基于AMESim的馬達串、并聯(lián)回路仿真分析.pdf

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1、ACaaemlC學術(shù)基于AMESim的馬達串并聯(lián)回路仿真分析550001貴州大學機械工程學院貴州貴陽一肖輝／羅艷蕾／張凡凡／林良引言1．2液壓回路的仿真模型的建立j張9婚辯一液壓執(zhí)行元件在一個工作循環(huán)內(nèi)從一種運AMESim提供了豐富的液壓元件庫，直接從二j幢荊黼一動速度切換到另外一種運動速度是通過速度換液壓元件庫找出需要的元件，搭建現(xiàn)有的模型接回路來實現(xiàn)的，這種換接回路要求具有以下元件，然后用HCD庫搭建圖1所示的二位四通：I)o———————————————‘—‘‘。一特點：一是速度換接時應平穩(wěn)、無較大沖擊，換向閥，構(gòu)建完整的仿真模

2、型，如圖2所示。二是速度換接后能迅速達到平穩(wěn)狀態(tài)。液壓馬系統(tǒng)中的三位四通換向閥的工作狀態(tài)由圖3所l涮}0一達串、并聯(lián)回路就是一種常用的速度換接回路，示的控制信號曲線控制，在0～4秒，三位四在工程機械上具有廣泛的使用。在液壓驅(qū)動的通換向閥一直處于右位工作。系統(tǒng)中的兩位四m÷——r——————一行走機械工作時，根據(jù)路況的不同，會有相應通換向閥的工作狀態(tài)由圖4所示的控制信號曲0，01．：04口：T；；}?的行駛速度，一般需要兩檔轉(zhuǎn)速(特殊的也會線控制。在0～2秒時，閥芯向右移動，馬達l圖3三位四通換向閥控制信號曲線有三檔轉(zhuǎn)速)，在上坡路況時

3、，行走機械的行和馬達2并聯(lián)連接在3～4秒時，閥芯向左移動，駛速度會比較低，而在平地路況時，就會要求實現(xiàn)串聯(lián)連接。在參數(shù)模式下設(shè)置各模型參數(shù)，有相對較高的行駛速度，工程實際中多通過液參數(shù)設(shè)置如表i所示；最后在simulationmode壓馬達串、并聯(lián)回路來實現(xiàn)上述目的。下運行仿真，仿真時間為4秒，得到仿真曲線。AMESim作為一種圖形化建模軟件，以圖形仿真結(jié)束后觀察并比較液壓泵在C處的壓力變作為建模的接口，能夠比較直接的調(diào)整參數(shù)，化曲線，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)速變化曲線，并分并能直觀的分析系統(tǒng)的動態(tài)特性。本文以液壓析其在串、并聯(lián)回路中的變化情

4、況。一L馬達串、并聯(lián)回路為例，基于AMESim充分發(fā)掘表l主要元件模型的設(shè)置參數(shù)?一一．．了液壓馬達串、并聯(lián)回路控制特點，并模擬仿元件名稱參數(shù)真得到系統(tǒng)壓力變化曲線，分析了馬達在串、圖4兩位四通換向閥控制信號曲線泵的轉(zhuǎn)速lO00r／min并聯(lián)切換時轉(zhuǎn)速的變化情況。2．回路的仿真結(jié)果分析1．馬達串、并聯(lián)回路工作原理及模型建立泵的排量50ml／r圖5為液壓泵在出口c處的壓力曲線，電1．1馬達串、并聯(lián)回路工作原理馬達的轉(zhuǎn)速1O00r／min機在啟動的瞬間，液壓泵受到非常大的沖擊，液壓馬達串、并聯(lián)回路原理圖如圖l所示，瞬間達到很大。當液壓馬達

5、轉(zhuǎn)數(shù)達到一定值時，馬達的排量200ml／r當二位四通換向閥上位接入回路，馬達1和馬通過馬達的總流量(轉(zhuǎn)數(shù)×排量)等于液壓泵達2并聯(lián)連接，并聯(lián)時馬達輸出轉(zhuǎn)速小，此時的輸出流量，馬達開始做勻速轉(zhuǎn)動，此時系統(tǒng)適合低速路況：當二位四通換向閥得電即換向壓力開始逐漸降低，經(jīng)過短暫的波動后達到穩(wěn)閥下位接入回路，馬達l和馬達2串聯(lián)連接，定狀態(tài)，即降到馬達勻速帶動負載所需的壓力。串聯(lián)時馬達輸出轉(zhuǎn)速大，此時適合高速路況。在2秒的時候，兩位四通換向閥得負電，閥芯向左移動，泵的壓力變化稍微有一點滯后，在2．1秒的時候快速上升，然后迅速下降到穩(wěn)定值。由于系統(tǒng)壓

6、力與泵的輸出流量和馬達的排量有關(guān)，為了防止系統(tǒng)壓力過大現(xiàn)象，可通過增大馬達的排量，減小泵的輸出流量(泵的排量或轉(zhuǎn)速)來減小系統(tǒng)壓力。此模型液壓泵和液壓馬達的轉(zhuǎn)速相同，但泵的排量為50ml／r，馬達的排量為200ml／r。圖6為馬達1的輸出轉(zhuǎn)速變化曲線，電機啟動后，兩位四通換向閥得正電，閥芯向右移動，圖1液壓馬達串、并聯(lián)回路圖2液壓馬達串并聯(lián)回路仿真模型馬達l與馬達2實現(xiàn)并聯(lián)連接，馬達2的輸出148MachineChina中國機械A(chǔ)CaaemlC學術(shù)轉(zhuǎn)速急速上升，迅速達到最大值，經(jīng)過很短的本文利用AMESim軟件對液壓回路進行仿真波動后

7、穩(wěn)定在124r／min。在2秒的時候，二位分析，仿真結(jié)果反應了實際的工作性能。得出四通換向閥得負電，閥芯向左移動，實現(xiàn)馬達以下結(jié)論：1與馬達2的串聯(lián)連接，馬達1的輸出轉(zhuǎn)速略有3．1采用所建立的仿真模型，得出的馬達串下降，然后急速上升，經(jīng)過劇烈波動達到穩(wěn)定并聯(lián)回路仿真模型的動態(tài)特性與理論一致，即值248r／min。從圖中可以驗證穩(wěn)定狀態(tài)下串聯(lián)串聯(lián)時候馬達的輸出轉(zhuǎn)速是并聯(lián)時馬達輸出轉(zhuǎn)時馬達1的輸出轉(zhuǎn)速正好是并聯(lián)時馬達1輸出速的兩倍，說明所建的模型是正確的。轉(zhuǎn)速的兩倍，說明串聯(lián)時候的行駛速度正好是3．2負載越大，馬達輸出轉(zhuǎn)速的響應變慢，并聯(lián)

8、時行駛速度的兩倍。超調(diào)量會變大，調(diào)整時間也變長。圖7為液壓馬達在不同負載時的輸出轉(zhuǎn)速變化曲線，轉(zhuǎn)動慣量分別為lkg·lI】2，4kg·lIl2，參考文獻：7kg·m，lOkg·m。從圖中可以看出，在馬達[1]官忠范．液壓