摆线齿轮泵低速特性的仿真与实验研究.pdf

杌械设计与制造
第11期
132
Machinery Design Manufacture
013年11月
摆线齿轮泵低速特性的仿真与实验研究
王存堂,杨明泽,朱宏,卢岳宏,魏宏星
(江苏大学机电控制技术研究所,江苏镇江、212013)
摘要:增速液压系在风力发电增速系统中是一个极为关鍵的部件。为了研究摆线齿轮系作为风力发电增逮系的使用
特性,建立了摆线齿轮泵用于风力发电增速系统中的流量特性模型,并利用 AMESIM仿真软件对低速、大扭矩下的摆
线齿轮泵进行了数学建模与系统仿真,同时对 AMESIM模型进行了低速、大扭矩工况的实验验证。分析了摆线齿轮泵
低速工况下流量脉动,结果表明在低速工况下摆线齿轮泵每个周期存在多次流量脉动,且脉动较大,脉动频率与外转
子齿数相同。
关键词:低速特性;摆线齿轮泵; AMESIM;诡量脉动
中图分类号:TH16;1TH325;1TM315文献标识码:A文章编号:1001-3997(2013)11-0132-04
Study of Simulation and Experiment of Cycloid Gear Pump Running at Low Speed
WANG Cun-tang, YANG Ming-ze, ZHU Hong, LU Yue-hong, WEI Hong-xing
Mechanical and Electrical Control Technology Research Institute of Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212013, China)
Abstract: The pump used in wind power grouth system is very important. In order to study characteristics of the cycloid gear
pump used as speed increaser in wind power generation, the flux model of the cycloid gear pump running a low speed was
established and a hydraulic system simulation model was designed. Based on experiments, it was proued that the simulation
result is consistent with the experimental results. The flow characteristic of the cycloid gear pum was analyzed and the
resuls show ha the cycloid gear pump had large ripple on flux at ow speed and the frequency of ripple as equal to the
external rotor teeth
Key Words: Low-speed Performance; The Cycloid Gear Pump; AMESIM; Flow Pulsation
1引言
几个独立的封闭容腔,随着内外转子的转动,与吸油槽相连的独
目前,风力发电作为环保、可再生型能源已受国内外研究工立空间容腔增大,进行吸油;当独立的封闭空间运转到排油槽
作者的广泛关注。传统风力发电装置由塔架、风力机、机舱外壳、端,封闭空间减小,进行排油。摆线泵在「作过程中,内转子的
齿轮箱增速器和发电机组成,风力机在风力作用下旋转,经妨个齿每转过一周时,出现一个工作循环,完成吸排油各-次。
箱增速器增速后,驱动发电机发电。随着大功率的风机投入使用,
封闭容腔
风力机塔架采用的齿轮箱增速器越来越大,致使安装、维修、制造
吸油
成本增高,制约着风力发电发展叫,为此,紧凑型高性能液压增速
器受到产业界的普遍关注,国内外不少学者对风力发电系统中采
用液压增速器增速进行了研究凹。基于液乐增速的风力机与低速
液压泵相连,通过油路实现能量的转换与传输,低速工况下液压
内转子
泵的性能直接影响了以液压增速为动力传递单元的风力发电系
排油槽
外转子
统的性能。就低速工况下的摆线齿轮泵的性能进行研究,建立摆
线齿轮泵低速工况流量特性的模型,研究摆线齿轮泵作增速器使
图1摆线齿轮泵工作原理
Fig. I The Working Principle of the Cycloid Gear Pump
用的可行性。
对于具有Z1个齿的外转子,外转子每转一转将出现Z个与
2摆线齿轮泵流量特性数学模型
独立的封闭空间相同的工作循环。这样,摆线泵便达到了连续输
摆线齿轮泵是一种内啮合摆线齿轮式的低速、大扭矩的液油的作用。适时地把吸油橧、排油槽(图中虚线部分)与不断变化
压泵。摆线齿轮泵工作原理图,如图1所示。工作过程中,内转子的独立的封闭空间接通,就能完成液压泵的吸、排油功能。由摆线
绕中心O1不断旋转,带动外转子绕自己的中心0以不同的转速齿轮泵工作过程可知,齿轮泵的排量与啮合点间的容腔变化有
作定轴转动,泵在啮合运转过程中,内外转子接触齿廓间能形成关,为了研究摆线齿轮泵性能需要对齿间容腔变化进行建模。
来稿日期:2013-01-04
基金项目:科技型中小企业技术创新基金项目(11C26213201398)
作者简介:王存堂,(1957~),男,陕西凤期县人,教授,博士生导师,主要研究方向:机电液一体化;
杨明泽,(1986-),男,河南信阳人,顽土生,主要研究方向:风力发电增速泵