调速回路比较

节流调速回路种类及回路比较
节流调速回路是由定量泵供油，利用流量调节阀（节流阀、调速阀）控制进入(或流出) 定量执行元件的流量，达到控制执行元件运动速度的。

根据流量控制阀在回路中的安装位置不同，分为以下形式。

（1）进油（气）路节流调速；
（2）回油（气）路节流调速；
（3）旁路节流调速。

如图7-4-26所示为三种回路图。

三种回路的工作原理、性能对比及应用特点见表7-4-1。

进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路
图7-4-26节流调速回路
由表7-4-3可知，三种回路的速度均由节流阀调节；溢流阀在进油、回油节流调速回路中起调压作用，在旁路节流调速回路中作为安全阀使用。

三种回路的性能可从承受负值负载能力、停车后的启动性能、运动的平稳性（包括低速稳定性）、实现压力控制等方面进行比较，同学们可在教师指导下进行课后讨论。

表7-4-3 回路参数比较。

三种调速回路的工作原理控制电机转速一直是电气控制的重要领域之一，而调速回路则是实现此目标的关键因素之一。

在控制电机的转速时，可以采用多种不同的电气调速方式，其中三种主要的调速回路分别是电阻型调速回路、电压型调速回路和电流型调速回路。

本文将对这三种调速回路的工作原理和特点进行详细介绍。

一、电阻型调速回路电阻型调速回路是最早的一种电气调速方式，其工作原理是通过调整电阻值，改变传递给电机的电压来改变电机的转速。

它通常由可变电阻、电机及其负载组成，其传输线路中共包括一个固定电阻和一个可调的电阻。

电机转速的调节就是通过改变引入电极完成的可变阻力来实现的，可变阻值通过旋转控制器或调节器来实现。

此调速回路的优点在于它简单易用，回路设备成本较低，调节灵活快捷；缺陷在于以阻值变换为手段，能调节的范围较小，转速的稳定性和精度较低。

所以电阻型调速回路在简单隔离和对转速要求不高的场合常常用，但对转速精度要求较高的场合不太适合。

二、电压型调速回路电压型调速主要是靠限流原理来实现的。

因为限流电路内的电流大小可以控制，所以可以通过调整限流电路中的元器件参数来影响流出电机的电流，从而影响电机的负载转矩。

因为电机的转矩正比于电流，并且根据法拉第定律，变压器二次侧的电压平均值等于电机电压，所以，限流电路可以通过改变变压器二次侧电压的大小来改变电机所受到的电流和负载转矩，回路也就得以实现了调速目的。

电压型调速回路的优点在于调节范围比电阻型调速回路更广且转速稳定性更高，回路稳定工作是取决于大功率有源元件稳定电源电压，具有高的稳定度；缺陷在于限制了传输功率并存在能量损失等问题，同时调节速度相对来说较慢，情况简单的场合使用。

三、电流型调速回路电流型调速通常指直流电机转速控制，它是一种基于调节电机工作电流来改变其转速的控制方式。

此方案需要使用一个高功率电子元件来直接控制电机并调节输出电流，这个高功率元件的工作原理与晶体管或IGBT的实现方法类似。

液压三种调速回路特性分析报告学院：机械工程学院班级：机师1111姓名：***学号：***********液压三种调速回路特性分析报告下面分析三种调速回路为什么在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等特性方面不同。

三种调速回路特性比较1、首先分析比较进出油回路与旁油回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）进油节流调速回路:液压缸动作后，活塞杆缓慢动作，逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大；在运行过程中，可以看到活塞杆动作时快时慢，这个是由于进油口有节流阀限制流量，而在回油口又没有背压阀的原因，所以运动平稳性差；通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口，所以启动冲击小；另外多余的油液被溢出，所以工作效率低。

在本回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。

（2）回油节流调速回路:节流阀在回油路中，所以这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。

（3）旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同，它的节流阀和执行元件是并联关系，节流阀开的越大，活塞杆运行越慢。

这种回路适用于负载变化小，对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合，例如牛头刨床的主传动系统，有时候也可用在随着负载增大，要求进给速度自动减小的场合。

2、分析比较用节流阀和用调速阀在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变，通过的流量也基本不变，因而回路的速度-负载性将得到改善，旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。

调速阀节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7-6所示3、分析比较限压式和稳流式容积节流调速回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别：（1）限压式容积节流调速回路变量泵输出的流量P q 和进入液压缸的流量1q 相适应。

11.1.3进气节流调速回路与排气节流调速回路特性速度控制是指通过对流量阀的调节，达到对执行元件运动速度的控制。

因气动系统使用功率不大，故调速方法主要有节流调速，常常使用排气节流调速。

一、进气节流调速回路进气节流调速回路：把节流阀放在空气压缩机与气缸之间，通过改变进气量大小来实现调速，实际回路如下图。

图1 进气节流调速回路图1为进气节流调速回路。

在图示位置时，当气控换向阀不换向时，进入气缸A腔的气流流经节流阀，B腔排出的气体直接经换向阀快排。

该回路通过调节节流阀口的开度来实现进气量的变化，以调节气缸运动速度，当节流阀开度较小时，由于进入A腔的流量较小，压力上升缓慢。

当气压达到能克服负载时，活塞前进，此时A腔容积增大，结果使压缩空气膨胀，压力下降，使作用在活塞上的力小于负载，因而活塞就停止前进。

待压力再次上升时，活塞才再次前进。

这种由于负载及供气的原因使活塞忽走忽停的现象，叫气缸的“爬行”。

节流供气多用于垂直安装的气缸的供气回路中。

二、排气节流调速回路排气节流调速回路：把节流阀放在气缸出口处，通过改变排气量的大小来实现调速。

排气节流调速回路因为有一定的背压，所以运动相对平稳，但是启动时有前冲现象。

图2 排气节流调速回路图2为排气节流调速回路，在图示位置时，当气控换向阀不换向时，气流直接进入气缸A腔，B腔排出的气体经节流阀回到换向阀，该回路通过调节节流阀口的开度来实现排气量的变化，同时给气缸排气口有一个背压，以调节气缸运动速度。

排气节流调速回路具有下述特点：1. 气缸速度随负载变化较小，运动较平稳；2. 能承受与活塞运动方向相同的负载（反向负载）。

三、两种调速回路选用原则进气节流调速回路选用原则：由于进气节流调速回路主要靠压缩空气的膨胀使活塞前进，故这种节流方式很难控制气缸的速度达到稳定。

一般用于单作用气缸、夹紧缸和低摩擦力气缸等速度控制。

排气节流调速回路选用原则：由于排气节流调速回路可以使气缸活塞运行稳定，是最常用的回路，故排气节流应该用于双作用气缸。

三种调速回路的工作原理
调速回路是在工业控制中常用的一种电路，它可以调节电机的转速，以达到控制设备运行的目的。

根据不同的调速方式，调速回路可以分为三种类型：电压调速回路、电流调速回路和频率调速回路。

电压调速回路是最常见的一种调速方式，它通过改变电机的电压大小来实现调速。

在电路中，通过变压器、晶闸管等组件将电源电压变换成满足电机需要的电压，从而改变电机的转速。

这种方式不仅简单可靠，而且价格低廉，因此在很多场合被广泛应用。

电流调速回路是另一种常见的调速方式，它是通过改变电机的电流大小来实现调速。

在电路中，通过变压器、晶闸管等组件限制电机的电流大小，从而影响电机的转速。

相较于电压调速回路，这种方式可以更精准地控制电机的转速，因此被广泛应用于一些对转速要求较高的场合。

频率调速回路是利用电子器件将交流电源的频率改变来实现调速。

在电路中，通过变频器等组件将电源电压的频率变换成满足电机需要的频率，从而改变电机的转速。

这种方式可以实现精细的调速控制，但价格相对较高，多用于对调速要求特别高或需要精细控制的场合。

总的来说，三种调速回路各有优缺点，根据不同的场合和需求选择合适的调速方式才能发挥最佳的效果。

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调速回路的方法辨别比较速度稳定性及回路效率调速回路是控制电机运行速度的重要组成部分，主要用于调节电机的转速以满足特定的工作需求。

调速回路的方法有多种，每种方法都有其特点和适用场景。

一、调速回路的方法1.串接电阻法：这是最简单的调速方法之一、通过在电动机的电路中串接电阻来降低电流，进而降低输出转矩，从而达到调速的目的。

这种方法简单经济，但效率较低，速度稳定性差。

2.多级电压变换法：通过多级电压变换来调节电机的运行速度。

可以利用变压器、自耦变压器等进行多级电压变换，从而实现调速的目的。

这种方法适用于对电机的转速变化范围要求不高的场景。

3.电磁调速法：通过改变电磁场的大小和方向来控制电机的转速。

可以通过改变电场电流、磁场电流、永磁体磁通量等来实现转速的调节。

这种方法适用于对电机要求较高的场景，如高精度定位控制等。

4.变频调速法：通过改变电机供电频率来调节电机的转速。

可以通过变频器等设备将固定频率的电力供应转换成可变频率的电力供应，从而实现电机的调速。

这种方法适用于对电机转速变化范围要求较高的场景。

5.直流调速法：通过改变直流电机的电压或电流来控制转速。

可以通过改变电枢电压、电枢电流、励磁电流等来实现转速的调节。

这种方法适用于对电机精确控制要求较高的场景。

二、辨别、比较速度稳定性速度稳定性是衡量调速回路效果的重要指标之一，一般通过转速的波动情况来进行评估。

通过这一指标可以判断调速回路对电机转速的控制能力。

各种调速回路方法的速度稳定性有所差异。

例如，串接电阻法由于其简单性和低成本，常用于一些简单的调速场景，但其速度稳定性较差；而变频调速法和直流调速法由于其对电机供电频率或电压的精确控制能力，能够实现较好的速度稳定性。

三、回路效率比较回路效率是指调速回路将输入能量转化为有用输出能量的能力。

同样，回路效率也是衡量调速回路质量的重要指标之一回路效率一般通过能量损耗来评估。

调速回路中存在能量损耗，包括电阻内部的电阻损耗、电磁调速中的铁损耗和铜损耗等。

节流调速回路
1 节流调速回路
节流调速回路是机器自动调节系统中常用的一种回路。

它是利用流量调整器采用节流（有时也叫减压）原理，调整流量大小，从而改变工作介质在管道中的吸力，从而实现对装置运行状态的调节。

节流调速回路是一种比较简单而又通用的调速系统，用来控制机器的速度与位置；通过控制阀来控制容积流量，以调节介质的运动和机器的运动；相当于在启动过程中一种闭环的控制系统，回路的闭合状态保持流量回路稳定。

回路构成：节流调速回路由配气管路、流量调节阀和信号反馈元件组成，通过控制阀来控制介质流量；同时，信号反馈元件将外部要求的目标值与实际测量值进行比较，产生控制信号；根据控制信号控制流量调节阀，实现对机器运行的控制。

优势：节流调节系统的优势在于它可以实现专家系统的控制，只需少量的外部刺激。

它具有简单、可靠、维护方便等优点，因此在石化、矿山、煤炭、纺织等行业中得到了广泛的应用，其中身份识别、记忆设备、称重、仪表盘等场景均具有较强的安全性。

节流调速回路由于优良的调节性能和节能特性，在众多领域中得到了广泛的应用。

相比其他调节方法，节流调节回路结构更加简单，
能更好的控制机器的运行状态，并且在消耗能源时也有较大的节约性，使机器更加经济高效。

实验二节流调速回路性能实验一、实验目的1•了解节流调速回路的构成，掌握其回路的特点。

2•通过对节流阀三种调速回路性能的实验，分析它们的速度一负载特性，比较三种节流调速方法的性能。

3.通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能。

二、实验原理原理图见图1. 通过对节流阀的调整，使系统执行机构的速度发生变化。

2. 通过改变负载，可观察到负载的变化对执行机构速度的影响。

三、实验仪器实验台、秒表四、实验内容1. 采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能。

2. 采用节流阀的出口节流调速回路的调速性能。

五、实验原理图及说明整个实验系统分为两大部分：实验回路部分和加载回路部分。

左边部分为实验回路，油缸19 为工作油缸，通过调节节流阀7、8、9 及单向调速阀6 的开口大小，可分别构成三种节流调速回路。

电磁换向阀3用于油缸19 换向，溢流阀2 起限压和溢流作用；右边部分为加载回路，油缸20 为负载油缸（注意：加载时一定要是油缸20无杆腔进油），负载的大小由溢流阀11 调节。

六、实验步骤（参考实验系统原理图）本实验主要需解决的问题是：各种调速回路如何构成，主油缸运动速度的调节，如何加负载及负载大小的调节。

1．进口节流调速回路1）实验回路的调整a）将调速阀6、节流阀9关闭、节流阀7调到某一开度,回油路节流阀8全开。

b）松开溢流阀2，启动液压泵1，调整溢流阀，使系统压力为4MPa。

c）操纵电磁换向阀3，使主油缸19往复运动，同时调节节流阀7 的开度，使工作缸活塞杆运动速度适中（使油缸19 空载时向右运动全程时间为4S 左右）。

d）检查系统工作是否正常。

退回工作缸活塞。

2）加载回路的调整（1）松开溢流阀11，启动油泵18。

（2）调节溢流阀11 使系统压力为0.5MPa。

（3）通过三位四通电磁换向阀17 的切换，使加载油缸活塞往复运动3—5 次，排除系统中的空气，然后使活塞杆处于退回位置。

3）节流调速实验数据的采集（1）伸出加载缸活塞杆，顶到工作缸活塞杆头上，通过电磁换向阀 3 使工作缸19 活塞杆推着加载缸20活塞杆一起向右运动。

几种节流调速回路的应用区别1．进油节流调速回路:液压缸动作后，活塞杆缓慢动作，逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大；在运行过程中，可以看到活塞杆动作时快时慢，这个是由于进油口有节流阀限制流量，而在回油口又没有背压阀的原因，所以运动平稳性差；通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口，所以启动冲击小；另外多余的油液被溢出，所以工作效率低。

在本回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。

2.回油节流调速回路:节流阀在回油路中，所以这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。

3．旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同，它的节流阀和执行元件是并联关系，节流阀开的越大，活塞杆运行越慢。

这种回路适用于负载变化小，对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合，例如牛头刨床的主传动系统，有时候也可用在随着负载增大，要求进给速度自动减小的场合。

二、进油及回油调速回路的差别（红色为压力上的区别）进油节流一般直接调整P腔系统过来的流量，起到减小流量从而减慢速度的作用；回油节流主要控制T腔液压油回油箱的流量，起到背压和平稳的作用；(2)进油路节流调速回路的流量阀前后有一定的压力差,当运动部件行至终点停止时,液压缸进油腔压力会升高,使流量阀前后压差减少。

这样即可在流量阀和液压缸之间设置压力继电器,利用该压力变化发出电信号,对系统下一步动作实现控制。

而在回油路节流调速回路中,液压缸进油腔的压力等于溢流阀的调定压力,没有上述压差及压力变化,不易实现压力控制,如果用在回油路上控制时,压力低,可靠性差。

1)承受负值负载的能力回油路节流调速回路的节流阀使液压缸回油腔形成一定的背压，在负值负载时，背压能阻止工作部件的前冲，即能在负值负载下工作；而进油路节流调速由于回油腔没有背压力，因而不能在负值负载下工作。