探讨电液伺服系统在钢铁行业中的应用

中心议题：
    *  直接驱动电液伺服系统的原理及特点
    *  直接驱动电液伺服系统在钢铁行业中的应用
解决方案：
    *  应用交流伺服电动机

直接驱动电液伺服系统是交流伺服技术和液压技术相结合的产物，它最主要的特点是应用交流伺服电动机而不用电液伺服阀。这种伺服系统具有电动机控制的灵活性和液压大出力的双重优点。在一般技术性能要求的伺服装置上，已经可以代替使用电液伺服阀的传统型电液伺服系统。

1．直接驱动电液伺服系统的原理及特点

传统的阀控系统无法避免溢流损失造成的系统温升高、散热难、效率较低的问题；而传统的泵控系统虽然效率较高，但动态性能差。结合交流伺服电动机调速系统快速发展，其结构原理图如图1所示。

 

直接驱动电液伺服系统是用交流伺服电动机、可双向转动的定量泵取代了电液伺服系统中的伺服阀和变量泵。交流伺服电动机驱动可双向转动的定量泵， 定量泵直接驱动油缸。通过改变电动机的正反转、电动机的速度、和运转时间来控制油缸的正反向、油缸速度的快慢和位置。直接驱动电液伺服系统的优点在于：

n   节能效果显著，有效降低生产成本。直接驱动电液伺服系统避免了节流损耗和溢流、卸荷损耗。而且直接驱动电液伺服系统还提高了伺服电动机的效率和改善功率因数。

n   提高了系统的寿命和可靠性。直接驱动电液伺服系统的液压泵可以选用价格低廉、可靠性高的定量泵，去掉了对环境要求较高的液压伺服元件，从而对传动介质及过滤要求可适当降低。电动机和泵长期在低于额定转速下运行，减少了泵的磨损和系统的噪声，提高了使用寿命和系统可靠性。

n   直接驱动电液伺服系统中的电动机与执行元件的油缸可以做到较为理想的功率匹配。油箱的体积也可以很小。

n   系统元件数目少，可实现集成一体化，体积小、重量轻、效率高。

总的来说，直接驱动电液伺服系统具有高效节能、小型集成化、操作与控制简单、价格便宜。又有环保的优势，克服了传统电液伺服系统的的缺点。

2．直接驱动电液伺服系统在钢铁行业中的应用

钢铁行业中铸造、钢材的轧制和型材的挤压都是耗能非常大的。现在工业上采用的动力装置大多为异步电动机驱动液压伺服系统。异步电动机的效率随着负载的变化而变化。负载越低，效率也越低。异步电动机在负载率为75％以上时效率较高，低于5O％效率明显下降，低于30％电机效率显著变坏。

在液压系统设计时，往往考虑设备要有一定的通用性，其电机通常按照最大负荷、最高转速来选择，有时还留有一定的裕量。而在实际的工作中，由于加工的对象不同，通常只用到额定容量的一半甚至更少。而采用直接驱动电液伺服系统后，合理选择驱动器（或者是变频器）的运行参数可使电动机的效率接近理论最大运行效率，从而达到节能的效果。

在连续铸钢设备中，熔钢的流量控制装置是很重要的部分，它能自动的控制钢锭锭模液面，从而保证连铸钢锭的尺寸和质量。　　

3．结论

直接驱动电液伺服系统是交流伺服技术和液压技术的学科交叉的技术革新成果，使用时既有液压大出力的特点，又有电气传动能耗低和控制灵活的优势。直接驱动电液伺服系统在使用中没有空载能量损失，节能高效，因此在注塑机、精密锻压机、船用舵机减摇装置、铸造设备、印刷机、六自由度平台、液压电梯、飞机作动系统等领域具有广大的应用前景。