, предназначенным для управления силовым гидроцилиндром. При этом значение напряжения источника питания соответствовало номинальному значению напряжения применяемых электромагнитов.Example 1. As a working voltage source used a constant voltage of 6 volts. When the hydraulic system is turned off, the control device is connected to a power source and, using the microprocessor control program, the parameters for controlling the transition process of turning on the relay hydraulic distributor with electromagnetic control, designed to control the power hydraulic cylinder, are generated. In this case, the voltage value of the power supply corresponded to the rated voltage value of the applied electromagnets.
Затем отключили устройство управления от источника питания и подключили к нему гидравлическую схему эксплуатирующегося механизма. Подключили устройство управления к источнику питания и осуществили управляемое перемещение золотника гидравлического распределителя за временной интервал от начала приложения управляющего сигнала до полного окончания хода золотника (за время переключения), обеспечили при этом заданную величину и время открытия перепускных каналов (окон перелива) в режиме динамического дросселирования с контролируемым изменением расхода и давления потока рабочей жидкости через гидравлический распределитель.Then, the control device was disconnected from the power source and the hydraulic circuit of the operating mechanism was connected to it. We connected the control device to the power source and carried out a controlled movement of the spool of the hydraulic distributor for the time interval from the beginning of the application of the control signal to the complete end of the spool stroke (during the switching time), while ensuring the set value and opening time of the bypass channels (overflow windows) in the dynamic throttling mode with a controlled change in flow rate and pressure of the fluid flow through the hydraulic distributor.
Время переходного процесса управляемого импульсного воздействия на электромагнит гидравлического распределителя установили по длительности каждого пакета импульсов напряжения и количеству пакетов импульсов напряжения, под управляемым воздействием которых золотник гидравлического распределителя перемещается от своего исходного положения к рабочему и при этом занимает ряд промежуточных положений.The transition process time of the controlled pulsed action on the electromagnet of the hydraulic distributor was determined by the duration of each packet of voltage pulses and the number of packets of voltage pulses, under the controlled action of which the spool of the hydraulic distributor moves from its initial position to the working one and at the same time occupies a number of intermediate positions.
При этом использовали следующие параметры управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной. Длительность периода единичного импульса сигнала управления составляла 0,002 с. Длительность «пакета единичных импульсов» сигнала управления составляла 0,01 с, в пределах которой величина единичных импульсов сигнала управления была неизменной. При этом «пакет» состоял из пяти единичных импульсов сигнала управления. Количество «пакетов единичных импульсов» сигнала управления за время переключения составляло 16 «пакетов». Величину единичного импульса сигнала управления изменяли от 1% до 50% номинального значения напряжения источника питания, а величину сигнала управления после окончания времени переключения и до отключения устройства управления от источника питания установили в размере 50%-60% номинального значения напряжения источника питания.In this case, the following control parameters for the transient switching on of a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring were used. The period of a single pulse of the control signal was 0.002 s. The duration of the "packet of single pulses" of the control signal was 0.01 s, within which the value of the single pulses of the control signal was unchanged. In this case, the "package" consisted of five single pulses of the control signal. The number of “single pulse packets” of the control signal during the switching time was 16 “packets”. The value of a single pulse of the control signal was changed from 1% to 50% of the nominal value of the voltage of the power source, and the value of the control signal after the switching time and before disconnecting the control device from the power source was set at 50% -60% of the nominal value of the voltage of the power source.
Время нахождения золотника гидравлического распределителя в каждом промежуточном положении выбрали для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) и изменения значений давления и расхода рабочей жидкости гидравлического распределителя в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости во время переходного процесса. Величину управляющего рабочего воздействия на гидравлический распределитель по окончании времени переключения установили в соответствии с заданным алгоритмом работы исполнительного механизма по величине последнего импульса напряжения, которое оставили неизменным во временном интервале от момента окончания времени переключения до момента отключения устройства управления от источника электрического питания.The residence time of the spool of the hydraulic distributor in each intermediate position was chosen to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) and change the pressure and flow rate of the hydraulic fluid in the controlled dynamic throttling of the fluid flow during the transition process. The magnitude of the control working action on the hydraulic distributor at the end of the switching time was set in accordance with the specified algorithm of the actuator according to the value of the last voltage pulse, which was left unchanged in the time interval from the end of the switching time to the moment the control device was disconnected from the electric power source.
В результате достигнуто во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя управляемое перемещение его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью с обеспечением степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости, соответствующее начальному значению давления в диапазоне 40%-60% максимального значения. При этом достигнуто исключение возникновения значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства из-за неконтролируемого перемещения золотника за короткий промежуток времени переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя. Кроме того, исключено нежелательное и неконтролируемое гидравлическое воздействие на элементы гидравлической системы, а также исключено нежелательное и неконтролируемое динамическое воздействие на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.As a result, during the switching process of switching on the relay hydraulic distributor, the controlled movement of its spool from the initial position with constant or variable speed was achieved, ensuring the degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid, corresponding to the initial pressure value in the range of 40% -60% of the maximum value. At the same time, the exception of the occurrence of significant differences in pressure and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operating device due to uncontrolled movement of the spool for a short period of time the transition process of switching on the relay hydraulic distributor was achieved. In addition, an undesirable and uncontrolled hydraulic effect on the elements of the hydraulic system is excluded, as well as an undesirable and uncontrolled dynamic effect on the actuators of the operating device is excluded.
Пример 2. В качестве рабочего источника напряжения использовали постоянное напряжение в 24 вольта. При отключенной гидравлической системе подключили устройство управления к источнику питания и с использованием управляющей программы микропроцессора задали параметры управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя, предназначенного для управления гидромотором вентилятора охлаждения. При этом значение напряжения источника питания соответствовало номинальному значению напряжения применяемых электромагнитов.Example 2. As a working voltage source used constant voltage of 24 volts. With the hydraulic system switched off, the control device was connected to the power source and, using the microprocessor control program, the control parameters of the transient switching on of the relay hydraulic distributor designed to control the cooling fan hydraulic motor were set. In this case, the voltage value of the power supply corresponded to the rated voltage value of the applied electromagnets.
Затем отключили устройство управления от источника питания и подключили к нему гидравлическую схему эксплуатирующегося механизма. Подключили устройство управления к источнику питания и осуществили управляемое перемещение золотника гидравлического распределителя за временной интервал от начала приложения управляющего сигнала до полного окончания хода золотника (за время переключения), обеспечили при этом величину и время открытия перепускных каналов (окон перелива) в режиме динамического дросселирования с управляемым изменением расхода и давления потока рабочей жидкости через гидравлический распределитель.Then, the control device was disconnected from the power source and the hydraulic circuit of the operating mechanism was connected to it. We connected the control device to the power source and carried out the controlled movement of the spool of the hydraulic distributor for the time interval from the beginning of the application of the control signal to the complete end of the spool stroke (during the switching time), provided the size and opening time of the bypass channels (overflow windows) in the dynamic throttling mode with controlled change in flow rate and pressure of the fluid flow through the hydraulic distributor.
Время переходного процесса управляемого импульсного воздействия на электромагнит гидравлического распределителя установили по длительности каждого пакета импульсов напряжения и количеству пакетов импульсов напряжения, под управляемым воздействием которых золотник гидравлического распределителя перемещается от своего исходного положения к рабочему и при этом занимает ряд промежуточных положений.The transition process time of the controlled pulsed action on the electromagnet of the hydraulic distributor was determined by the duration of each packet of voltage pulses and the number of packets of voltage pulses, under the controlled action of which the spool of the hydraulic distributor moves from its initial position to the working one and at the same time occupies a number of intermediate positions.
При этом использовали следующие параметры управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной. Длительность периода единичного импульса сигнала управления составляла 0,01 с. Длительность «пакета единичных импульсов» сигнала управления составляла 0,01 с, в пределах которой величина единичных импульсов сигнала управления была неизменной. При этом «пакет» состоял из одного единичного импульса сигнала управления. Количество «пакетов единичных импульсов» сигнала управления за время переключения составляло 32 «пакета». Величину единичного импульса сигнала управления изменяли от 100% до 30% номинального значения напряжения источника питания, а величину сигнала управления после окончания времени переключения и до отключения устройства управления от источника питания установили в размере 50%-60% номинального значения напряжения источника питания.In this case, the following control parameters for the transient switching on of a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring were used. The period of a single pulse of the control signal was 0.01 s. The duration of the "packet of single pulses" of the control signal was 0.01 s, within which the value of the single pulses of the control signal was unchanged. In this case, the “packet” consisted of one single pulse of the control signal. The number of “single pulse packets” of the control signal during the switching time was 32 “packets”. The value of a single pulse of the control signal was changed from 100% to 30% of the nominal value of the voltage of the power source, and the value of the control signal after the switching time and before disconnecting the control device from the power source was set at 50% -60% of the nominal value of the voltage of the power source.
Время нахождения золотника гидравлического распределителя в каждом промежуточном положении выбрали для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) и изменения значений давления и расхода рабочей жидкости гидравлического распределителя в режиме управляемого динамического дросселирования потока рабочей жидкости во время переходного процесса. Величину управляющего рабочего воздействия на гидравлический распределитель по окончании времени переключения установили в соответствии с заданным алгоритмом работы исполнительного механизма по величине последнего импульса напряжения, которое оставили неизменным во временном интервале от момента окончания времени переключения до момента отключения устройства управления от источника электрического питания.The residence time of the spool of the hydraulic distributor in each intermediate position was chosen to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) and change the pressure and flow rate of the hydraulic fluid in the controlled dynamic throttling of the fluid flow during the transition process. The magnitude of the control working action on the hydraulic distributor at the end of the switching time was set in accordance with the specified algorithm of the actuator according to the value of the last voltage pulse, which was left unchanged in the time interval from the end of the switching time to the moment the control device was disconnected from the electric power source.
В результате достигнуто во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя управляемое перемещение его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью с обеспечением заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости, соответствующее значению расхода давления в диапазоне 40%-60% максимального значения. При этом достигнуто исключение возникновения значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства из-за неконтролируемого перемещения золотника за короткий промежуток времени переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя. Кроме того, исключено нежелательное и неконтролируемое гидравлическое воздействие на элементы гидравлической системы, а также исключено нежелательное и неконтролируемое динамическое воздействие на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.As a result, during the switching process of switching on the relay hydraulic distributor, the controlled movement of its spool from the initial position with constant or variable speed was achieved, providing a specified degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid, corresponding to a pressure flow rate in the range of 40% -60% of the maximum value . At the same time, the exception of the occurrence of significant differences in pressure and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operating device due to uncontrolled movement of the spool for a short period of time the transition process of switching on the relay hydraulic distributor was achieved. In addition, an undesirable and uncontrolled hydraulic effect on the elements of the hydraulic system is excluded, as well as an undesirable and uncontrolled dynamic effect on the actuators of the operating device is excluded.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройству управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, и может быть использовано для улучшения работы исполнительных механизмов, управляемых релейными гидравлическими распределителями с электромагнитным управлением различных машин и механизмов, в том числе мобильных дорожно-строительных машин различного типа и назначения, бурильных установок, станков и станочных линий с гидроприводом, на предприятиях металлургической и деревообрабатывающей промышленности и т.д.The invention relates to the field of engineering, and in particular to a transient control device for switching on a relay hydraulic distributor with electromagnetic control and a return spring, and can be used to improve the operation of actuators controlled by hydraulic relay valves with electromagnetic control of various machines and mechanisms, including mobile road-building machines of various types and purposes, drilling rigs, machine tools and machine lines with hydraulic drives water, at the enterprises of the metallurgical and woodworking industries, etc.
Известно устройство управления процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, обмотки электромагнитов которого рассчитаны на номинальное значение источника питания 6 вольт, 12 вольт или 24 вольта постоянного тока, содержащее микропроцессор (см. CNE Catalogo, 2009 1/АТАМ, series № КА 132А34Т9).A control device for switching on a relay hydraulic distributor with electromagnetic control and a return spring is known, the electromagnet windings of which are designed for a nominal power supply of 6 volts, 12 volts or 24 volts DC containing a microprocessor (see CNE Catalogo, 2009 1 / ATAM, series No. KA 132A34T9).
Однако известное устройство управления процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной имеет следующие недостатки:However, the known device for controlling the process of switching on a relay hydraulic distributor with electromagnetic control and a return spring has the following disadvantages:
- не обеспечивает во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя перемещение его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости,- does not provide during the switching process of switching on the hydraulic relay, the displacement of its spool from the initial position with constant or variable speed to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid,
- не исключает возникновения значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства из-за неконтролируемого перемещения золотника за короткий промежуток времени переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя,- does not exclude the occurrence of significant differences in pressure and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operated device due to uncontrolled movement of the spool over a short period of time the transition process of switching on the relay hydraulic distributor,
- не исключает нежелательное и неконтролируемое гидравлическое воздействие на элементы гидравлической системы,- does not exclude undesirable and uncontrolled hydraulic effects on the elements of the hydraulic system,
- не исключает нежелательное и неконтролируемое динамическое воздействие на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.- does not exclude unwanted and uncontrolled dynamic effects on the actuators of the operated device.
Задача изобретения - создание устройства для реализации управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной.The objective of the invention is the creation of a device for implementing transient control of the inclusion of a relay hydraulic distributor with electromagnetic control and a return spring.
Техническим результатом является обеспечение во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя перемещения его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью для обеспечения заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости, исключение возникновения значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства из-за неконтролируемого перемещения золотника за короткий промежуток времени переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя, исключение нежелательного и неконтролируемого гидравлического воздействия на элементы гидравлической системы, а также исключение нежелательного и неконтролируемого динамического воздействия на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.The technical result is the provision during the transition process of turning on the relay hydraulic distributor to move its spool from the initial position at a constant or variable speed to provide a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid, eliminating the occurrence of significant pressure drops and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operated devices due to uncontrolled movement of the spool in a short period of time one process of switching on the relay hydraulic distributor, eliminating undesirable and uncontrolled hydraulic effects on the elements of the hydraulic system, as well as eliminating undesirable and uncontrolled dynamic effects on the actuators of the operated device.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложено устройство управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, обмотки электромагнитов которого рассчитаны на номинальное значение источника питания 6 вольт, 12 вольт или 24 вольта постоянного тока, содержащее микропроцессор, при этом в качестве микропроцессора используют микропроцессор обеспечения выбранного алгоритма управления релейным гидравлическим распределителем и формирования «пакетов» импульсов управления, дополнительно содержит силовой ключ преобразования импульсов управления от микропроцессора в заданные импульсы управляющего напряжения, поступающих на обмотку релейного электромагнита гидравлического распределителя за весь рабочий промежуток времени от момента подключения устройства управления к источнику питания до момента отключения его от источника питания, стабилизатор напряжения обеспечения работы микропроцессора с элементами обеспечения рабочих параметров, защитный диод запрещения работы устройства управления при его неправильном подключении к источнику питания машины или механизма, демпфирующий диод обеспечения снижения токовой нагрузки на силовой ключ, а также катушку релейного электромагнита, при этом положительный выход источника питания соединён с одним выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя, соединен с катодом демпфирующего диода и с входом стабилизатора напряжения, выход стабилизатора напряжения соединён с положительным входом микропроцессора, выход которого соединён с входом силового ключа, выход силового ключа соединён с анодом демпфирующего диода и соединён со вторым выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя, а отрицательный выход источника питания через защитный диод соединён с соответствующими входами микропроцессора, силового ключа и стабилизатора напряжения, а при использовании силового ключа другой проводимости положительный выход источника питания через защитный диод подключён к положительному входу стабилизатора напряжения, силового ключа, выход стабилизатора напряжения соединен с положительным входом микропроцессора, выход микропроцессора соединен с входом силового ключа, выход которого соединен с одним выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя и катодом демпфирующего диода, при этом отрицательный выход источника питания соединен с другим выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя, анодом демфпирующего диода и соответствующими входами микропроцессора и стабилизатора напряжения. При этом устройство размещают в корпусе разъёма стандарта DIN 43650-A|ISO4400, например разъёма GDM 2009. При этом устройство размещают на корпусе катушки электромагнита релейного гидравлического распределителя в корпусе разъёма любого стандарта. При этом устройство выполняют в виде самостоятельного блока и подключают к катушке электромагнита релейного гидравлического распределителя с использованием дополнительных проводников.The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the proposed transient control device for switching a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring, the windings of the electromagnets of which are designed for a nominal value of a power supply of 6 volts, 12 volts or 24 volts DC, containing a microprocessor, while as a microprocessor, a microprocessor is used to provide the selected control algorithm for the relay hydraulic distribution the generator and the formation of "packets" of control pulses, additionally contains a power switch for converting control pulses from the microprocessor to the specified control voltage pulses supplied to the coil of the relay electromagnet of the hydraulic distributor for the entire working period from the moment the control device is connected to the power source until it is disconnected from the source power supply, voltage stabilizer for microprocessor operation with elements for ensuring operating parameters, protective a diode prohibiting the operation of the control device when it is improperly connected to the power source of the machine or mechanism, a damping diode to ensure the reduction of the current load on the power switch, as well as the relay coil of the electromagnet, while the positive output of the power source is connected to one terminal of the electromagnet coil of the hydraulic distributor, connected to the cathode damping diode and with the input of the voltage regulator, the output of the voltage regulator is connected to the positive input of the microprocessor, the output of which it is single with the input of the power switch, the output of the power switch is connected to the anode of the damping diode and connected to the second output of the electromagnet coil of the hydraulic distributor, and the negative output of the power source through the protective diode is connected to the corresponding inputs of the microprocessor, power switch and voltage regulator, and when using the power switch, another conductivity, the positive output of the power source through a protective diode is connected to the positive input of the voltage stabilizer, power switch, stabilization output a voltage torus is connected to the positive input of the microprocessor, the output of the microprocessor is connected to the input of the power switch, the output of which is connected to one terminal of the electromagnet coil of the hydraulic distributor and the cathode of the damping diode, while the negative output of the power source is connected to the other terminal of the electromagnet of the hydraulic distributor, the anode of the damping diode and corresponding microprocessor and voltage regulator inputs. At the same time, the device is placed in the housing of the DIN 43650-A | ISO4400 standard, for example, the GDM 2009 connector. In this case, the device is placed on the coil of the electromagnet of the hydraulic relay control valve in the connector housing of any standard. In this case, the device is implemented as an independent unit and connected to the coil of the electromagnet of the relay hydraulic distributor using additional conductors.
Среди существенных признаков, характеризующих устройство управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной, отличительными являются:Among the essential features characterizing a transient control device for switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring, the following are distinctive:
- использование микропроцессора обеспечения выбранного алгоритма управления релейным гидравлическим распределителем и формирования «пакетов» импульсов управления,- the use of a microprocessor to provide the selected control algorithm for the relay hydraulic distributor and the formation of "packets" of control pulses,
- использование силового ключа для преобразования импульсов управления от микропроцессора в заданные импульсы управляющего напряжения, поступающие на обмотку релейного электромагнита гидравлического распределителя за весь рабочий промежуток времени от момента подключения устройства управления к источнику питания до момента отключения его от источника питания,- the use of a power switch to convert control pulses from the microprocessor into the specified control voltage pulses supplied to the coil of the relay solenoid of the hydraulic distributor for the entire working period of time from the moment the control device is connected to the power source until it is disconnected from the power source,
- наличие стабилизатора напряжения обеспечения работы микропроцессора с элементами обеспечения рабочих параметров,- the presence of a voltage stabilizer to ensure the operation of the microprocessor with elements providing operational parameters,
- наличие защитного диода запрещения работы устройства управления при его неправильном подключении к источнику питания машины или механизма,- the presence of a protective diode prohibiting the operation of the control device when it is improperly connected to the power source of the machine or mechanism,
- наличие демпфирующего диода обеспечения снижения токовой нагрузки на силовой ключ, а также на катушку релейного электромагнита,- the presence of a damping diode to reduce current load on the power switch, as well as on the coil of the relay electromagnet,
- соединение положительного выхода источника питания с одним выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя, а также соединение с катодом демпфирующего диода и с входом стабилизатора напряжения,- the connection of the positive output of the power source with one terminal of the electromagnet coil of the hydraulic distributor, as well as the connection to the cathode of the damping diode and the input of the voltage regulator,
- соединение выхода стабилизатора напряжения с положительным входом микропроцессора,- connection of the output of the voltage regulator with the positive input of the microprocessor,
- соединение выхода микропроцессора с входом силового ключа,- connection of the microprocessor output to the power key input,
- соединение выхода силового ключа с анодом демпфирующего диода и со вторым выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя,- connecting the output of the power switch with the anode of the damping diode and with the second terminal of the electromagnet coil of the hydraulic distributor,
- соединение отрицательного выхода источника питания через защитный диод с соответствующими входами микропроцессора, силового ключа и стабилизатора напряжения,- connection of the negative output of the power source through a protective diode with the corresponding inputs of the microprocessor, power switch and voltage regulator,
- подключение при использовании силового ключа другой проводимости положительного выхода источника питания через защитный диод к положительному входу стабилизатора напряжения, силового ключа,- connection when using a power switch of another conductivity of the positive output of the power source through a protective diode to the positive input of a voltage stabilizer, power switch,
- соединение при использовании силового ключа другой проводимости выхода стабилизатора напряжения с положительным входом микропроцессора,- connection when using a power key of a different conductivity output of the voltage stabilizer with a positive input of the microprocessor,
- соединение при использовании силового ключа другой проводимости выхода микропроцессора с входом силового ключа, выход которого соединен с одним выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя и катодом демпфирующего диода,- connection when using a power key of a different conductivity of the output of the microprocessor with the input of the power key, the output of which is connected to one output of the coil of the electromagnet of the hydraulic distributor and the cathode of the damping diode,
- соединение при использовании силового ключа другой проводимости отрицательного выхода источника питания с другим выводом катушки электромагнита гидравлического распределителя, анодом демфпирующего диода и соответствующими входами микропроцессора и стабилизатора напряжения,- when using a power switch of a different conductivity, the negative output of the power source with a different terminal of the electromagnet coil of the hydraulic distributor, the anode of the damping diode and the corresponding inputs of the microprocessor and voltage regulator,
- размещение устройства в корпусе разъёма стандарта DIN 43650-A|ISO4400, например разъёма GDM 2009,- placement of the device in the housing of the DIN 43650-A | ISO4400 standard connector, for example, the GDM 2009 connector,
- размещение устройства на корпусе катушки электромагнита релейного гидравлического распределителя в корпусе разъёма любого стандарта,- placing the device on the coil body of the electromagnet of the relay hydraulic distributor in the connector housing of any standard,
- выполнение устройства в виде самостоятельного блока и подключение к катушке электромагнита релейного гидравлического распределителя с использованием дополнительных проводников.- implementation of the device in the form of an independent unit and connection to the coil of the electromagnet of the relay hydraulic distributor using additional conductors.
Экспериментальные стендовые гидравлические испытания, проведенные на релейных гидравлических распределителях с использованием предложенного устройства, а затем и гидравлические испытания вышеуказанных гидравлических распределителей различных гидравлических схем показали высокую эффективность предложенного устройства управления параметрами релейного гидравлического распределителя за весь промежуток времени от момента подключения источника питания до момента отключения источника питания. Было установлено, что с использованием всех существенных признаков предложенного технического решения достигнуто во время переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя управляемое перемещение его золотника из начального положения с постоянной или переменной скоростью с обеспечением заданной степени открытия перепускных каналов (окон перелива) рабочей жидкости, исключено возникновение значительных перепадов давления и расхода рабочей жидкости в гидравлической системе эксплуатируемого устройства при контролируемом перемещении золотника за короткий промежуток времени (от 0,06 с до 0,5 с) переходного процесса включения релейного гидравлического распределителя. При этом одновременно было достигнуто исключение нежелательного и неконтролируемого гидравлического воздействия на элементы гидравлической системы (гидроудара), а также исключение нежелательного и неконтролируемого динамического воздействия на исполнительные механизмы эксплуатируемого устройства.Experimental bench hydraulic tests carried out on hydraulic relay valves using the proposed device, and then hydraulic tests of the above hydraulic valves of various hydraulic circuits showed the high efficiency of the proposed device control parameters of the hydraulic relay valve for the entire period from the moment the power source is connected to the moment the power source is turned off . It was found that using all the essential features of the proposed technical solution, a controlled movement of its spool from the initial position at a constant or variable speed was achieved during the transition process of switching on the hydraulic relay with the provision of a given degree of opening of the bypass channels (overflow windows) of the working fluid, the occurrence of significant differential pressure and flow rate of the working fluid in the hydraulic system of the operated device at controlled movement of the spool in a short period of time (from 0.06 s to 0.5 s) of the transition process of switching on the relay hydraulic distributor. At the same time, the elimination of undesirable and uncontrolled hydraulic effects on the elements of the hydraulic system (water hammer) was achieved, as well as the elimination of undesirable and uncontrolled dynamic effects on the actuators of the operating device.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема предложенного устройства управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной. Структурная схема предложенного устройства управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной при использовании силового ключа другой проводимости показана на фиг. 2 и содержит аналогичные составляющие элементы.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of the proposed transient control device for switching on a relay hydraulic distributor with electromagnetic control and a return spring. The block diagram of the proposed transient control device for switching on a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring when using a power switch of a different conductivity is shown in FIG. 2 and contains similar constituent elements.
Устройство управления переходным процессом включения релейного гидравлического распределителя с электромагнитным управлением и возвратной пружиной содержит микропроцессор 1 обеспечения выбранного алгоритма управления релейным гидравлическим распределителем и формирования «пакетов» импульсов управления, силовой ключ 2 преобразования импульсов управления от микропроцессора в заданные импульсы управляющего напряжения, поступающих на катушку 3 релейного электромагнита гидравлического распределителя за весь рабочий промежуток времени от момента подключения устройства управления к источнику питания до момента отключения его от источника питания. Также содержит стабилизатор напряжения 4 обеспечения работы микропроцессора 1 с элементами обеспечения рабочих параметров, защитный диод 5 запрещения работы устройства управления при его неправильном подключении к источнику питания машины или механизма, демпфирующий диод 6 обеспечения снижения токовой нагрузки на силовой ключ 2, а также катушку 3 релейного электромагнита. При этом положительный выход источника питания соединён с одним выводом катушки 3 релейного электромагнита гидравлического распределителя, соединен с катодом демпфирующего диода 6 и с входом стабилизатора напряжения 4. Выход стабилизатора напряжения 4 соединен с положительным входом микропроцессора 1, выход которого соединён с входом силового ключа 2. Выход силового ключа 2 соединён с анодом демпфирующего диода 6 и соединён также со вторым выводом катушки 3 релейного электромагнита гидравлического распределителя. Отрицательный выход источника питания через защитный диод 5 соединён с соответствующими входами микропроцессора 1, силового ключа 2 и стабилизатора напряжения 4. Устройство размещают в корпусе разъёма стандарта DIN 43650-A/ISO4400, например разъёма GDM 2009. Или устройство размещают на корпусе катушки электромагнита релейного гидравлического распределителя в корпусе разъема любого стандарта. Кроме того, предложенное устройство может быть выполнено в виде самостоятельного блока и подключено к катушке 3 релейного электромагнита релейного гидравлического распределителя с использованием дополнительных проводников.The control device for the transient switch-on of a hydraulic relay with electromagnetic control and a return spring contains a microprocessor 1 for providing the selected algorithm for controlling the hydraulic relay and the formation of "packets" of control pulses, a power switch 2 for converting control pulses from the microprocessor to the specified control voltage pulses supplied to the coil 3 relay solenoid hydraulic distributor for the entire working period BP Meni from the moment of connecting the control device to the power supply until disconnected from the power source. It also contains a voltage stabilizer 4 for ensuring the operation of the microprocessor 1 with elements for ensuring operating parameters, a
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы, при отключенной гидравлической схеме, подключают устройство управления к источнику питания и в память микропроцессора 1 записывают управляющую программу, содержащую следующие параметры: количество «пакетов» управляющих импульсов, длительность каждого «пакета», величину сигнала управления для каждого «пакета» в процентах от номинального значения напряжения источника питания, длительность периода следования единичных управляющих импульсов, величину сигнала управления, обеспечивающего заданные эксплуатационные характеристики релейного гидравлического распределителя после завершения переходного процесса (времени переключения), до момента отключения источника питания. Затем отключают источник питания от устройства управления и включают гидравлическую схему. При подключении устройства управления к источнику питания на выходе микропроцессора 1 формируется последовательность «пакетов» управляющих импульсов, которые поступают на вход силового ключа. На выходе силового ключа 2 появляются импульсы управляющего напряжения, при этом их величина и длительность изменяется по выбранному алгоритму управления. Эти импульсы управляющего напряжения поступают на катушку 3 релейного электромагнита гидравлического распределителя и под их воздействием осуществляется управляемое перемещение золотника стабилизатор напряжения обеспечения работы микропроцессора с элементами обеспечения рабочих параметров, на защитный диод 5 запрещения работы устройства управления при его неправильном подключении к источнику питания машины или механизма, на демпфирующий диод 6 обеспечения снижения токовой нагрузки на силовой ключ 2, а также катушку 3 релейного электромагнита, за время переходного процесса (за время переключения). По окончании переходного процесса (времени переключения) и до момента отключения устройства управления от источника питания на выходе силового ключа 2 устанавливается значение управляющего напряжения, обеспечивающего необходимые характеристики гидравлического распределителя.The device operates as follows. Before starting work, when the hydraulic circuit is switched off, the control device is connected to a power source and a control program is written in the microprocessor 1 memory containing the following parameters: the number of “packets” of control pulses, the duration of each “packet”, the value of the control signal for each “packet” in percent of the nominal value of the voltage of the power source, the duration of the repetition period of individual control pulses, the value of the control signal that provides the specified operational e characteristics of the relay hydraulic distributor after completion of the transition process (switching time), until the power source is turned off. Then disconnect the power source from the control device and turn on the hydraulic circuit. When connecting the control device to a power source at the output of microprocessor 1, a sequence of "packets" of control pulses is generated, which are received at the input of the power switch. At the output of the power switch 2, control voltage pulses appear, while their size and duration change according to the selected control algorithm. These control voltage pulses are supplied to the coil 3 of the relay electromagnet of the hydraulic distributor and under their influence, the spool is controlled to move the voltage regulator to ensure the microprocessor operates with elements for ensuring operating parameters, to the
Эффективность выбранного алгоритма управления релейным гидравлическим распределителем может быть оценена по характеру изменения значений расхода и давления рабочей жидкости или по механическим характеристикам исполнительного механизма. При этом управляющая программа допускает корректировку в процессе эксплуатации релейного гидравлического распределителя.The effectiveness of the selected relay hydraulic control valve control algorithm can be estimated by the nature of the change in the flow rate and pressure of the working fluid or by the mechanical characteristics of the actuator. At the same time, the control program allows adjustment during operation of the relay hydraulic distributor.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101105/06A RU2455534C1 (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Method for control of transient process of actuation of electromagnetically controlled relay hydraulic distributor with return spring and device for such method implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101105/06A RU2455534C1 (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Method for control of transient process of actuation of electromagnetically controlled relay hydraulic distributor with return spring and device for such method implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2455534C1 true RU2455534C1 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011101105/06A RU2455534C1 (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Method for control of transient process of actuation of electromagnetically controlled relay hydraulic distributor with return spring and device for such method implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2455534C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1472565A1 (en) * | 1986-12-10 | 1989-04-15 | Винницкий политехнический институт | Electrohydraulic drive system for mite gate |
| RU2034178C1 (en) * | 1992-07-31 | 1995-04-30 | Владимир Михайлович Фомичев | Electrohydraulic control system |
| RU2084708C1 (en) * | 1995-03-14 | 1997-07-20 | Производственно-коммерческое предприятие "Регитон" | Sectional hydraulic distributor |
| EP1167777A1 (en) * | 1999-12-28 | 2002-01-02 | Kayaba Kogyo Kabushiki Kaisha | Signal processor of joystick input device |
| US20070193442A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Mccoy Richard W Jr | Variable Mode Manipulator and Drive System |
-
2011
- 2011-01-14 RU RU2011101105/06A patent/RU2455534C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1472565A1 (en) * | 1986-12-10 | 1989-04-15 | Винницкий политехнический институт | Electrohydraulic drive system for mite gate |
| RU2034178C1 (en) * | 1992-07-31 | 1995-04-30 | Владимир Михайлович Фомичев | Electrohydraulic control system |
| RU2084708C1 (en) * | 1995-03-14 | 1997-07-20 | Производственно-коммерческое предприятие "Регитон" | Sectional hydraulic distributor |
| EP1167777A1 (en) * | 1999-12-28 | 2002-01-02 | Kayaba Kogyo Kabushiki Kaisha | Signal processor of joystick input device |
| US20070193442A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Mccoy Richard W Jr | Variable Mode Manipulator and Drive System |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103069138A (en) | Drive device for fuel injection device | |
| EP1975960A1 (en) | A bistable magnetic actuator for circuit breakers with electronic drive circuit and method for operating said actuator | |
| CN102208265B (en) | On-load tapping switch of composite switching-type transformer | |
| WO2017089548A1 (en) | Switching apparatus and method for actuating a switching device | |
| CN104963806A (en) | Power-loss protection system of water turbine generator unit speed regulator | |
| CN110024071A (en) | Contactor with coil polarity reverse turn control circuit | |
| RU2455534C1 (en) | Method for control of transient process of actuation of electromagnetically controlled relay hydraulic distributor with return spring and device for such method implementation | |
| EP2573640A1 (en) | Spring-loaded drive with active recovery in direct current circuit | |
| JP6275244B2 (en) | Method for performing a switching process in an on-load tap changer | |
| CN109524252B (en) | Method for inhibiting switching-on bounce of permanent magnet circuit breaker based on moving average filtering | |
| DE10201453A1 (en) | Method and control system for operating a solenoid valve for pneumatic brake cylinders | |
| WO2005017933A1 (en) | Device and method for controlling electric switching devices | |
| CN102808874B (en) | Electromagnetic brake control device | |
| EP3893259A1 (en) | Systems and methods for controlling contactor open time | |
| JP6625651B2 (en) | Operation method of piston pump, drive control device for piston pump, and piston pump | |
| EP1291256B1 (en) | Method for operating a magnetic valve for pneumatic brake cylinders | |
| JP5926938B2 (en) | Electromagnetic valve driving circuit and electromagnetic valve driving method | |
| CN202756496U (en) | Controlling device of electromagnetic brake | |
| CN110513528B (en) | Method for improving reversing speed of electromagnetic reversing valve | |
| CN215988274U (en) | Electromagnet energy-saving power supply driving circuit | |
| RU2762787C1 (en) | Device for forcing transients in multiphase mechanisms with additional energy recovery into the power supply chain | |
| CN112181035B (en) | Segmented accurate control method for control current of nuclear power station driving mechanism | |
| EP2747287A1 (en) | Circuit arrangement for braking a moving mass by switching off an electromechanical switching device with an inductive load | |
| JP7350241B1 (en) | current switchgear | |
| EP3732700B1 (en) | Ac motor solid state switch control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140115 |