给水泵汽轮机直驱式电液伺服油动机的研究

摘要

在近十几年来，借于液压技术领域中应用成熟的容积控制系统和电机领域交流伺服电机广泛应用的背景下，出现了直接驱动容积控制电液伺服系统（Direct Drive Volume Control，简称DDVC）或称无阀电液伺服系统。电液伺服系统以其出力大，响应快，精度高等优点被广泛用于航天、国防以及各民用工业甚至日常生活中；交流伺服电动机则以其可靠性高，控制方便等优点在自动控制领域中具有广阔的发展前景。直驱式容积控制电液伺服系统综合了二者的优点，具有体积小，结构简单，节能高效，易于计算机控制等显著优点，被认为是液压控制的重要发展方向之一。
　　通过查阅大量的国内外相关文献，国外尤其是美国和日本等国对此系统的研究已趋于成熟，目前已经将直驱式电液伺服系统应用在多个领域中，并取得了很大的经济效益。但系统动态特性不高的问题也使其应用场合受到限制。因此对直驱式容积控制电液伺服系统进行研究，对提高系统的性能与实际应用价值、拓展系统的应用前景具有重要的意义。
　　本文分析了给水泵汽轮机传统阀控式调速方式的优缺点，通过与直驱式电液伺服系统作对比，阐述了直驱式电液伺服系统的原理、组成和优缺点，并对直驱式电液伺服系统进行了结构设计、理论分析和试验研究。
　　本文对系统的吸排阀和锁阀组成的集成阀块、密闭油罐及直驱式系统的其它连接部件进行了结构设计。同时还建立交流伺服电机的数学模型，分析泵控非对称液压缸动力机构的原理并建立其数学模型，最终得出直驱式电液伺服系统的数学模型。讨论了各项参数对系统性能的影响，通过系统的开环频率特性分析了系统的稳定性及稳态误差，并在此基础上进行了系统计算机仿真研究。
　　搭建了直驱式电液伺服系统的试验台，对系统进行了试验研究，从而验证了数学模型的正确性。采用PID控制策略可以改善系统的动态特性，使系统能够满足控制要求。

目录

给水泵汽轮机直驱式电液伺服油动机的研究

RESEARCH ON DIRECT DRIVE VOLUMECONTROL ELECTRO-HYDRAULIC SERVOCYLINDEROF FEED WATER PUMP TURBINE

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题的来源和课题研究的背景及意义

1.2 给水泵汽轮机调速系统现状

1.3 国内外对直驱式电液伺服系统的研究现状

1.4 课题的提出及论文的主要工作

第2章 给水泵汽轮机直驱式电液伺服油动机设计

2.1 引言

2.2 给水泵汽轮机直驱式电液伺服油动机的原理

2.3 给水泵汽轮机直驱式电液伺服油动机的组成及结构

2.4 直驱式电液伺服油动机元件的选型及设计

2.5 集成阀块和密闭油箱的设计

2.6 本章小结

第3章 直驱式电液伺服油动机数学模型建立及仿真

3.1 引言

3.2 交流伺服电动机的数学模型

3.3 泵控非对称缸动力机构的建模分析

3.4 直驱式电液伺服系统的数学模型

3.5 直驱式电液伺服油动机特性分析

3.6 直驱式电液伺服油动机系统仿真分析

3.7 本章小结

第4章 直驱式电液伺服油动机系统的实验研究

4.1 引言

4.2 直驱式电液伺服系统实验台的组成

4.3 直驱式装置试验及结果

4.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致 谢