某电液伺服系统断电保护装置的研制

　　泵控马达组成的容积调速系统将电气和液压有机结合起来，它综合了两方面的优点，既具有快速易调和高精度的响应能力，又能控制大惯量实现大功率运动，被广泛应用于国民经济的各个部门，特别是大功率、快速、精确反应的控制场合。如国防工业: 飞机上的操纵系统，火力系统中的雷达与火炮的跟踪控制，民用工业: 机床，动力，车辆工程，矿山机械等。

　　在某型装备伺服系统设计中，选择了泵控马达位置伺服系统方案。在满足性能、功能要求的前提下，考虑到系统可靠、安全运行，加入了断电保护装置。经过多方案的对比及试验台实验，最终选择组合阀式断电保护装置。该装置主要解决断电、失控情况下的安全性难题。在断电、失控等情况发生时，负载以极大的速度和惯性向机械限位冲击，极大的惯性会撞坏机械限位、甚至拧断电缆，某些情况下有可能威胁人身安全。

　　作者对电液伺服系统断电、失控机理进行分析，采取针对性措施，设计了断电保护装置，经过加工、装配，在液压实验台上进行了功能、性能试验。

　　1 断电、失控机理分析

　　1. 1 断电机理分析

　　文中研究的泵控马达位置伺服系统原理图见图1，系统内环是由控制器、电子放大器、电液伺服阀、变量泵斜盘及斜盘角度检测装置等组成的阀控油缸位置环，外环由阀控油缸位置环、变量泵、马达、测速机、位置检测装置、位置环控制器等组成。

　　为了便于进行断电保护分析，将系统原理图简化为系统原理框图，见图2。

　　系统所需电源如下: 动力电源380 V、50 Hz，参考电源400 Hz、115 V。断电可分3 种情况: 动力电断电，参考电源不断; 动力电不断，参考电源断电;动力电源、参考电源均断电。变量泵斜盘位置反馈元件、负载位置反馈元件、控制器上位置反馈检测器件等3 处用到400 Hz、115 V 参考电源，系统其他电源均直接或间接利用380 V 动力电。下面对上述3 种情况逐一分析:

　　( 1) 动力电断电，参考电源不断。此情况下，电机断电惯性滑行，控制器的驱动电源断电，控制器无输出，电子放大器无输出，伺服阀处于不受控状态，此时伺服阀应复位处于中位。变量泵斜盘处于固定位置，负载处于 “惯性滑行”状态。

　　( 2) 动力电不断，参考电源断电。此情况下，电机仍然有电，高速旋转，参考电源断电，变量泵斜盘的位置采集信号、负载位置采集信号等为随机状态，系统处于开环不受控状态，造成系统 “飞车”的可怕后果。

　　( 3) 动力电、参考电源均断电。此时系统不受控，负载处于“惯性滑行”状态。上述3 种情况，会导致系统出现两种状态，这两种状态均是不能容忍的。“惯性滑行”有可能碰坏系统的机械限位装置; “飞车”不仅可能会碰坏系统的机械限位装置，还有可能导致操作人员的人身伤害。