永磁伺服电机驱动定量泵流量、压力间接测量系统

摘要

本发明公开了一种永磁伺服电机驱动定量泵流量-压力间接测量系统，系统包括：永磁伺服电机、伺服驱动器、定量油泵、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、油液温度传感器、数据采集控制卡和上位计算机。本发明建立了以伺服电机定子侧电压、电流和油液温度为输入，以定量泵流量、压力信号为输出的测量模型，实现了以较易测量的电压、电流和温度信号对较难测量的压力和流量信号的间接测量，同时该系统也继承了电压、电流和温度在测量中的稳定性、准确性和可靠性。此外本发明还具有动态响应速度快、不受使用环境限制等优点。

主权项

一种永磁伺服电机驱动定量泵流量‑压力间接测量系统，其特征在于，包括：永磁伺服电机、伺服驱动器、定量油泵、油箱、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、油液温度传感器、数据采集控制卡、上位计算机；它们的连接关系为：伺服驱动器通过霍尔电压传感器和霍尔电流传感器与永磁伺服电机相连，永磁伺服电机与定量油泵相连接，定量油泵连接油箱和负载，油箱与油液温度传感器相连接，数据采集控制卡分别连接霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、伺服驱动器、油液温度传感器和上位计算机；所述的永磁伺服电机的定子电压与电机转速近似成线性关系，所述的永磁伺服电机的定子侧电流与电机输出转矩近似成线性关系；所述定量油泵的输出压力主要由泵的输入转矩和转速决定，即由电机定子侧电压和电流决定，具体表示为：$P_p=\frac{2\pi }{D_p}[\frac{3p}{2}{K}_{e}i-(B_p+B_m)(\mathrm{ku}+b)-(J_p+J_m)k\frac{\mathrm{du}}{\mathrm{dt}}]$其中：P_p为泵的输出压力；u、i为电机定子侧电压、电流；D_p为泵的排量；p为电机的极对数；K_e为电机反电势系数；B_p、B_m为泵、电机阻尼系数；J_p、J_m为泵、电机转动惯量；k为电压转速转换系数；b为转速补偿系数；所述定量油泵的输出流量主要由泵的转速和输出压力决定，同时受到油液温度的影响，具体表示为：$Q_p=\frac{\mathrm{ku}+b}{2\pi }{D}_p-P_p{C}_p/{\mu }_{t_0}{e}^{-\lambda (t-t_0)}-P_p\left(\frac{\mathrm{ku}+b}{2\pi }{D}_p\right)\frac{1}{{\beta }_e}$其中：Q_p为泵的输出流量；t为油液温度，C_p为泵的泄漏系数，为t₀温度时油液的动力粘度，λ为液压油的粘温系数，β_e为油液弹性模量。