液压伺服控制系统的优缺点
时间:2021-05-19 16:28:36 来自:航宇机电
液压伺服控制系统的优缺点
液压伺服控制具有很多优点,从而使它获得了广泛的应用。但也存在一些缺点,这些缺点限制了它的应用。
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为了说明这一点,现将液压元件与电气元件作一比较。电气元件的最小尺寸取决于最大的有效磁通密度和功率损耗所产生的发热量(与电流密度有关)。最大有效磁通密度受磁性材料的磁饱和限制,而发热量散发又比较困难。因此电气元件的结构尺寸比较大,功率-重量比和力矩-惯量比小。液压元件功率损耗所产生的的热量可由油液带到散热器去散发,它的尺寸主要取决于最大工作压力。由于最大工作压力可以很高(目前可达32MPa),所以液压元件的体积小、重量轻,而输出的力或力矩很大,使功率-重量比和力矩-惯量比(或力-质量比)大。一般液压泵的重量只是同功率电动机重量的10%-20%,尺寸约为后者的12%-13%。液压马达的功率-重量比一般为相当容量电动机的10倍,而力矩-惯量比为电动机的10~20倍。
由于液压系统中油液的体积弹性模量很大,由油液压缩性形成的液压弹簧刚度很大,而液压动力元件的惯量比又比较小,所以由油液弹簧刚度和负载惯量耦合成的液压固有频率很高,故系统的响应速度快。与液压系统具有相同压力和负载的气动系统,其响应速度只有液压系统的1/50。
由于液压固有频率高,允许液压伺服系统特别是电液伺服系统有较大的开环放大系数,因此可以获得较高的精度和响应度。另外,由于液压系统中油液的压缩性很小,同时泄露也很小,故液压动力元件的速度刚度大,组成闭环系统时其位置刚度也大。电动机的开环速度刚度约为液压马达的1/5,电动机的位置刚度接近于零。因此,电动机只能用来组成闭环位置控制系统,而液压马达(或液压缸)却可以用来进行开环位置控制,当然闭环液压位置控制系统的刚度比开环时要高得多。气动系统由于气体可压缩性的影响,其刚度只有液压系统的1/400。
①液压元件,特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差,对工作油液的清洁度要求高。
综上所述
液压伺服系统体积小、重量轻、控制精度高、响应速度快。
这些优点对伺服系统来说是极其重要的。
除此之外,还有一些优点:如液压元件的润滑性好、寿命长;调速范围宽、低速稳定性好;借助油管动力传输比较方便;借助蓄能器,能量储存比较方便;液压执行元件有直线位移式和旋转式两种,增加它的适应性;过载保护容易;解决系统温升问题比较方便等。
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