本發明涉及液壓泵馬達可靠性試驗裝置，尤其涉及一種電功率回收型液壓泵馬達可靠性試驗裝置及方法。

背景技術：

液壓泵和液壓馬達作為液壓系統的核心零部件，其可靠性直接影響著整個系統的安全性。液壓泵馬達可靠性試驗具有試驗周期長和能耗大的特點，其測試平臺通常基于功率回收方式開發。目前，國內高校和企業在可靠性試驗裝置上常采用機械或液壓補償功率回收方式，回收效率高，但對于被試液壓泵和被試液壓馬達的排量及轉矩有嚴格的匹配要求，測試范圍受到限制，適用于固定類型產品的可靠性試驗。而電功率回收方式功率范圍大、加載方式簡單且通用性強，可實現多種型號液壓泵馬達的可靠性試驗，在多型號多種類液壓泵馬達可靠性測試場合比機械和液壓補償功率回收方式更有優勢，傳統的電功率回收方式為了滿足被測對象的流量匹配，存在溢流功率損失。因此，如何提高電功率回收型液壓泵和液壓馬達可靠性試驗裝置測試效率、減少能量損耗、增大被測對象范圍已經成為亟待解決的關鍵問題。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種新型的高效節能且通用性高的電功率回收型液壓泵馬達可靠性試驗裝置及方法。

為實現上述目的，采用了以下技術方案：本發明主要包括整流單元、直流母線排、逆變單元Ⅰ、逆變單元Ⅱ、逆變單元Ⅲ、異步伺服電機Ⅰ、異步伺服電機Ⅱ、異步伺服電機Ⅲ、被試液壓泵、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅲ、流量傳感器Ⅰ、流量傳感器Ⅱ、流量傳感器Ⅲ、流量傳感器Ⅳ、單向閥、換向閥、比例溢流閥、三位四通換向閥、溫度傳感器Ⅰ、溫度傳感器Ⅱ、被試液壓馬達、雙向液壓泵、油箱，整流單元與直流母線排連接為其提供穩定且可控電壓的電源；直流母線排與逆變單元Ⅰ一端連接為其提供所需電能，逆變單元Ⅰ另一端與異步伺服電機Ⅰ相連，基于矢量控制技術對異步伺服電機Ⅰ進行轉矩和轉速控制；異步伺服電機Ⅰ的輸出端與被試液壓泵同軸相連，被試液壓泵吸油口與油箱相連，被試液壓泵的出油口分別與三位四通換向閥的P油口、換向閥一端相連；被試液壓馬達的兩個工作油口分別與三位四通換向閥相連，并在兩個工作油口處分別設有壓力傳感器Ⅱ、溫度傳感器Ⅰ和壓力傳感器Ⅲ、溫度傳感器Ⅱ；被試液壓馬達與異步伺服電機Ⅱ同軸連接，異步伺服電機Ⅱ通過逆變單元Ⅱ與直流母線排相連；換向閥的另一端與雙向液壓泵一個油口相連，雙向液壓泵另一個油口與油箱相連，雙向液壓泵與異步伺服電機Ⅲ同軸連接，異步伺服電機Ⅲ通過逆變單元Ⅲ與直線母線排連接；換向閥、雙向液壓泵、異步伺服電機Ⅲ和逆變單元Ⅲ組成輔助系統。

進一步的，在被試液壓泵的出油口處設有流量傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅰ和單向閥；被試液壓泵的泄漏油口處設有流量傳感器Ⅲ。

進一步的，三位四通換向閥的P油口處設有流量傳感器Ⅱ。

進一步的，被試液壓馬達的泄漏油口與油箱相連并在泄露油口處設有流量傳感器Ⅳ。

進一步的，三位四通換向閥的T油口處設有比例溢流閥，比例溢流閥的另一端與油箱相連，為被試液壓馬達提供背壓。

本發明所述使用方法，當被試液壓泵的試驗流量小于被試液壓馬達的試驗流量時，換向閥不得電，通過逆變單元Ⅲ控制異步伺服電機Ⅲ驅動雙向液壓泵，向系統輸入高壓油，此時系統為雙泵合流驅動被試液壓馬達；當被試液壓泵的試驗流量大于被試液壓馬達的試驗流量時，換向閥得電，被試液壓泵輸出高壓油一路驅動被試液壓馬達，另一路驅動雙向液壓泵，通過逆變單元Ⅱ和逆變單元Ⅲ的協調控制，實現被試件流量匹配和系統加載的功能。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：利用雙向液壓泵和異步伺服電機Ⅲ組成的輔助系統實現被試液壓泵和液壓馬達的流量匹配，既可以滿足雙泵合流驅動被試液壓馬達工況，又可以減少溢流功率的損失，大大提高了可靠性試驗裝置的測試范圍和測試效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構簡圖。

附圖標號：1-整流單元，2-直流母線排，3.1-逆變單元Ⅰ，3.2-逆變單元Ⅱ，3.3-逆變單元Ⅲ，4.1-異步伺服電機Ⅰ，4.2-異步伺服電機Ⅱ，4.3-異步伺服電機Ⅲ，5-被試液壓泵，6.1-壓力傳感器Ⅰ，6.2-壓力傳感器Ⅱ，6.3-壓力傳感器Ⅲ，7.1-流量傳感器Ⅰ，7.2-流量傳感器Ⅱ，7.3-流量傳感器Ⅲ，7.4-流量傳感器Ⅳ，8-單向閥，9-換向閥，10-比例溢流閥，11-三位四通換向閥，12.1-溫度傳感器Ⅰ，12.2-溫度傳感器Ⅱ，13-被試液壓馬達，14-雙向液壓泵，15-油箱。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖1所示的本發明的結構簡圖中，本發明主要包括整流單元1、直流母線排2、逆變單元Ⅰ3.1、逆變單元Ⅱ3.2、逆變單元Ⅲ3.3、異步伺服電機Ⅰ4.1、異步伺服電機Ⅱ4.2、異步伺服電機Ⅲ4.3、被試液壓泵5、壓力傳感器Ⅰ6.1、壓力傳感器Ⅱ6.2、壓力傳感器Ⅲ6.3、流量傳感器Ⅰ7.1、流量傳感器Ⅱ7.2、流量傳感器Ⅲ7.3、流量傳感器Ⅳ7.4、單向閥8、換向閥9、比例溢流閥10、三位四通換向閥11、溫度傳感器Ⅰ12.1、溫度傳感器Ⅱ12.2、被試液壓馬達13、雙向液壓泵14、油箱15，整流單元與直流母線排連接為其提供穩定且可控電壓的電源；直流母線排與逆變單元Ⅰ一端連接為其提供所需電能，逆變單元Ⅰ另一端與異步伺服電機Ⅰ相連，基于矢量控制技術對異步伺服電機Ⅰ進行轉矩和轉速控制；異步伺服電機Ⅰ的輸出端與被試液壓泵同軸相連，被試液壓泵吸油口與油箱相連，被試液壓泵的出油口分別與三位四通換向閥的P油口、換向閥一端相連；被試液壓馬達的兩個工作油口分別與三位四通換向閥相連，并在兩個工作油口處分別設有壓力傳感器Ⅱ、溫度傳感器Ⅰ和壓力傳感器Ⅲ、溫度傳感器Ⅱ；被試液壓馬達與異步伺服電機Ⅱ同軸連接，異步伺服電機Ⅱ通過逆變單元Ⅱ與直流母線排相連；換向閥的另一端與雙向液壓泵一個油口相連，雙向液壓泵另一個油口與油箱相連，雙向液壓泵與異步伺服電機Ⅲ同軸連接，異步伺服電機Ⅲ通過逆變單元Ⅲ與直線母線排連接；換向閥、雙向液壓泵、異步伺服電機Ⅲ和逆變單元Ⅲ組成輔助系統。

在被試液壓泵的出油口處設有流量傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅰ和單向閥；被試液壓泵的泄漏油口處設有流量傳感器Ⅲ。

三位四通換向閥的P油口處設有流量傳感器Ⅱ。

被試液壓馬達的泄漏油口與油箱相連并在泄露油口處設有流量傳感器Ⅳ。

三位四通換向閥的T油口處設有比例溢流閥，比例溢流閥的另一端與油箱相連，為被試液壓馬達提供背壓。

本發明的具體工作過程如下：

當被試液壓泵的試驗流量小于被試液壓馬達的試驗流量時。試驗開始，兩位兩通換向閥處于失電狀態，三相交流電經過整流單元轉換為直流電，為直流母線排供電；逆變單元Ⅰ將直流母線排上的直流電轉換為交流電，為異步伺服電機Ⅰ供電，異步伺服電機Ⅰ驅動被試液壓泵；逆變單元Ⅲ將直流母線排上的直流電轉換為交流電，為異步伺服電機Ⅲ供電，異步伺服電機Ⅲ驅動雙向液壓泵，通過換向閥向系統輸入高壓油；被試液壓泵和雙向液壓泵合流驅動被試液壓馬達；通過逆變單元Ⅱ對異步伺服電機Ⅱ恒轉矩控制，實現對被試液壓馬達加載的效果，并將回收的交流電轉換為直流電回饋至直流母線排上。

當被試液壓泵的試驗流量大于被試液壓馬達的試驗流量時。試驗開始，兩位兩通換向閥處于得電狀態，三相交流電經過整流單元轉換為直流電，為直流母線排供電；逆變單元Ⅰ將直流母線排上的直流電轉換為交流電，為異步伺服電機Ⅰ供電，異步伺服電機Ⅰ驅動被試液壓泵；被試液壓泵輸出壓力油，一路通過三位四通換向閥驅動被試液壓馬達，另一路通過換向閥驅動雙向液壓泵，此時雙向液壓泵運行在馬達工況；通過逆變單元Ⅱ對異步伺服電機Ⅱ恒轉速控制，使被試液壓馬達以恒定試驗轉速運行，通過逆變單元Ⅲ對異步伺服電機Ⅲ恒轉矩控制，實現對雙向液壓泵加載的效果，從而達到系統調壓的目的。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。