省エネルギー形電気油圧サーボ系の研究

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1.定容量形ポンプの回転数制御特性定容量形油圧ポンプである歯車ポンプを、インバータにより回転数制御された三相誘導電動機で駆動し、可変吐出量の油圧源を構成した。この油圧源の電気パワーから流体パワーへの変換効率については実験した結果、インバータ周波数30Hzから80Hz(回転数900から2400rpm)においては、インバータを設値しない商用電源(50Hz)駆動時と比べて同等の効率を示し、30Hz以下の低速域では効率が低下することがわかった。また電動機のインバータ駆動は電気油圧サーボ系に比べて速応性に欠け、速いサーボ系の立ち上がりの過渡状態において消費油量に比べて供給油量が不足するので、この不足分を補うため、吐出側に設けたエネルギー蓄積用のアキュムレータが有効であることが確かめられた。2.省エネルギー形電気・油圧サーボ系の動特性上記1.の油圧源を用い慣性負荷を位置決めする電気油圧サーボ系を試作して、サーボ系への入力情報に応じて油圧源の電動機を回転数制御した。油圧源の制御方法としては設定圧との圧力偏差を油圧源にフィードバックする圧力フィードバック制御とマイコンを利用してサーボ系の入力からあらかじめ油圧源の運転パターンを計算するプログラム制御について行った。サーボ系への簡単な負荷パターンについて運転特性を検討した結果、本システムはサーボ系に応じたパワーを供給するため、従来のリリーフ弁を用いた電動機一定回転による油圧源と比べて、供給電力においておよそ55%の省エネルギー効果が期待できることが確かめられた。また電気的な制御のみでコンパクトな油圧源を実現するため、電動機側の状態量である電流や電力から油圧源の供給圧を算定する方法について検討し、これらの状態量でシステムの圧力を予測できることが明らかとなった。