伺服液壓系統(tǒng)是在液壓傳動和自動控制理論基礎上建立起來的一種自動控制系統(tǒng)。近年來,隨著自動控制的發(fā)展,無論是電氣或伺服液壓系統(tǒng)在所有的工業(yè)部門中都開始得到應用,并普遍地為人們所熟知起來。由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、出力大,剛性好,響應快,精度高等特點,因而伺服液壓系統(tǒng)在工業(yè)上獲得了廣泛的應用。
一、伺服液壓系統(tǒng)的優(yōu)點現(xiàn)對伺服液壓系統(tǒng)在設計和應用中體現(xiàn)的優(yōu)缺點進行一下歸納和總結(jié)。同機電伺服系統(tǒng)、氣動伺服系統(tǒng)相比較,伺服液壓系統(tǒng)具有以下的突出特點,以致成為采用液壓系統(tǒng)而不采用其他控制系統(tǒng)的主要原因:
1、重量比大
在同樣功率的控制系統(tǒng)中,液壓系統(tǒng)體積小,重量輕。這是因為對機電元件,例如電動機來說,由于受到激磁性材料飽和作用的限制,單位重量的設備所能輸出的功率比較小。伺服液壓系統(tǒng)可以通過提高系統(tǒng)的壓力來提高輸出功率,這時只受到機械強度和密封技術的限制。在典型的情況下,發(fā)電機和電動機的功率比僅為16.8W/N,而液泵和液壓馬達的功率重量比為168W/N,是機電元件的10倍。在航空、航天技術領域應用的液壓馬達是675W/N。直線運動的動力裝置更加懸殊。這個特點,在許多場合下,在采用伺服液壓系統(tǒng)而不采用其他伺服系統(tǒng)的重要原因,也是直線運動系統(tǒng)控制系統(tǒng)中多用液壓系統(tǒng)的重要原因。例如在航空、特別是導電、飛行器的控制中伺服液壓系統(tǒng)得到了很廣泛的應用。幾乎所有的中遠程導彈的控制系統(tǒng)都是采用伺服液壓系統(tǒng)。
2、力矩慣量比大一般回轉(zhuǎn)式液壓馬達的力矩慣量比是同容量電動機的10倍至20倍,一般液壓馬達為61x10Nm/Kgm2。力矩慣量比大,意味著伺服液壓系統(tǒng)能夠產(chǎn)生大的加速度,也意味著時間常數(shù)小,響應速度快,具有優(yōu)良的動態(tài)性能。因為液壓馬達或者電動機消耗的功率一部分來克服負載,另一部分消耗在加速液壓馬達或者電動機本身的轉(zhuǎn)子。所以一個執(zhí)行元件是否能夠產(chǎn)生所希望的加速度,能否給負載以足夠的實際功率,主要受到它的力矩慣量比的限制。