基于虚拟仪器的高压液压泵试验台测试系统设计

　　引 言

　　高压液压泵试验台主要用于泵的性能测试,用来测定泵在试验过程中的压力、流量、温度、扭矩、转速等参数的量值及其变化、泵的特性曲线等。早期泵试验台的测 试系统大都由分立的模拟仪表组成,其功能单一,实时性、准确性、可控性较差,测试精度低,不能对新型液压泵特别是航空高压液压泵进行测试。

　　由于高精度液压附件的使用以及精确测量与控制的需要,测试设备已向应用计算机技术的设计方向发展。它具有测试精度高、测试速度快、性价比高、测试的重复性 和可靠性高及适宜在线动态测试等特点。按照高压泵的试验要求,建立了一套基于虚拟仪器技术的测试系统,具有实时控制、工况转换、信号采集、显示和分析等功 能。整个系统由拖动系统、液压回路、测试硬件系统、测试系统软件等四部分组成。包括各种传感器、滤波放大与信号处理元件、微控制器、计算机、相关软件等。

　　1 液压回路

　　根据高压泵的检测项目,对液压加载系统进行了详细的设计。为保证被试泵的吸油压力,采用低压大流量定量叶片泵进行增压,增压压力用溢流阀和旁路节流阀调 节。被试泵的流量由比例阀调节,可实现远程调节,同时在泵出口管路上安装了响应时间小于0.5 s的二位二通阀,实现被试泵从一种状态到另一种状态之间循环变化的要求。另外,为消除电磁阀快速转换过程中产生的压力冲击,在泵出口处安装容积为1.6 L的蓄压器。泵在试验过程中,进口工作液温度要保持在某一恒定温度,而泵的功率大部分以热能形式消耗,会使工作液温度急剧升高,所以系统需安装散热器来控 制温度,通过计算,选用的散热器散热面积20 m2,散热介质为水,且水的流量为180 L/min,能满足试验要求。图1为该系统的液压控制回路,它主要由比例液压阀、油滤、扭矩仪、各类阀门、增压油箱、大功率散热器、产品试验安装座、各类 辅材等组成。

　　2 拖动系统

　　拖动系统如图2所示。直流调速装置采用SI-EMENS 6RA7088-6KS22(一套)四象限全数字直流调速装置DC400 V/850 A,该装置可适用于400V/280 kW直流电机;直流调速系统采用SIEMENS脉冲编码器作为速度反馈(脉冲数1 000以上),构成速度闭环,以满足电机速度精度;直流调速装置由柜体/进线电抗器/主断路器/主接触器等组成,同时增加相关控制、连锁及保护装置;齿轮 为英国DAV-IDBROWN公司生产、轴承为德国进口轴承;增速齿轮箱输出功率:300 kW;直流调速电机转速采用模拟给定和计算机通信给定两种模式。

　　3 测试系统硬件

　　系统总体体系结构(图3)必须在满足要求的前提下具有一定的先进性、通用性和可扩展性(即开放性)等基本要求,我们采用PC-DAQ技术,完成现场各种传感器数据的采集、各种执行机构的控制,试验任务间的切换等功能。