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比例電磁閥的二次壓力測試過程介紹

    當挖掘機在不同擋位即發動機在不同轉速工作時,液壓泵需要根據發動機的外特性轉速扭矩曲線進行功率匹配,即用于液壓泵的恒功率控制的比例電磁閥需要根據不同的工作擋位輸入不同的工作電流?;谝陨弦?,比例電磁閥在不同擋位二次壓力的測試方法如下:設定電磁閥PWM驅動的頻率后,每隔一段時間變換發動機擋位,這時控制器將根據預先設定的功率匹配結果和工作擋位輸出不同的電流值。數據采集使用示波器配備的電流鉗測量電流大小,并且使用Parker ServicemAster獲取比例電磁閥出口處的二次壓力大小和溫度值。


    液壓油溫度變化而導致的液壓油豁度變化會影響電磁閥的響應特性。為忽略這一影響因素,分別在液壓油溫度為環境溫度和完全熱機后進行二次壓力測試。在電流恒定條件下,液壓油溫度為13.5℃時采用不同PWM頻率驅動比例電磁閥的二次壓力測試結果如上圖所示。完全熱機后當液壓油溫度達到36℃時,二次壓力波動相對較大,如下圖所示。


    針對本測試采用寄生顫振PWM的比例電磁閥驅動器,當溫度較低時電磁閥的二次壓力波動范圍相對較小,并且PWM頻率提高時,電磁閥輸出的二次壓力波動相應減小。同時驅動電流的不同也會導致二次壓力波動范圍變化。根據測試結果,采用不同頻率PWM且電流為327mA時,電磁閥輸出壓力波動較大;而當電流逐漸遠離327mA時,壓力波動范圍隨之逐漸減??;當電流為?;?13mA時,由于接近比例電磁閥能夠輸出的最大二次壓力和最小二次壓力,壓力波動始終保持在較低水平。


    根據上述分析,當二次壓力波動滿足要求時應該采用更低的PWM驅動頻率。根據控制系統穩定性要求,選擇波動范圍相近且頻率相對較低的PWM頻率為該輸出電流的最優頻率。因此,可以得到不同溫度條件下的比例電磁閥變頻率PWM驅動策略,如表1所示??芍旊娏髦禐樽畲笾岛妥钚≈禃r,要達到二次壓力穩定的PWM頻率較低;而當電流處于中位時,需要采用較高的頻率,與理論分析的結果一致。如果采用其他驅動電流時,通過線性插值可以得到該電流值條件下的優化PWM頻率。
    當挖掘機散熱條件不好或環境溫度較高時,液壓油溫度存在大幅度變化甚至可以達到70~80℃。根據測試結果,設置頻率為300Hz能夠在高溫且液壓油溫存在大幅變化時得到穩定的二次壓力。并且在挖掘機工作90min后,泵控制比例電磁閥閥體表面溫度為53℃,液壓泵表面溫度為60℃,控制器表面溫度為26℃,均符合正常工作要求。

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