连续回转电液伺服马达泄漏特性的研究.pdfVIP

第五届全国流体传动与控制学术会议暨 2008 年中国航空学会液压与气动学术会议 连续回转电液伺服马达泄漏特性的研究 王晓晶 姜继海 李尚义 (哈尔滨工业大学，流体传动及控制研究室， 哈尔滨 150080) 摘要：连续回转电液伺服马达的内泄漏可提高系统的阻尼比，但降低了系统的刚度及在低速运行时的抗干扰能力， 内泄漏越大，摩擦干扰表现的越明显，导致马达在低速运行时出现低速脉动现象。为了改善连续回转电液伺服马 达的超低速性能，分析了产生内泄漏的原因及其对低速性能的影响，建立了连续回转马达位置伺服系统的数学模 型，通过泄漏实验研究，得到了在不同压差下，泄漏量及泄漏系数的变化规律，并通过摩擦和泄漏综合补偿的复 合控制，改善了连续回转电液伺服马达的低速性能。 关键词：连续回转电液伺服马达；泄漏；低速性能 中图分类号：TH137.51 转子旋转，当叶片运行在定子工作区时，叶片根部 * 0 前言 油腔油液的压力由减压阀进行调控，保证叶片顶部 与定子内曲面的可靠密封，如虚线所示；当叶片运 具有良好的超低速、高频响、宽调速、高精度 行到定子过渡区（定子内曲线过渡段）时，叶片根 部油腔和顶部工作腔油液通过特定的配流机构连 性能的电液伺服系统是高性能仿真转台的必备条件 通。 [1] ，而作为驱动装置，连续回转电液伺服马达的低 速性能是其最关键的技术指标之一, 影响连续回转 电液伺服马达低速性能的因素包括马达的摩擦与泄 漏特性、伺服阀的分辨率、负载的摩擦特性及油源 的压力脉动等，而最主要因素是摩擦转矩干扰及泄 漏特性。摩擦力不仅影响系统的动静态特性, 而且 在速度很低时，存在摩擦力非线性负斜度的情况, 它使系统产生低速脉动及爬行现象[2] [3] ；另外马达 的泄漏降低了系统的刚度，增强了摩擦力矩对马达 低速性的干扰，使系统在低速运行时的抗干扰能力 降低，因此研究马达的泄漏特性成为一个重要的问 图 1 连续回转电液伺服马达工作原理图 题。 2. 内泄漏分析 本文为了改善连续回转电液伺服马达的超低速 性能，分析了产生内泄漏的原因，建立系统的数学 为了保证叶片式连续回转马达的灵活运转,各 相对滑动表面之间要有一定的间隙，当这些间隙处 模型，通过进行泄漏实验，确定泄漏系数的变化规 于高、低压腔之间压力差的作用下,必然会产生内部 律，并进行摩擦及泄漏综合补偿的仿真研究， 为新 泄漏，内泄漏主要包括：叶片顶部与定子内表面之 型连续回转电液伺服马达的研究奠定基础。 间的泄漏；叶片端面与配流盘工作面之间的泄漏； 1. 工作原理 叶片与叶片槽之间的配合间隙的泄漏；转子端面与 配流盘工作面之间的泄漏。外泄漏以及转子端面与 如图 1 所示，由液压泵供给的压力油经电液伺 配流盘工作面之间的内泄漏较为复杂，不予考虑。 服阀流到配油盘径向对称布置的进油口 1、2 ，高压 在马达运转过程中，其内外泄漏量的大小是时 油作用在进油区叶片上产生力矩，并通过叶片推动 变的量，泄漏量的大小会随着马达叶片在定子内曲