本發(fā)明涉及液壓泵馬達(dá)可靠性試驗裝置，尤其涉及一種電功率回收型液壓泵馬達(dá)可靠性試驗裝置及方法。

背景技術(shù)：

液壓泵和液壓馬達(dá)作為液壓系統(tǒng)的核心零部件，其可靠性直接影響著整個系統(tǒng)的安全性。液壓泵馬達(dá)可靠性試驗具有試驗周期長和能耗大的特點，其測試平臺通常基于功率回收方式開發(fā)。目前，國內(nèi)高校和企業(yè)在可靠性試驗裝置上常采用機械或液壓補償功率回收方式，回收效率高，但對于被試液壓泵和被試液壓馬達(dá)的排量及轉(zhuǎn)矩有嚴(yán)格的匹配要求，測試范圍受到限制，適用于固定類型產(chǎn)品的可靠性試驗。而電功率回收方式功率范圍大、加載方式簡單且通用性強，可實現(xiàn)多種型號液壓泵馬達(dá)的可靠性試驗，在多型號多種類液壓泵馬達(dá)可靠性測試場合比機械和液壓補償功率回收方式更有優(yōu)勢，傳統(tǒng)的電功率回收方式為了滿足被測對象的流量匹配，存在溢流功率損失。因此，如何提高電功率回收型液壓泵和液壓馬達(dá)可靠性試驗裝置測試效率、減少能量損耗、增大被測對象范圍已經(jīng)成為亟待解決的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種新型的高效節(jié)能且通用性高的電功率回收型液壓泵馬達(dá)可靠性試驗裝置及方法。

為實現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)方案：本發(fā)明主要包括整流單元、直流母線排、逆變單元Ⅰ、逆變單元Ⅱ、逆變單元Ⅲ、異步伺服電機Ⅰ、異步伺服電機Ⅱ、異步伺服電機Ⅲ、被試液壓泵、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅲ、流量傳感器Ⅰ、流量傳感器Ⅱ、流量傳感器Ⅲ、流量傳感器Ⅳ、單向閥、換向閥、比例溢流閥、三位四通換向閥、溫度傳感器Ⅰ、溫度傳感器Ⅱ、被試液壓馬達(dá)、雙向液壓泵、油箱，整流單元與直流母線排連接為其提供穩(wěn)定且可控電壓的電源；直流母線排與逆變單元Ⅰ一端連接為其提供所需電能，逆變單元Ⅰ另一端與異步伺服電機Ⅰ相連，基于矢量控制技術(shù)對異步伺服電機Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制；異步伺服電機Ⅰ的輸出端與被試液壓泵同軸相連，被試液壓泵吸油口與油箱相連，被試液壓泵的出油口分別與三位四通換向閥的P油口、換向閥一端相連；被試液壓馬達(dá)的兩個工作油口分別與三位四通換向閥相連，并在兩個工作油口處分別設(shè)有壓力傳感器Ⅱ、溫度傳感器Ⅰ和壓力傳感器Ⅲ、溫度傳感器Ⅱ；被試液壓馬達(dá)與異步伺服電機Ⅱ同軸連接，異步伺服電機Ⅱ通過逆變單元Ⅱ與直流母線排相連；換向閥的另一端與雙向液壓泵一個油口相連，雙向液壓泵另一個油口與油箱相連，雙向液壓泵與異步伺服電機Ⅲ同軸連接，異步伺服電機Ⅲ通過逆變單元Ⅲ與直線母線排連接；換向閥、雙向液壓泵、異步伺服電機Ⅲ和逆變單元Ⅲ組成輔助系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，在被試液壓泵的出油口處設(shè)有流量傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅰ和單向閥；被試液壓泵的泄漏油口處設(shè)有流量傳感器Ⅲ。

進(jìn)一步的，三位四通換向閥的P油口處設(shè)有流量傳感器Ⅱ。

進(jìn)一步的，被試液壓馬達(dá)的泄漏油口與油箱相連并在泄露油口處設(shè)有流量傳感器Ⅳ。

進(jìn)一步的，三位四通換向閥的T油口處設(shè)有比例溢流閥，比例溢流閥的另一端與油箱相連，為被試液壓馬達(dá)提供背壓。

本發(fā)明所述使用方法，當(dāng)被試液壓泵的試驗流量小于被試液壓馬達(dá)的試驗流量時，換向閥不得電，通過逆變單元Ⅲ控制異步伺服電機Ⅲ驅(qū)動雙向液壓泵，向系統(tǒng)輸入高壓油，此時系統(tǒng)為雙泵合流驅(qū)動被試液壓馬達(dá)；當(dāng)被試液壓泵的試驗流量大于被試液壓馬達(dá)的試驗流量時，換向閥得電，被試液壓泵輸出高壓油一路驅(qū)動被試液壓馬達(dá)，另一路驅(qū)動雙向液壓泵，通過逆變單元Ⅱ和逆變單元Ⅲ的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)被試件流量匹配和系統(tǒng)加載的功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：利用雙向液壓泵和異步伺服電機Ⅲ組成的輔助系統(tǒng)實現(xiàn)被試液壓泵和液壓馬達(dá)的流量匹配，既可以滿足雙泵合流驅(qū)動被試液壓馬達(dá)工況，又可以減少溢流功率的損失，大大提高了可靠性試驗裝置的測試范圍和測試效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。

附圖標(biāo)號：1-整流單元，2-直流母線排，3.1-逆變單元Ⅰ，3.2-逆變單元Ⅱ，3.3-逆變單元Ⅲ，4.1-異步伺服電機Ⅰ，4.2-異步伺服電機Ⅱ，4.3-異步伺服電機Ⅲ，5-被試液壓泵，6.1-壓力傳感器Ⅰ，6.2-壓力傳感器Ⅱ，6.3-壓力傳感器Ⅲ，7.1-流量傳感器Ⅰ，7.2-流量傳感器Ⅱ，7.3-流量傳感器Ⅲ，7.4-流量傳感器Ⅳ，8-單向閥，9-換向閥，10-比例溢流閥，11-三位四通換向閥，12.1-溫度傳感器Ⅰ，12.2-溫度傳感器Ⅱ，13-被試液壓馬達(dá)，14-雙向液壓泵，15-油箱。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖1所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖中，本發(fā)明主要包括整流單元1、直流母線排2、逆變單元Ⅰ3.1、逆變單元Ⅱ3.2、逆變單元Ⅲ3.3、異步伺服電機Ⅰ4.1、異步伺服電機Ⅱ4.2、異步伺服電機Ⅲ4.3、被試液壓泵5、壓力傳感器Ⅰ6.1、壓力傳感器Ⅱ6.2、壓力傳感器Ⅲ6.3、流量傳感器Ⅰ7.1、流量傳感器Ⅱ7.2、流量傳感器Ⅲ7.3、流量傳感器Ⅳ7.4、單向閥8、換向閥9、比例溢流閥10、三位四通換向閥11、溫度傳感器Ⅰ12.1、溫度傳感器Ⅱ12.2、被試液壓馬達(dá)13、雙向液壓泵14、油箱15，整流單元與直流母線排連接為其提供穩(wěn)定且可控電壓的電源；直流母線排與逆變單元Ⅰ一端連接為其提供所需電能，逆變單元Ⅰ另一端與異步伺服電機Ⅰ相連，基于矢量控制技術(shù)對異步伺服電機Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制；異步伺服電機Ⅰ的輸出端與被試液壓泵同軸相連，被試液壓泵吸油口與油箱相連，被試液壓泵的出油口分別與三位四通換向閥的P油口、換向閥一端相連；被試液壓馬達(dá)的兩個工作油口分別與三位四通換向閥相連，并在兩個工作油口處分別設(shè)有壓力傳感器Ⅱ、溫度傳感器Ⅰ和壓力傳感器Ⅲ、溫度傳感器Ⅱ；被試液壓馬達(dá)與異步伺服電機Ⅱ同軸連接，異步伺服電機Ⅱ通過逆變單元Ⅱ與直流母線排相連；換向閥的另一端與雙向液壓泵一個油口相連，雙向液壓泵另一個油口與油箱相連，雙向液壓泵與異步伺服電機Ⅲ同軸連接，異步伺服電機Ⅲ通過逆變單元Ⅲ與直線母線排連接；換向閥、雙向液壓泵、異步伺服電機Ⅲ和逆變單元Ⅲ組成輔助系統(tǒng)。

在被試液壓泵的出油口處設(shè)有流量傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅰ和單向閥；被試液壓泵的泄漏油口處設(shè)有流量傳感器Ⅲ。

三位四通換向閥的P油口處設(shè)有流量傳感器Ⅱ。

被試液壓馬達(dá)的泄漏油口與油箱相連并在泄露油口處設(shè)有流量傳感器Ⅳ。

三位四通換向閥的T油口處設(shè)有比例溢流閥，比例溢流閥的另一端與油箱相連，為被試液壓馬達(dá)提供背壓。

本發(fā)明的具體工作過程如下：

當(dāng)被試液壓泵的試驗流量小于被試液壓馬達(dá)的試驗流量時。試驗開始，兩位兩通換向閥處于失電狀態(tài)，三相交流電經(jīng)過整流單元轉(zhuǎn)換為直流電，為直流母線排供電；逆變單元Ⅰ將直流母線排上的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，為異步伺服電機Ⅰ供電，異步伺服電機Ⅰ驅(qū)動被試液壓泵；逆變單元Ⅲ將直流母線排上的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，為異步伺服電機Ⅲ供電，異步伺服電機Ⅲ驅(qū)動雙向液壓泵，通過換向閥向系統(tǒng)輸入高壓油；被試液壓泵和雙向液壓泵合流驅(qū)動被試液壓馬達(dá)；通過逆變單元Ⅱ?qū)Ξ惒剿欧姍CⅡ恒轉(zhuǎn)矩控制，實現(xiàn)對被試液壓馬達(dá)加載的效果，并將回收的交流電轉(zhuǎn)換為直流電回饋至直流母線排上。

當(dāng)被試液壓泵的試驗流量大于被試液壓馬達(dá)的試驗流量時。試驗開始，兩位兩通換向閥處于得電狀態(tài)，三相交流電經(jīng)過整流單元轉(zhuǎn)換為直流電，為直流母線排供電；逆變單元Ⅰ將直流母線排上的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，為異步伺服電機Ⅰ供電，異步伺服電機Ⅰ驅(qū)動被試液壓泵；被試液壓泵輸出壓力油，一路通過三位四通換向閥驅(qū)動被試液壓馬達(dá)，另一路通過換向閥驅(qū)動雙向液壓泵，此時雙向液壓泵運行在馬達(dá)工況；通過逆變單元Ⅱ?qū)Ξ惒剿欧姍CⅡ恒轉(zhuǎn)速控制，使被試液壓馬達(dá)以恒定試驗轉(zhuǎn)速運行，通過逆變單元Ⅲ對異步伺服電機Ⅲ恒轉(zhuǎn)矩控制，實現(xiàn)對雙向液壓泵加載的效果，從而達(dá)到系統(tǒng)調(diào)壓的目的。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。