Mejora Dinámica del Rendimiento de la Válvula de Cartucho de Tornillo de Solenoide Utilizando un Nuevo Control de Voltaje Híbrido
Autores: Liu, Zengguang; Li, Linfei; Yue, Daling; Wei, Liejiang; Liu, Chao; Zuo, Xiukun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mejora Dinámica del Rendimiento de la Válvula de Cartucho de Tornillo de Solenoide Utilizando un Nuevo Control de Voltaje Híbrido
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Tecnología hidráulica digital
Válvula de encendido y apagado de alta velocidad
Estrategia de control de voltaje
Características dinámicas
Modelo de simulación
Control de voltaje híbrido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología hidráulica digital, como una rama emergente e importante de la energía hidráulica, ofrece buenas perspectivas para la inteligencia, integración y ahorro de energía de los sistemas hidráulicos. La válvula de encendido y apagado de alta velocidad (HSV), que es un componente crítico de la hidráulica digital, tiene las desventajas de un diseño específico, un alcance de aplicación limitado y un alto precio en comparación con la válvula de cartucho roscada solenoide (SCV) que se utiliza ampliamente en la industria hidráulica en la actualidad. En este documento, se propone una estrategia de control de voltaje híbrido compuesta por el voltaje de precarga, voltaje de pulso positivo, voltaje de mantenimiento y voltaje de pulso negativo para mejorar las características dinámicas de la SCV, lo que le permite cumplir con las demandas de la hidráulica digital y lograr el objetivo de reemplazar la HSV. Basado en el análisis estructural de la SCV, se deduce un modelo matemático de la SCV. Posteriormente, se desarrolla el modelo de simulación de la SCV en AMESim y se valida mediante mediciones experimentales. Se estudian los efectos de las diferentes relaciones de trabajo del voltaje de precarga y del voltaje de mantenimiento en las características dinámicas de la SCV, y se comparan las respuestas dinámicas de la SCV bajo voltaje normal, pulso positivo y negativo, y estrategias de control de voltaje híbrido. Los resultados de la simulación indican que el incremento de la relación de trabajo del voltaje de precarga y la reducción de la relación de trabajo del voltaje de mantenimiento son favorables para disminuir el tiempo total de apertura y cierre de la SCV, especialmente el tiempo de retraso en la apertura y el tiempo de retraso en el cierre. El control de voltaje híbrido propuesto tiene un mejor efecto en las características dinámicas que las otras dos estrategias, utilizando el cual el tiempo total de apertura de la SCV se reduce en un 74.24% (de 29.5 ms a 7.60 ms), y el tiempo total de cierre se reduce drásticamente en un 92.06% (de 136 ms a 10.8 ms). Esto proporciona una referencia técnica para mejorar la velocidad de respuesta dinámica de las SCV y popularizar la tecnología hidráulica digital.
Descripción
La tecnología hidráulica digital, como una rama emergente e importante de la energía hidráulica, ofrece buenas perspectivas para la inteligencia, integración y ahorro de energía de los sistemas hidráulicos. La válvula de encendido y apagado de alta velocidad (HSV), que es un componente crítico de la hidráulica digital, tiene las desventajas de un diseño específico, un alcance de aplicación limitado y un alto precio en comparación con la válvula de cartucho roscada solenoide (SCV) que se utiliza ampliamente en la industria hidráulica en la actualidad. En este documento, se propone una estrategia de control de voltaje híbrido compuesta por el voltaje de precarga, voltaje de pulso positivo, voltaje de mantenimiento y voltaje de pulso negativo para mejorar las características dinámicas de la SCV, lo que le permite cumplir con las demandas de la hidráulica digital y lograr el objetivo de reemplazar la HSV. Basado en el análisis estructural de la SCV, se deduce un modelo matemático de la SCV. Posteriormente, se desarrolla el modelo de simulación de la SCV en AMESim y se valida mediante mediciones experimentales. Se estudian los efectos de las diferentes relaciones de trabajo del voltaje de precarga y del voltaje de mantenimiento en las características dinámicas de la SCV, y se comparan las respuestas dinámicas de la SCV bajo voltaje normal, pulso positivo y negativo, y estrategias de control de voltaje híbrido. Los resultados de la simulación indican que el incremento de la relación de trabajo del voltaje de precarga y la reducción de la relación de trabajo del voltaje de mantenimiento son favorables para disminuir el tiempo total de apertura y cierre de la SCV, especialmente el tiempo de retraso en la apertura y el tiempo de retraso en el cierre. El control de voltaje híbrido propuesto tiene un mejor efecto en las características dinámicas que las otras dos estrategias, utilizando el cual el tiempo total de apertura de la SCV se reduce en un 74.24% (de 29.5 ms a 7.60 ms), y el tiempo total de cierre se reduce drásticamente en un 92.06% (de 136 ms a 10.8 ms). Esto proporciona una referencia técnica para mejorar la velocidad de respuesta dinámica de las SCV y popularizar la tecnología hidráulica digital.