6.2 速度控制回路

液压传动矿业工程系1速度控制回路-调速回路速度控制回路是调节和变换液压执行元件速度。调速回路是调节执行元件运动速度的回路。（液压缸）（液压马达)液压缸：改变活塞有效作用面积困难液压缸：改变活塞有效作用面积困难液压马达：改变马达排量较为容易改变几何参数定量泵节流调速变量泵容积调速定量泵变转速调速改变输入流量2速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路改变输入执行元件的流量，必须在泵的出口旁接一条支路，泵多余的流量溢流回油箱。这种定量泵节流调速回路由定量泵、执行元件、流量控制阀、溢流阀组成。流量控制阀安放位置进油节流调速回油节流调速旁路节流调速3速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路1、进油、回油节流调速回路4一、定量泵节流调速回路1、进油、回油节流调速回路5速度负载特性速度控制回路-调速回路速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路1、进油、回油节流调速回路速度负载特性6

v与AT成正比，调节AT可实现无级调速；

v随FL的增加按抛物线规律下降；

FL越小、v越高、kv越高，增大ps和A1，可提高速度和速度刚度。速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路功率特性71、进油、回油节流调速回路溢流损失节流损失速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路1、进油、回油节流调速回路（p141）回油节流调速回路回油腔有一定背压，故液压缸能承受负值负载，且运动速度比较平稳；实现程序控制的压力信号采取方法不同。进油节流调速进油腔压力随负载变化，进油节流调速中工作部件运动碰到死挡铁后，液压缸进油腔压力上升至溢流阀调定压力；回油节流调速回油腔压力随负载变化，回油节流调速中工作部件运动碰到死挡铁后，回油腔压力下降至零。

回油节流调速回路中，油液经节流阀发热后回油箱冷却，对系统泄漏影响小；8速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路1、进油、回油节流调速回路

进油节流调速回路中，启动时可减小或避免压力冲击；

这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流调速回路，并在回油路上加背压阀。9速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路2、旁路节流调速回路10速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路2、旁路节流调速回路速度负载特性11负载增加，速度显著下降；负载越大，速度刚性越大；节流口越小，速度刚性越大。速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路2、旁路节流调速回路功率特性12速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路2、旁路节流调速回路速度受负载变化的影响大，在小负载或高速时，曲线陡，回路的速度刚性差；在不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承载能力。AT越大，Fmax越小，回路的调速范围受到限制；只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高；一般用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。13速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路3、改善调速阀的调速回路14速度控制回路-调速回路一、定量泵节流调速回路3、改善调速阀的调速回路负载变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀的作用，通过调速阀的流量基本稳定，速度刚性大；旁通型节流阀只能用于进油节流调速回路中，供油压力随负载而变化，功率损失小，效率高；低速稳定性较差；采用电液比例流量阀替代普通流量调速阀，可形成回路的闭环控制，速度稳定性和精确度大为提高，可实现远程控制。15速度控制回路-调速回路二、变量泵容积调速回路容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的排量来调节执行元件的速度。由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。手动调节容积调速回路自动调节容积调速回路改变排量方法16速度控制回路-调速回路二、变量泵容积调速回路1、手动调节容积调速回路回路中变量泵或马达的排量通过人为调节，改变执行元件的运动速度和转速，无溢流损失和节流损失，效率高，根据油液循环方式分为开式回路和闭式回路。17（１）开式容积调速回路回路通过改变液压泵的排量，对液压缸进行调速；在回路中溢流阀做安全阀用，限定系统的最高压力，只在过载时打开，起安全保护作用。结构简单，油液在油箱中冷却充分，发热量小，但油箱体积较大，并且由于是开式系统，空气和杂质容易混入，从而使系统的可靠性减低，影响正常工作。速度控制回路-调速回路闭式回路多为泵—马达回路，按变量元件的不同，常分为三种形式：变量泵—定量马达回路定量泵—变量马达回路变量泵—变量马达回路（２）闭式容积调速回路速度控制回路-调速回路（1）变量泵—定量马达回路

速度刚性：受负载变化影响的原因随着负载增加，因泵和马达的泄漏增加，致使马达输出转速下降。死区：因泵和马达的泄漏，存在死区。变量原理：通过改变泵的排量Vp以实现调速。速度特性：nM=npVp/VM表明马达的转速nM与变量泵Vp的排量成正比

.转矩特性：TM=VMΔp/2π由于Δp取决于负载转矩，不随调速而变化，当负载恒定时，马达输出转矩TM理论上是恒定的，回路常称为恒转矩调速回路。功率特性：PM=TM2πnM=TM2πnpVp/VM表明输出功率PM与变量泵Vp的排量成正比。调速范围：Rc≈40速度控制回路-调速回路（2）定量泵—变量马达回路

变量原理：通过改变马达的排量VM以实现调速。速度特性：nM=npVp/VM表明马达的转速nM与变量马达的VM的排量成反比

.转矩特性：TM=VMΔp/2π表明马达输出转矩TM与变量马达的VM的排量成正比。功率特性：PM=TM2πnM=ΔpnpVp＝Δpqp由于Δp不随调速而变化，qp也为常

数，故该回路为恒功率调节。调速范围:Rc≈3～4速度刚性和死区：同前分析。其它：该调速回路，如果用变量马达来换向，在换向的瞬间要经过“高转速—零转速—反向高转速”的突变过程，所以，不宜用变量马达来实现平稳换向，且调速范围小，故很少单独使用速度控制回路-调速回路（3）变量泵—变量马达回路调速过程：在低速段：先将马达排量调至最大，用变量泵调速，相当于变量泵—定量马达回路。处于恒转矩状态（恒转矩调节），同时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩，高速段：泵达到最大排量，用变量马达调速，相当于定量泵—变量马达回路。马达处于恒功率状态（恒功率调节）。调速范围：由于泵和马达的排量都可调，扩大了调速范围，一般Rc≤100

速度控制回路-调速回路快速和速度换接回路一、快速运动回路使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高生产率或充分利用功率实现方式差动缸双泵供油充液增速蓄能器23快速和速度换接回路一、快速运动速度结构简单，应用较多；差动连接与非差动连接速度比：A1:(A1-A2)；241、液压缸差动连接快速运动回路快速和速度换接回路一、快速运动速度卸载阀和溢流阀的设定压力分别为双泵供油和小流量泵供油的最高工作压力；效率较高；常用于执行元件快进和工进速度相差较大的场合。252、双泵供油快速运动回路快速和速度换接回路一、快速运动速度3、充液增速回路用于垂直运动部件质量较大的液压系统；充液箱常被充压油箱代替，实现强制充液。⑴

自重充液快速回路26快速和速度换接回路一、快速运动速度3、充液增速回路功率利用比较合理；增速比受增压缸尺寸限制，结构比较复杂；⑵

增速缸的增速回路27快速和速度换接回路一、快速运动速度3、充液增速回路⑶采用辅助缸的快速运动回路28回路简单易行，效率较高；常用于冶金机械。快速和速度换接回路一、快速运动速度4、采用蓄能器的快速运动回路常用于间歇工作且停留时间较长、或存在快慢两种工作速度的液压设备；回路效率较高；29快速和速度换接回路二、速度换接回路用于切换执行元件的速度，换接过程要求平稳，换接精度要求高。切换前后速度不同快速-慢速慢速-慢速30快速和速度换接回路二、速度换接回路1、快、慢速换接回路⑴

用行程阀（电磁阀）的速度换接回路切换过程比较平稳，换接点位置准确；安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂；采