液压控制系统并联电机泵电流匹配分析

杜英

(上海航天控制技术研究所,上海 201109)

液压控制系统并联电机泵电流匹配分析

杜英

(上海航天控制技术研究所,上海 201109)

为提高液压控制系统可靠性和冗余要求,某型号导弹液压舵机采用两组电机泵并联共同控制四组电液伺服阀、作动筒运动,从而实现对舵面的控制。该液压舵机在装配和振动筛选过程中,出现一组电机电流偏小情况,本文对该现象进行了分析,同时介绍了两组电机泵并联的工作原理、功率、电流、流量分配原则及负载特性,提出了电机泵并联结构装配前的选用原则,为液压系统泵组并联装配提供理论依据。

液压舵机 电机泵 并联 匹配

1 并联电机泵工作原理

某型号液压舵机并联电机泵工作原理图见图1，由图1可知，两组电机泵共同为四个伺服阀供油。主要公式:

(1)并联管路压力相等，总流量为分流量之和

P1=P2=PQ1+Q2=Q

(2)电机的功率等于泵的功率除以效率

其中P1-泵1油液压力;P2-泵2油液压力;Q1-泵1油液流量; Q2-泵2油液流量;Q-系统流量;P-系统油液压力;η1-泵1工作效率;η2-泵2工作效率;U-电机电压;I1-电机1电流;I2-电机2电流。

图1 两电机泵并联工作原理

图2 两组泵工作在系统压力

图3 两组泵工作在系统压力之前(B)和之后(C)

由上公式可以看出，两组电机的电流分配可以转化为2组电机的功率分配，即柱塞泵的流量分配，因此产生电机泵匹配的根本原因是并联泵流量/功率分配不均(如图1)。

2 并联泵功率曲线分析及流量分配差异

图2和图3为两组柱塞泵在A、B、C三种不同工况下的功率曲线示意图。

当两组泵在A工况时工作时，两组功率平均分配，PW1=PW2，这样电机功率也基本平均分配，则电机电流平均，不会出现电流偏小现象。

当两组泵在B工况时工作时，两组功率分配不均，PW1＞PW2，这样电机1分得的功率较大，则电机2可能出现电流偏小现象。

当两组泵在C工况时工作时，两组功率分配不均，PW1＜PW2，这样电机2分得的功率较大，则电机1可能出现电流偏小现象。

3 电机泵实际数据分析

选择实际生产的6套液压舵机相互组合的电机泵数据见表1和表2。

(1)由表1可见，泵1与泵2不匹配，与泵3匹配，分析该组数据得，泵1与泵3在19MPa时功率比泵1与泵2更接近，所以电流差异不大。

(2)由表2可见，泵4与泵5不匹配，与泵6匹配，分析该组数据得，泵4与泵6在19MPa时功率比泵4与泵5更接近，所以电流差异不大。

通过实际数据对比可以看出与理论分析相符。

4 结论和建议

由以上数据分析得，产生1组电流超差的主要原因是柱塞泵功率曲线不匹配，因此在系统装配时应先根据泵的选择流量与效率比最接近的参数配对1、2组电机泵。

[1]李洪人.液压控制系统[M].北京:国防工业出版社,1981.

[2]许贤良.液压传动系统[M].北京:国防工业出版社,2006.

表1 泵1、泵2、泵3参数对比分析

表2 泵4、泵5、泵6参数对比分析