Problem objętościowego sterowania siłą lub momentem układu elektrohydraulicznego

W pracy przedstawiono wyniki analizy sterowania siłą lub momentem (ciśnieniem) elementu wykonawczego układu elektrohydraulicznego, którego pompę o stałej wydajności geometrycznej napędza silnik indukcyjny (AC) zasilany z falownika napięcia. Uwzględniając, że siła (moment) elementu wykonawczego jest w przybliżeniu proporcjonalna do ciśnienia, dalsze rozważania sprowadzono do sterowania tą wielkością. Sterowanie ciśnieniem realizowano w układzie objętościowym (bez zaworu dławiącego), tj. poprzez zmianę momentu na wale silnika indukcyjnego. Do identyfikacji parametrycznej modelu matematycznego napędu elektrohydraulicznego zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej Box’a, natomiast do sterowania momentem silnika AC – metodę polowo-zorientowaną. Sterowanie ciśnieniem za pomocą zmiany momentu silnika indukcyjnego (sterowanie objętościowe) porównano ze sterowaniem dławieniowym, w układzie z proporcjonalnym zaworem regulacyjnym. Analizowano także charakterystyki sprawności napędu dla różnych wartości obciążeń w stanie ustalonym prędkości obrotowej silnika hydraulicznego. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla napędu pompy z silnikiem indukcyjnym o mocy 2,6 kW.

The analysis results of force or torque (pressure) control of electrohydraulic system, where a constant displacement pump is powered by inverter-fed induction motor, are presented. Taking into consideration that the force (torque) of the hydraulic actuator is approximately proportional to the pressure, all further considerations were brought to controlling value of pressure. Control of pressure in the volumetric control system (without the throttle valve) is done by changing the torque value on the induction motor shaft. The Box’s numerical method of static optimisation has been applied in parametric identification of the drive system while the field-oriented control method was used to control torque value of AC motor. Laboratory results of pressure control method by induction motor torque control were compared with results of throttling control method with proportional valve. The efficiency characteristics for various values of load at steady-state rotational speed of the hydraulic motor were identified. Laboratory tests for the model of the inverter drive system with AC motor of 2,6 kW were conducted.