閥泵聯合控制液壓馬達速度伺服系統

對于大功率速度伺服系統，傳統的閥控形式無法解決溢流損失造成的系統溫升高、散熱難的問題。因此必須采用效率較高的容積控制系統以解決發熱量大的問題，但容積控制系統雖然效率較高，可動態性能較差，不適于高精度的場合。因此研究一種動態性能好、精度高、適于大功率場合的液壓馬達速度伺服系統成為必要。該類系統按其結構形式和控制方式的不同分為以下兩種類型：①閥泵串聯控制液壓馬達速度調節系統(見圖57和圖58)；②閥泵并聯控制液壓馬達速度調節系統(見圖59)。

(1)閥泵串聯控制液壓馬達速度調節系統。這種系統在伺服變量泵和液壓馬達之間再用一個電液伺服閥來控制泵的輸出流量。圖57為用同一指令同時控制伺服閥和液壓泵的系統形式。系統用同一誤差信號來控制伺服閥開度和變量泵的斜盤傾角，因斜盤傾角變化速度低于伺服閥開口的變化速度，故用一個給定信號y來保證液壓泵時刻都有一個固定輸出Q₀。這個Q₀應足以滿足執行機構瞬時加速度和速度的要求，即Q₀要足夠大}另一方面，當負載需求量較小時，Q₀的大部分將以溢流閥調定的壓力流回油箱，造成能量的無用損耗，并引起系統溫度的升高，故要求Q₀盡量小。因此γ的選擇是本系統設計的關鍵之一，γ的選擇要視具體指標而定，如執行機構初始速度的要求，系統長期工作溫升的要求等。

閥泵串聯控制的另一種形式如圖58所示。系統的工作原理為：變量泵斜盤變量機構的控制信號取自能源壓力和負載壓力之差，使能源壓力跟隨負載壓力的變化，這樣可以消除恒壓油源的溢流損失，并減少壓力油通過伺服閥的節流損失以及系統和液壓泵的泄漏損失。液壓泵也必須有一個高于負載壓力的設計信號△，當泵出口壓力高于負載壓力時，經比較后得到的差值再與△比較。比△小時，泵控調節子系統將使液壓泵斜盤傾角加大；差值比△大時，使液壓泵斜盤傾角減小；差值與△相等時，斜盤傾角不變，保證定壓差下的流量輸出。在系統有一控制指令時，直接控制電液伺服閥的輸出流量，來保證液壓馬達的瞬態性能。

這兩種結構的閥泵串聯控制有如下特點：①變量液壓泵和串聯伺服閥的輸出流量在控制過程中可同時調節；②工作過程中，伺服閥前工作壓力必須保持其額定值。圖57中通過γ值設定，圖58中通過△值設定。這種系統在節能方面比普通閥控伺服系統好，尤其是圖58的系統節能效果更加顯著，其他性能方面與普通閥控系統基本一致。

(2)閥泵并聯控制液壓馬達速度調節系統。該系統（見圖59）將電液伺服閥的輸出流量與可控變量泵的輸出流量合起來控制液壓馬達轉速。在動態調節過程中，主要由電液伺服閥瞬時控制輸出流量，閥控系統的快速響應特性使系統輸出盡快恢復到期望值，保證了系統具有良好的動態調節性能，達到了急則治標的功效；達到穩態過程后，伺服閥關閉，變量伺服泵根據系統的實際需要提供流量，這時又充分發揮了泵控回路緩慢調節的作用，消除了偏差，從而使系統具有較好的靜態性能，因而這種結構在保證快速性的同時也有較高的傳動效率。根據理論分析，這種系統的傳動效率幾乎接近泵控系統本身，而動態過程基本接近閥控系統，因此，部分地解決了大功率、高性能、高效率伺服控制系統的矛盾——快速響應和節能之間的矛盾，是未來液壓馬達速度伺服系統的發展方向。