功率回馈式矿用液压马达试验台研究

　　0引言

　　根据机械行业标准JB/T8728-1998以及煤炭行业相关标准规定，液压马达出厂试验需要检测马达的压力、流量、输出扭矩、容积效率、总效率等。液压马达属于液压系统动力执行元件，它们直接与负载相连，它的工作状态直接决定着液压系统的工作状态，其在液压系统和相关技术中的作用是关键的。因其容积效率，扭矩大小，压力调整范围等对整个系统静态、动态性能影响非常大，所以必须通过试验检测来保证液压马达的试验质量。

　　液压马达测试系统分为功率回收式和非功率回收式。过去对大功率液压马达，通常直接采用非功率回收的试验方法，经济效果很差，不仅设备复杂，投资高，而且在试验过程中，电能全部转化为热能而且耗散掉(寿命试验时消耗的电能更是十分惊人)。

　　串并联液压补偿功率回收系统中将2台排量相同的双向液压马达轴对起来，一台为被试马达1，一台为加载泵2。补偿泵5是串联补偿;补偿泵6是并联补偿。系统转速的改变主要靠改变补偿泵5的排量来调节，系统压力主要靠改变补偿泵6的排量和调节溢流阀7来改变。泵6主要是补偿被试马达和加载泵之间的流量损耗并提供多余的油液通过溢流阀的节流口，从而实现方便地调节压力，转矩则由补偿泵5调节压力来自动补偿。换向阀8用于改变被试马达的转向。图1是串并联液压补偿功率回收液压马达试验系统原理图。

　　根据上述分析，从节约能源的经济角度和从减少系统发热方面来看，采用功率回馈的试验系统效果显著，特别是对于大功率系统。

　　1矿用液压马达试验台系统原理图

　　根据图1的启示，矿用液压马达试验台采用功率回馈式，设计原理图如图2所示。由于被试马达排量达到4 L/r或者更大流量，所以该系统由4台手动变量泵供油，同时通过改变排量的大小以及开启油泵的数量来对被试元件调速。机械补偿泵组3为系统提供高压油，即补偿系统泄漏，系统压力通过加载阀组12来改变系统压力。换向阀组6、10通过整流回路对系统油路进行切换，采用插装阀能达到动作迅速，响应快。对于一些马达需要带负载启动，在马达出口处有背压溢流阀组13。容积效率是通过流量计算的，流量计14测定通过马达出口的油量。系统中还加入了污染度测量，温度测量，液位控制装置。系统一旦出现堵塞，发出报警，提醒操作者处理相关的污染点;当系统温度过高或过低时，系统也发出报警，并给出油箱油液的温度，提示需要加热或冷却。

　　2试验台测试系统

　　矿用液压马达试验台测试系统的硬件采用PC-PLC-DAQ结构，即工业计算机用于系统的界面，数据处理，报表生成以及部分控制功能，PLC用于系统的逻辑控制，其通过RS485总线与计算机通信，DAQ用于传感器信号采集和模拟量输出。图3为系统控制结构原理图，从图中可以看出，电磁阀通断和变量电机泵组开关的逻辑控制由PLC进行，PLC的输入信号即可以来自操作台按钮信号也可以来自工业计算机。