专利名称：自动恒应力节能型压力试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种恒应力节能型压力试验机，应用于材料检测领域。
背景技术：
目前，材料检测用的压力试验机，已经由手动方式逐步向自动恒应力方 向发展，保证了检测数据的正确性，但现有的控制系统中基本以以下的方式
进行控制
1) 阀控方式定量泵阀控系统用电液伺服阀或比例阀对压机进行精密的 位置控制(对油液要进行严格清洁度管理)，所需流量外的多余流量全部从溢 流阀排出，系统发热，能量消库毛较大。
2) 用定量泵、PQ比例阀和负荷阀控制，能量消4毛有所改善，减少了溢流 阀的流量，但定量泵系统在整个工作过程以额定转数旋转，噪声大且消耗功 率。
3) 用定量泵和普通电机加变频调速的方式来调节流量的方式，但其压力 的调节仍要采用溢流阀辅助，而且由于变频器在低速时的力矩不够，启动速 度慢，使得控制精度变差。
4) 泵控方式用变量柱塞泵控制所需的流量和压力，与阀控方式相比可 以节省大量能源，且耐污染力增强，无需严格的油液管理，但要液压泵由电 机在额定转数下连续运转。卸荷以及保压时，系统内部会泄漏损失一部分能 量，加上电机在低负荷时效率较低也会造成能量损失，而且要进一步降低能 量损失比较困难。
5) AC伺服驱动器加伺服电机加定量泵来调节流量的方式，但祠服驱动器 价格较高，对电网干扰大，低速时压力脉动较大。
综上所述，现有的恒应力压力试-验机主要存在以下几方面的缺点
1) 现有的恒应力压力机试验机的能耗高、噪音大、控制效果差或成本较
高；
2) 现有的恒应力压力机试验机的液压控制系统对液压油的要求比较高；
33) 现有的恒应力压力机试验机的液压控制系统的发热量大，油温高，导 致油质变差，控制效果变差；
4) 现有的恒应力压力机试验机的液压控制系统的压力一般比较低，导致 系统体积庞大，成本增加。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种结构筒单、可靠、节肯L 低噪音、低成本、高精度的恒应力压力试验机。
一种自动恒应力节能型压力试验机，包括DSP控制系统、同步电机、 连接至油源的泵、油缸、受力框架和用于检测当前油缸及受力框架上各种参 数的传感器，所述DSP控制系统连接所述同步电机和传感器，所述同步电机 连接泵作用于油缸，所述油缸连接所述受力框架。
所述同步电机为交流永磁同步电机。所述传感器包括压力传感器和位 移传感器。所述泵为无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿 轮泵組。
DSP控制系统进一步包括数据采集接收器、控制器和存储单元，所述 数据采集接收器用于接收所述采集器采集到的当前油缸及受力框架上各种 参数，存储单元用于存储预设的要求量和调整同步电机旋转速度的PWM值 计算方式，所述控制器，分别连接所述数据采集接收器和存储单元，用于根 据数据采集接收器接收到的当前返回的参数与存储器中的要求量进行比较， 再根据预先设定的同步电机旋转速度的PWM值计算方式计算出PWM值， 输出至所述同步电机。
本实用新型还包括显示器、打印机和计算机，所述DSP系统分别连接 所述显示器、所述打印机和所述计算机。
本实用新型要解决技术问题所采用的技术方案是用高性能DSP系统控 制交流永磁同步电机达到控制无脉动双容积切换型液压柱塞泵或双向内啮合 齿轮泵组的工作，从而控制油缸的动作来产生作用于试件及受力框架的力。
采用上述结构后，本实用新型通过DSP系统采集压力、位移量，根据设 置值，计算出控制量控制交流永^磁同步电机的脉沖数或力矩值，使电机转动，从而带动无脉动双容积切换型液压柱塞泵或双向内啮合齿轮泵组工作，形成
一个闭环系统，达到压力机的恒应力控制。
图1为本实用新型的一种工作原理结构示意图； 图2为本实用新型的一实施例工作原理结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，其为本实用新型一种自动恒应力节能型压力试验^L的工作原 理结构示意图。它包括DSP控制系统11、同步电机12、连接油源14的泵 13、油缸16、受力框架15和用于检测当前油缸及受力框架上各种参数的传 感器17， DSP控制系统11连接所述同步电机12和传感器17，同步电机12 连接泵13作用于油缸16,所述油缸16连接所述受力框架15。
DSP控制系统11进一步包括数据采集接收器、控制器和存储单元，数 据采集接收器用于接收采集器采集到的当前油缸16及受力框架15上各种参 数,存储单元用于存储预设的要求量和调整同步电机12旋转速度的PWM值 计算方式，控制器，分别连接所述数据采集接收器和存储单元，用于根据数 据采集接收器接收到的当前返回的参数与存储器中的要求量进行比较，再根 据预先设定的同步电机旋转速度的PWM值计算方式计算出PWM值，输出 至所述同步电机12。 DSP控制系统11可以通过一现有的DSP芯片即可，数 据采集接收器、控制器和存储单元都是逻辑单元，在物理上通过DSP芯片即 可实现。
本实用新型的工作原理为DSP控制系统11通过采集器17采集到的当 前油缸16及受力框架15上各种参数，根据数据采集接收器接收到的当前返 回的参数与存储器中的要求量进行比较，再根据预先设定的同步电机12旋 转速度的PWM值计算方式计算出PWM值，输出至同步电机12,以控制同 步电机12的动作，通过同步电机12的动作，使得泵13输出的油量改变， 从而改变传感器采集的参数量。
泵13可以采用无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿 轮泵组。无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿轮泵組保证 输出微小油量时无脉动，从而实现闭环控制。所述同步电机12为交流永》兹同步电才几。传感器17可以采用一个传感 器，也可以采用若干采集器，比如压力传感器和位移传感器。
本实用新型还包括显示器、打印机和计算机，DSP系统11分别连接所 述显示器、所述打印机和所述计算机，以实现将数据输出，甚至连接计算机 联网到外部。
如图2所示，其为本实用新型一实施例的原理结构示意图。它包括DSP 系统1 、交流永磁同步电机2、无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向 内啮合齿轮泵组3、油源4、受力框架5、油缸6、位移传感器7、压力传感器 8、计算机9、显示器IO、打印机ll相连。
油源4和无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿^"泵组3 相连，无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿轮泵组3分别 和交流永磁同步电机2、油缸5相连，DSP系统1分别与交流永磁同步电机2、 位移传感器7、压力传感器8、计算才几9、显示器10、打印机ll相连，受力 框架5和油缸6相连。
本实施例的工作原理DSP系统1通过采集位移传感器7、压力传感器8 的信号，通过内部换算后输出控制信息和控制量，使得交流永磁同步电机2 旋转带动无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿轮泵组3工 作，开始给油缸供油，油缸工作，产生力作用于受力框架、使得位移传感器6、 压力传感器7发生变化、该变化传送到DSP系统1， DSP系统1根据要求量 和返回量的比较，利用DSP系统的高速性能，用神经元算法，计算出输出量， 调整输出的PWM值，从而调整交流7Jc磁同步电机2的旋转速度，使得无脉动 双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿轮泵组的输出油量改变，无 脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿轮泵组保证输出微小油
量时无脉动，从而实现闭环控制，DSP系统1同时可以将工作过程中的结果 分别输出给计算机8、显示器9、打印机IO，将试验结果显示或打印出来。 由于工作过程中无溢流，工作压力高，可以达到63Mpa，实现了节能、降噪， 长时间无故障运行。
权利要求1、一种自动恒应力节能型压力试验机，其特征在于，包括DSP控制系统、同步电机、连接油源的泵、油缸、受力框架和用于检测当前油缸及受力框架上各种参数的传感器，所述DSP控制系统连接所述同步电机和传感器，所述同步电机连接泵作用于油缸，所述油缸连接所述受力框架。
2、 如权利要求l所述的自动恒应力节能型压力试验机，其特征在于， 所述同步电机为交流永》兹同步电机。
3、 如权利要求1所述的自动恒应力节能型压力试验机，其特征在于， 所述传感器包括压力传感器和位移传感器。
4、 如权利要求1所述的自动恒应力节能型压力试-验机，其特征在于， 所述泵为无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿^"泵组。
5、 如权利要求l所述的自动恒应力节能型压力试-睑机，其特征在于， DSP控制系统进一步包括数据采集接收器、控制器和存储单元，所述数据采 集接收器用于接收所述采集器采集到的当前油缸及受力框架上各种参数，存 储单元用于存储预设的要求量和调整同步电机旋转速度的PWM值计算方 式，所述控制器，分别连接所述数据采集接收器和存储单元，用于根据数据 采集接收器接收到的当前返回的参数与存储器中的要求量进行比较，再根据 预先设定的同步电机旋转速度的PWM值计算方式计算出PWM值，输出至 所述同步电机。
6、 如权利要求l所述的自动恒应力节能型压力试验机，其特征在于， 还包括显示器、打印机和计算机，所述DSP系统分别连接所述显示器、所述 打印机和所述计算机。
专利摘要本实用新型公开了一种自动恒应力节能型压力试验机，包括DSP控制系统、交流永磁同步电机、无脉动双容积切换型液压柱塞泵或无脉动双向内啮合齿轮泵组、油缸、受力框架。本实用新型通过DSP系统采集压力、位移量，根据设置值，计算出控制量控制交流永磁同步电机的脉冲数或力矩值、使电机转动，从而带动无脉动双容积切换型液压柱塞泵或双向内啮合齿轮泵组工作，形成一个闭环系统，达到压力机的恒应力加载。
文档编号B30B1/00GK201300540SQ200820155360
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者周海龙 申请人:苏州龙盛测试设备有限公司