Funktionsprinzip der Servomotorpumpe

Die Servopumpe ist ein neues Produkt zur hydraulischen Drehzahlregelung, das vor kurzem auf den Markt gekommen ist. Sie besteht aus einem Servomotor (entweder AC oder DC) und einer hydraulischen quantitativen oder variablen Pumpe. Servomotor-Pumpen bilden die Stromquelle des hydraulischen Systems bietet die Verwendung von Elektromotor Drehzahlregelung Methode zur Durchführung der hydraulischen Systemfluss Regulierung, aufgrund der Regulierung Prozess anstelle von Hydraulikpumpe variable Steuerventile (Pumpe-gesteuerte Druckventile, lastabhängige Ventile, Leistungsregelung Ventile, Proportionalventile oder Schalten digitale Ventile, etc.), oder anstelle von hydraulischen Steuerventile, um die Geschwindigkeit des hydraulischen Systems zu regulieren, um den Druckverlust zu reduzieren, so dass die Strömung der Regulierung der Prozess der Energieeinsparung.

Der Servomotor eignet sich sowohl für den Vorwärts- als auch für den Rückwärtslauf und bietet einen reibungslosen Betrieb. Seine Reaktionszeit erfüllt die Anforderungen einiger industrieller Anwendungen, z. B. in der Kunststoffmaschinenindustrie. Daher hat die Kombination aus Servomotor, Antrieb und Innenzahnradpumpe zur Entwicklung von High-End-Produkten für die Drehzahlregelung geführt. Diese Geräte sind für verschiedene Arten von Maschinen geeignet. Dazu gehören Kunststoffmaschinen, Druckgussmaschinen und Schuhledermaschinen. Darüber hinaus eignen sie sich für Textilmaschinen, hydraulische Pressen und Wasserbaumaschinen. Er eignet sich besonders für Maschinen mit hohem Energieverbrauch, die dringend einer energiesparenden Umrüstung bedürfen. In dieser Hinsicht sind die Produkte aus Japan und Deutschland ausgereifter und haben auf dem Markt eine beträchtliche Markenwirkung entfaltet.

Der Aufbau eines Scheibenläufer-AC-Servomotors besteht aus vier Teilen: dem äußeren Stator, dem Scheibenläufer, dem inneren Stator und dem Impulszähler. Abbildung 2-9 zeigt nur den Rotorteil, der sich von einem unidirektionalen Induktionsmotor unterscheidet.

Der offensichtlichste Unterschied zwischen den beiden ist, dass sie eine Steuerwicklung in der Servomotorwicklung haben. Der Hersteller fertigt den Rotor aus einem nichtmagnetisch leitenden Material (z. B. Kupfer), während der innere Stator als Magnetkreis fungiert. Die Erregerwicklung wird durch die Steuerspannung U der Steuerwicklung gesteuert. Wenn man die Steuerspannung \( U \) an die Erregerwicklung anlegt, erzeugt sie ein zweiphasiges magnetisches Drehfeld in Reihe mit dem Kondensator. Durch geeignete Wahl der Kapazität kann man die Stromphasendifferenz zwischen den beiden Wicklungen auf annähernd 90° bringen. Dieses magnetische Drehfeld kann dann als die Synthese zweier kreisförmiger magnetischer Drehfelder betrachtet werden. Die Geschwindigkeit dieser beiden kreisförmigen magnetischen Drehfelder ist jedoch die gleiche, die Richtung ist entgegengesetzt, aber die Amplitude ist nicht gleich.

Zu diesem Zeitpunkt schneiden sie das Potenzial und den Strom, die von der Rotorwicklung induziert werden. Das von ihnen erzeugte elektromagnetische Drehmoment weist in die entgegengesetzte Richtung und ist unterschiedlich groß (der vordere Rotor erfährt ein größeres Drehmoment, während der hintere Rotor ein kleineres Drehmoment erfährt). Folglich ist das synthetische Drehmoment nicht gleich Null, was dazu führt, dass sich der Servomotor in Richtung des vorderen Magnetfelds dreht. Mit der Verstärkung des Steuerwicklungssignals \( U \) nähert sich das Magnetfeld einem Kreisfeld. Folglich nehmen das vorwärts gerichtete Magnetfeld und sein Drehmoment zu, während das rückwärts gerichtete Magnetfeld und sein Drehmoment abnehmen. Dieser Anstieg des synthetischen Drehmoments führt zu einem Anstieg der Rotordrehzahl, vorausgesetzt das Lastmoment bleibt konstant.

Wenn sich die Phase von \( U \) ändert, z. B. durch eine Verschiebung um 180° (Polaritätswechsel), dreht sich das rotierende Magnetfeld in die entgegengesetzte Richtung. Infolgedessen kehrt auch das erzeugte synthetische Drehmoment seine Richtung um, was zur Folge hat, dass der Servomotor seine Drehrichtung umkehrt. Fällt das Steuersignal weg und wird nur die Erregerwicklung mit Strom versorgt, erzeugt der Servomotor ein pulsierendes Magnetfeld. Dies geschieht, weil dem erzeugten Magnetfeld das Steuersignal fehlt. Das synthetische Drehmoment \( T \), das von den positiven und negativen magnetischen Drehfeldern erzeugt wird, die sich in das pulsierende Magnetfeld aufteilen, zeigt in die der Drehrichtung entgegengesetzte Richtung. Folglich hält der Motor sofort an, wenn Sie die Spannung der Steuerwicklung auf Null setzen. Dies ist der Mechanismus der Drehzahlregelung von Servomotoren.

Die Entwickler entwickeln Servomotoren in Richtung integrierter Konstruktionen, einschließlich bürstenloser Gleichstrommotoren und Permanentmagnet-Synchronmotor-Systeme. Diese integrierten Motoren werden zum Mainstream bei der Drehzahlregelung und bei Servoanwendungen. Abbildung 2-10 zeigt außerdem die Kennlinien von Servopumpen-Kraftwerken. Und die Pulsweitenmodulation (PWM) ist die Grundlage der Digitalisierung der Motorsteuerung.

Ein elektrohydraulisches Servo-Energiesparsystem kann mehrere Hauptkomponenten umfassen. Es besteht aus einem elektrohydraulischen Servoantrieb und einem dreiphasigen AC-Dauermagnet-Synchronmotor. Außerdem verfügt das System über eine professionelle Hochleistungs-Servopumpe und einen Drucksensor sowie weitere Komponenten. Durch den Einsatz von Vektorsteuerung, schwacher magnetischer Steuerung und einem speziellen PID-Regelalgorithmus kann das System eine präzise Regelung erreichen. Diese Techniken ermöglichen es dem System, den erforderlichen Druck und Durchfluss während des gesamten Arbeitsprozesses genau zu steuern. Dieser Ansatz eliminiert den mit der Hochdruckdrosselung verbundenen Energieverlust.

Dadurch werden Energie- und Leistungseinsparungen erzielt, während gleichzeitig die Temperatur des Systemöls gesenkt wird. Der höchste Wirkungsgrad erreicht 65%, der durchschnittliche Wirkungsgrad liegt bei über 30%. Tabelle 2-19 zeigt den Leistungsvergleich zwischen Servopumpen und Kolbenverstellpumpen. Wie diese Tabelle zeigt, bietet die Servopumpe im Vergleich zur Kolbenverstellpumpe ein etwas besseres Druck- und Durchflussverhalten. Darüber hinaus bietet sie eine wirksame Geräuschkontrolle, spart Energie, hat eine hohe Wiederholgenauigkeit und verbessert das Niederdruckverhalten bei niedrigen Drehzahlen.

Tabelle 2-19 Vergleich der Leistung von Servopumpe und Kolbenverstellpumpe

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