液壓機(jī)系統(tǒng)能量耗散的量化表征及節(jié)能控制方法研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，溫室效應(yīng)和能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，以低能耗、低污染為目標(biāo)的低碳制造已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的必然需求。如何提高量大、面廣、能耗高的液壓機(jī)產(chǎn)業(yè)能量利用效率是低碳制造的一項重要內(nèi)容。本文在國家自然科學(xué)基金重點項目的支持下，結(jié)合熱力學(xué)基礎(chǔ)理論，對液壓機(jī)系統(tǒng)的能量耗散為何會產(chǎn)生、能量耗散分布如何量化、能量耗散過程如何控制等問題進(jìn)行了深入探討，完成的主要研究工作及成果總結(jié)如下:
　　1)分析了能量在轉(zhuǎn)換過程的不等價性和

2、傳統(tǒng)“(火用)”概念的局限性，提出了狹義“炯”的概念，揭示了非熱機(jī)領(lǐng)域能量損失的本質(zhì);基于熱力學(xué)經(jīng)典熱機(jī)系統(tǒng)的理論效率分析方法，建立了一般能量系統(tǒng)理論最高效率計算通式，提出了基于熱力學(xué)理論的能量系統(tǒng)分析方法及能效提升策略。
　　2)基于熱力學(xué)理論的能量系統(tǒng)分析方法提取了液壓機(jī)系統(tǒng)能量要素，提出了基于能量轉(zhuǎn)化特征的能量要素歸類劃分方法;研究了液壓機(jī)系統(tǒng)單元的能量耗散量特性，其中突出成果在于實現(xiàn)了三相異步電動機(jī)與柱塞泵的能量耗散量化分

3、析，并與廠家所提供的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，驗證了模型的有效性，彌補(bǔ)了技術(shù)手冊在該方面的空白。在此基礎(chǔ)上，搭建了液壓機(jī)服役過程的能量流分析模型，提出了液壓機(jī)能量流分析步驟，該方法不僅可用于評價系統(tǒng)用能現(xiàn)狀，更能對液壓機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能潛力進(jìn)行預(yù)估。
　　3)分析了成形加工的負(fù)載特性與液壓機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動特性，基于熱力學(xué)理論的能量系統(tǒng)能效提升策略提出了全局能量匹配控制方法與局部能力匹配控制方法，分別解決了液壓機(jī)承受時序負(fù)載的過程中所產(chǎn)生的負(fù)載

4、與系統(tǒng)額定功率不匹配（裝機(jī)功率遠(yuǎn)超過載荷需求功率、高比例待機(jī)時間）和負(fù)載與電機(jī)泵組額定功率不匹配（流量過剩、壓力過剩，以及低效率區(qū)域運行）的問題。
　　4)以某公司RZU2000快速薄板深拉伸液壓機(jī)為例，基于液壓機(jī)系統(tǒng)的能量耗散特性量化表征方法，獲取了其主傳動系統(tǒng)在服役過程的能量損耗分布，全面評價了該臺液壓機(jī)的整體用能情況;基于面向時序負(fù)載的液壓機(jī)系統(tǒng)能量匹配控制方法，研究了由六臺RZU2000所組成的液壓機(jī)組的物理架構(gòu)模型和時間