调速回路
三种调速回路的工作原理
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。
调速回路的原理及应用
调速回路的原理及应用一、调速回路的概述调速回路是控制系统中的重要组成部分，它可以用来调整电机的转速以达到期望的工作要求。
本文将介绍调速回路的原理及其在工业控制系统中的应用。
二、调速回路的原理调速回路的原理是通过控制电机的输入信号来改变电机的输出转速。
调速回路通常由以下几个部分组成：1.传感器：用来测量电机的实际转速，可以是机械传感器、光电传感器等。
2.控制器：根据输入信号和实际转速，计算出控制电机转速所需的输出信号。
3.执行机构：将控制器的输出信号转化为电机的输入信号，例如调整电机的电压、电流等。
4.反馈环路：将电机的实际转速反馈给控制器，用于调整控制器的输出信号。
三、调速回路的应用调速回路在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 工业生产自动化在工业生产中，调速回路广泛用于各种设备和机械的控制，例如输送带、风机、泵等。
通过调整这些设备的转速，可以实现对生产过程的精确控制，提高生产效率和质量。
2. 交通运输调速回路在交通运输领域也有着重要的应用。
例如，在电动车、高铁等交通工具中，通过调整电机的输出转速来控制车辆的速度和行驶稳定性。
此外，调速回路还可以应用于交通信号灯的控制，实现灯光的周期性切换。
3. 风力发电风力发电是一种清洁能源，调速回路在风力发电机组中起着重要的作用。
通过调整发电机的转速，可以最大限度地提高风能的利用效率，同时保护发电机的安全和稳定运行。
4. 机器人技术机器人技术是现代工业自动化的重要组成部分，调速回路在机器人的关节控制中起着关键作用。
通过调整电机的输入信号，可以实现机器人的精确控制和灵活运动，满足不同工作任务的要求。
四、总结调速回路是控制系统中的重要组成部分，它可以实现对电机转速的精确控制。
本文介绍了调速回路的原理及其在工业控制系统中的应用，包括工业生产自动化、交通运输、风力发电和机器人技术等方面。
调速回路在各个领域的应用可以提高生产效率、节能减排，并且有助于推动技术的进步和创新。
调速回路
可见回路中的kv不受负载的 影响，只要加大液压缸的 面积A1减少泵的泄漏就可 能提高速度刚性。 4、应用场合： 适用于负载功率大，运 动速度高的场合，如推土 机、升降机、插床、拉床 等。
二、泵—缸式闭式调速回路
1-- 辅助泵 2-- 溢流阀 3-- 换向阀 a 7 4-- 液动阀 5-- 单向阀 b 6-- 安全阀 7-- 变量泵 6 5 9 8 8-- 安全阀 4 9-- 单向阀
工作原理：通过流量控制阀控制流入执行元件或从 执行元件流出的流量以调节其速度。 按其在工作中泵出口压力是否随负载变化分为：
{ 变压式节流调速回路：旁路
定压式节流调速回路：进口、出口
（一）定压式节流调速回路：
定量泵+溢流阀，泵压力经溢流阀调定不随负载而 变。 1、进油节流调速回路 如图，pp、qp一定， 通过调节节流口的 大小，改变进入液 压缸的流量，即可 调节缸的速度。泵 多余流量经溢流阀 回油箱，故无溢流 阀则不能调速。
4、应用场合：适用于对运动平稳性要求较高，功率较大 的系统如插、拉、刨等机床的主运动系统。
第三节 容积调速回路
工作原理：通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节 执行元件的运动速度。 特点：此回路，由于液压泵输出的油液直接进入执行元件， 没有溢流损失和节流损失，而且工件压力随负载变化而变化， 因而效率高，发热少。 缺点：变量泵和变量马达结构比较复杂，成本较高。 使用场合：用于负载功率大，运动速度高的液压系统中如拉 床、龙门刨床系统、工程机械、矿山机械等. 分类：1）按油液循环方式不同，分为：开式、闭式。
液压缸的输出功率：
P1=F*v=p1*q1=(qp- q)p1
液压传动第八章 调速回路 & 第九章 其它基本回路
出口节流调速回路
进-出口节流调速回路
调速回路的特性：
1. 机械特性：是以它所驱动的液压缸工作 速度和外负载之间的关系来表达的。
对于进口节流回路，若不考虑各处摩擦力作 用时，活塞工作速度、活塞受力方程和进油路 上的流量连续方程分别为：
q1 v A1
p1 A1 F q1 qT CAT 1pT 1 CAT 1 pp p1
§8.3 容积调速回路
工作原理：通过改变回路中变量泵或变量马 达的排量来调节执行元件的运动速度。
特点：效率高、发热小。
(液压泵输出的油液直接进入执行元件，无溢 流损失和节流损失，工作压力随负载变化)。
按油液循环方式不同，容积调速回路可分为：
开式容积调速回路(执行元件排油回油箱)；
闭式容积调速回路(回油直接进泵吸口)。
式中：v—活塞运动速度；q1—流入液压缸的流量； A1—液压 缸工作腔的有效工作面积；pp —液压泵供油压力(回路工作压 力)； p1 —液压缸工作腔压力；pT1 —进油路上节流阀的工作 压差；AT1 —节流阀通流截面积；C和 —节流阀的系数和指 数； F —液压缸的外负载。
由上述三式可得速度-负载特性方程：
PP pP qP P 1 p1q1
P Pp P 1 pp qp p1q1 pp q pT1q1
式中：Pp、 P1—回路的输入、输出功率； Δ P—回路的功率损失； qp—液压泵在供油压力下的输出流量； Δ q—通过溢流阀的流量。
上式表明定压式进口节流调速回路的功率 损失包括两部分： 溢流损失Δ P1，它是流量Δ q在压力pp下流 过溢流阀所造成的功率损失； 节流损失 Δ P2 ，它是流量 q1 在压差 Δ pT1 下 通过节流阀所造成的功率损失。
调速回路
南昌大学
限压式变量泵和调速阀、背压阀的调速回路（书上称定压式容积节流 调速回路）
曲线ABC是限压式变量泵的压力－流量特性，曲线CDE是调速阀在某一 开度时的压差－流量特性，点F是泵的工作点。这种回路无溢流损失，但 有节流损失，其大小与液压缸的工作压力有关。 仅调速回路效率 η＝p1q1/ppqp=p1/pp 总的回路效率 液压缸工作腔压力
路常称为恒转矩调速回路。
回路的速度刚性受负载变化
影响的原因 随着负载增加， 因泵和马达的泄漏增加，致 使马达输出转速下降。 回路的调速范围 Re≈40。
南昌大学
定量泵—变量马达闭式调速回路 泵的转速 np 和排量VP视为常数，改变马达的排量VM可使马达
转速 nM 与 VM 成反比，马达的输出转矩 TM 与VM 成正比，马 达的输出功率PM不会因调速而发生变化，所以这种回路常称为 恒功率调速回路。
多执行元件控制回路— 控制几个执行元件间的工作循环。
南昌大学
速度控制回路
速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的 问题。 1、调速回路 调节执行元件运动速度的回路。分为无 级变速型调速回路和有机变速型调速回路。前者又分为
定量泵供油系统的节流调速回路 变量泵（变量马达）的容积调速回路 容积节流调速回路
南昌大学
一、定压式节流调速回路
使用定量泵并且必须并联一个溢流阀，泵的压力 由溢流阀调定后，基本保持不变。回路中液压缸 的流量由节流阀调节，而多于油量由溢流阀流回 油箱。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀 起压力补偿或安全作用。 下面分析定压式节流调速回路的速度负载特性、 功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道 压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为 薄壁小孔，节流口压力流量方程中 m＝1/2。 机械特性（即速度负载特性、速度刚性 ）、功率 特性（自身功率损失、功率损失分配情况、效 率）、调速特性（调速范围）
液压传动第8章-调速回路new
10
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响旳程度，它是回路对负载变化抗 衡能力旳一种阐明。
某处旳斜率↓→kv↑→机械特征越硬→活塞 运动速度受负载变化旳影响↓→活塞在负载下 旳运动越平稳。
11
影响kv旳原因： 1、当AT1不变时，F↓→kv↑ 2、当F不变时，AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp，A1，φ旳变化受其他条件旳限制)
25
29
三、节流调速回路工作性能旳改善
使用节流阀旳节流调速回路，机械 特征都比较软，变载下旳运动平稳性都 比较差。为了克服这一缺陷，回路中旳 流量控制元件能够改用调速阀或溢流节 流阀。
上述这些性能上旳改善都是以加大 整个流量控制阀旳工作压差为代价旳 （一般工作压差至少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
46
§7-4 三类调速回路旳比较和选用
一、调速回路旳比较 液压系统中旳调速回路应能满足如下旳某
些要求，这些要求是评选调速回路旳根据。 1、能在要求旳调速范围内调整执行元件旳工作
速度。 2、在负载变化时，已调好旳速度变化愈小愈好，
并应在允许旳范围内变化。 3、具有驱动执行元件所需旳力或转矩。 4、使功率损失尽量小，效率尽量高，发烧尽量
式中：Rp — 变量泵旳调整范围； q — tmax 变量泵旳最大理论流量。
34
(二)、泵 — 缸式闭式容积调速回路
1、辅助泵 2、溢流阀 3、换向阀 4、液动阀 5、单向阀 6、安全阀 7、变量泵 8、安全阀 9、单向阀
37
35
某些元件在回路中旳作用
1、双向变量泵：除了给液压缸供给所需旳 油液外，还能够变化输油方向，使液压 缸运动换向(换向过程比使用换向阀平稳， 但换向时间长)。
调速回路
一、2. 1变量泵-定量马达（或缸）容积调速回路
一、2. 2定量泵-变量马达容积调速回路
一、2. 3变量泵-变量马达容积调速回路
一、3. 容积节流调速回路
速度控制回路
概述
q 液压缸: v A q 马达: n V
调速回路 增速回路
A C, q , v . q , V , n
换速回路
一、调速回路
一、1.节流调速回路
通过改变节流口的通流截面积来调节流量
一、1.1进口节流调速回路
1.系统组成 定量泵、节流阀、溢流阀 和执行元件。 2.工作原理:定压式节流调速回路
调节AT ， q1 变，v变。
变压式节回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节 执行元件的速度。 优点：效率高、发热小。 （没有溢流损失和节流损失） 缺点：结构复杂，成本高。 应用：大功率系统。 开式回路：执行元件排油回油箱 闭式回路：回油直接进泵吸口。 副油箱（补油）
优点：结构简单、价格低廉。 缺点：效率低。 应用：负载变化不大，低速、小功率的场合。
一、1.2 回油节流调速回路
特点：定压式节流调速回路 速度-负载特性同进口 节流调速回路一样。 区别： 1.有背压，运动平稳性好。 2.能承受负值负载。 3.发热影响小。
一、1.3 旁路节流调速回路
qp q1 qT
调速回路的调速原理
调速回路的调速原理调速回路是用于控制发电机或电动机转速的一种自动控制系统，也称为调速系统。
调速回路的主要作用是根据负荷的需求和输入信号，控制发电机或电动机的输出转速。
通过调整系统的输入信号来实现转速的稳定控制。
调速回路通常由传感器、调速器、执行器和反馈装置组成。
调速回路的原理基于负反馈控制的理论，它的工作过程分为三个主要的阶段：传感器采集信号、调速器处理信号、执行器调整输出。
下面将详细介绍每个阶段的具体工作原理。
第一阶段是传感器采集信号。
传感器是调速回路中最关键的组件之一，负责采集控制系统的反馈信号，并将其转化为电信号。
传感器的类型根据具体应用而异，常用的传感器包括速度传感器、转矩传感器、位置传感器等。
传感器将采集的信号传递给调速器进行处理。
第二阶段是调速器处理信号。
调速器是调速回路中的核心部件，负责根据传感器采集的信号进行信号处理和控制。
调速器可以根据负载需求来调整输出信号，以实现转速的稳定控制。
调速器的主要功能是将输入信号与设定值进行比较，并根据误差信号来调整输出信号。
常用的调速器包括PID控制器、比例控制器、积分控制器等。
PID控制器是调速回路中最常用的调速器。
PID控制器通过比例、积分、微分三个部分的组合来实现系统的稳定控制。
比例部分用于根据误差信号调整输出信号的大小，积分部分用于累积误差信号并进行补偿，微分部分用于预测误差信号的变化趋势。
PID控制器可以根据系统的实际情况进行参数调整，以满足转速控制的要求。
第三阶段是执行器调整输出。
执行器是调速回路中的最后一环，负责将调速器输出的信号转化为对发电机或电动机的控制操作。
执行器可以是继电器、电磁阀、变频器等，根据具体应用而定。
执行器的主要作用是调整发电机或电动机的输出功率，以实现转速的稳定控制。
除了上述三个主要阶段，调速回路中还需要有反馈装置来测量实际的转速，并将其与调速器输出的信号进行比较，以实现闭环控制。
反馈装置通常是速度计或编码器，用于测量实际转速，并将测量值送回调速器进行处理。
(液压与气压传动)第8章调速回路
定压式进口节流调速回路 的机械特性
8
第八章 调速回路
速度刚性
活塞运动速度受负载影响的程度，可以用回路速度刚性这个指标来评定， 速度刚性kv是回路对负载变化抗衡能力的一种说明，它是机械特性曲线 上某点处斜率的倒数。
有溢流是这种调速回路能够正 常工作的必要条件。
6
a）
b）
定压式节流调速回路 a）进口节流式 b）出口节流式
第八章 调速回路
机械特性
液压缸速度与外负载的关系：
v q1 A1
p1A1 F
q1 CAT1pT1 CAT1 pp p1
式中:
v——活塞运动速度； q1——流入液压缸的流量； A1——液压缸工作腔有效工作面积；
3）实现压力控制的方便性。进油节流调速回路中，进油腔的压力将随负载而变化， 当工作部件碰到死挡块而停止后，其压力将升到溢流阀的调定压力，利用这一压力 变化来实现压力控制是很方便的。但在回油节流调速回路中，只有回油腔的压力才 会随负载变化，当工作部件碰到死挡块后，其压力将降至零，利用这一压力变化来 实现压力控制比较麻烦，故一般较少采用。
功率特性
调速回路的功率特性是以其自身的功率损失(不包括液压泵、液压缸和管 路中的功率损失)、功率损失分配情况和效率来表达的。
定压式进口节流调速回路的输入功率(即定量泵的输出功率)、输出功率
和功率损失分别为
Ppppqp
式中，Pp为回路的输入功率；P1为 回路的输出功率；ΔP为回路的功率
P1p1q1
损失；qp为液压泵在供油压力pp下
前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力不随负载变化而变化，故 又称为定压式节流调速回路；而旁路节流调速回路中，由于回路的供油 压力随负载的变化而变化，故又称为变压式节流调速回路。
第八章调速回路(液压传动与控制)
q1 A1
活塞受力方程：
F p1 A1
缸的流量方程：
F q1 CAT 1 ( p p p1 ) CAT 1 ( p p ) A1
南昌大学
第二节 节流调速回路
1、进油节流调速回路
（1）速度负载特性：调速回路的速度－负载特性也称为机械 特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下，负载变 化所引起速度变化的程度。 于是有：
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路
变压式节流调速回路有称为旁路节流 调速回路。这种回路使用定量泵，并且 必须并联一个安全阀，并把节流阀安装 在与主油路并联的分支油路上。 旁路节流调速回路泵的出口压力由负 载决定，溢流阀作为安全阀，节流阀调 节排回油箱的流量。
当不考虑泄漏和压缩时，活塞速度：
q2 CAT1 ( p2 p3 ) CAT p2
南昌大学
第二节 节流调速回路
2、回油节流调速回路
（1）速度负载特性：在不计管路压力损失和泄漏的情况 下，回路中液压缸的速度表达式为：
q2 A2
回路速度刚性kv为
CAT1 ( pp A1 F )
(1 ) A2
1 pp A1 F A2 k 1 CAT1 ( pp A1 F )
南昌大学
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路根据节流阀在回路中的位臵分为进口 节流调速回路、出口节流调速回路、进出口节流调速回路。这 种回路都使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀。液压系统常 常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作 循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
1、进油节流调速回路
三种调速回路的工作原理
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。
- 1 -。
速度控制回路
液压、液力与气压传动技术
用于各种类型液压操作系统中。 缺点：压力油通过节流口和从旁路流回油箱均有能量损失，导致
系统发热和效率降低。 （1）进口节流调速回路
进口节流调速回路如图7.14所示。
Page ▪ 3
速度控制回路
节流阀串接在液压缸的进油路 上，用它来控制进入液压缸的流 量，调节液压缸的运动速度。多 余流量经溢流阀流回油箱。泵的 供油压力由溢流阀调定。
图3 用行程阀的快慢速换接回路
速度控制回路
2、两种慢速的换接回路
图4所示为二调速阀串 联的两次工进速度切 换回路。
Page ▪ 19
图4 二调速阀串联的两工进速度换接回路
速度控制回路
图5所示为二调速阀并联的两工进速度换接回路。
Page ▪ 20
图5二调速阀并联的两工进速度换接回路 1.主换向阀；2，3.阀；A，B.调速阀
图2 蓄能器供油快速运动回路
速度控制回路
1.3速度换接回路
1、快速与慢速的切换回路 图3所示的是一种采用行程阀的快慢速换接回路。 优点：回路的快慢速换接比较平稳，换接点的位置比较准确。 缺点：是不能任意改变快慢行程的位置，管路连接较为复杂。
Page ▪ 17
Page ▪ 18
速度控制回路
1.液压泵； 2.换向阀； 3.液压缸； 4.行程阀； 5.单向阀； 6.节流阀。
此外无背压，同样不能承受负值载荷，工作平稳性也差。
Page ▪ 6
速度控制回路
上述三种回路速度均存在速 度受负载影响大，变载荷下的 运动平稳性都比较差的缺点。 为了克服这个缺点，回路中的 节流阀可由调速阀来代替。
Page ▪ 7
图7.16 旁路节流调速回路
速度控制回路
速度控制回路(调速回路)
调
速 回
容积调速回路
采用变量泵或变量马达，改 变它们的排量
路
容积节流调速回路
同时采用变量泵和流量阀来 达到调速的目的
1.1节流调速回路
节流调速回路主要是由定量泵、溢流阀、流量控制阀和液压 执行元件等组成。其调速原理为，节流调速回路是通过调节流量 控制阀的通流截面面积大小来改变进入液压执行元件的流量，从 而实现运动速度的调节。
回路结构简单，油液冷却充分；但油箱体积较大，空气和赃 物易进入回路。
闭式回路：液压泵将油输入执行机构的进油腔，又从执行机
构的回油腔吸油。 结构紧凑，只需很小的补油箱，杂物不易进入回路，但冷
却条件差。为了补偿工作中油液的泄漏，一般设辅助泵补油。
定量泵-变量马达容积调速回路
液压泵转速np和排量Vp都是 常值，改变液压马达排量Vm时， 马达输出转矩的变化与Vm成正比， 输出转速nm则与Vm成反比。
回油口节流调速回路
节流阀串联在液压缸的回 油路上，控制缸的排油量来实 现速度调节。
由于进入缸的流量q1受到回油 路上q2的限制，调节q2，也就调 节了进油量q1。
定量泵输出的多余油液经 溢流阀流回油箱，溢流阀调整 压力pp基本保持稳定。
速度-负载特性
可以推导出该类回路的速度 负载特性方程为：
回油节流调速和进油节流 调速的速度负载特性和速度刚 性基本相同。
马达的输出功率Pm和回路的 工作压力p都由负载功率决定， 不因调速而发生变化，所以这种 回路常被称为恒功率调速回路。
➢当AT一定时，负载越大，速度 刚度越大；当负载一定时，AT越 小，速度刚度越大；
速度-负载特性 速度负载特性曲线
回路的最大承载能力随节流 阀通流面积AT的增加而减小。
调速回路原理图
调速回路原理图
调速回路的基本原理可以通过下图表示：
[调速回路原理图]
说明：
1. 发电机为主动力源，通过与调速器相连的机械部件，输出带动被控对象（如电机、涡轮等）。
2. 传感器用于感知被控对象的运行状态，通常通过测量输出信号的变化来反映实际运行速度。
3. 控制器接收传感器的反馈信号，与设定值进行比较，并输出误差信号。
4. 误差信号进一步经过滤波器进行处理，以去除噪声干扰，得到平滑的控制信号。
5. 控制信号经过放大器放大后，作为输入信号传送给执行器，由执行器对被控对象进行调节控制。
6. 被控对象在接收到执行器的控制信号后，相应地调整自身的运行状态。
7. 调速器根据被控对象的反馈信号与设定值之间的差异，不断调整输出信号，使得被控对象的实际运行速度逐渐接近设定值。
8. 循环中的负反馈机制使得调速回路能够实现稳定的自动调节，确保被控对象始终保持在设定值附近。
根据以上原理图，调速回路能够实现对被控对象速度的精确控制和稳定调节。
速度控制回路
节流调速回路-旁油路节流阀节 流调速回路
旁油路节流调速 图示： 回路速度-负载 曲线
旁油路调速回路速度-负载曲线
节流调速回路-旁油路节流阀节 流调速回路
功率消耗：比进油、回油路调速 回路小，效率较高。
功能：常用于高速重载且对速度 平稳性要求不高的较大功率的液 压系统中。
节流调速回路-回油路节流阀节 流调速回路
回油路节流阀节 原理图： 流调速回路原理： 该回路将节流阀 串联在回油路上， 通过控制从液压 缸回油腔流出的 压力油的流量， 达到控制进入液 压缸无杆腔的流 量的作用，实现 速度调节。
节流调速回路-回油路节流阀节 流调速回路
回油路节流调速 图示： 回路的速度负载 -曲线
速度控制回路—节流调速回路
速度控制回路主要包括：
●节流调速回路 ●容积调速回路 ●节流容积调速回路
节流调速回路按流量阀的不同分为：
● 节流阀节流调速 ●调速阀节流调速Βιβλιοθήκη 速度控制回路—节流调速回路
节流调速回路按控制阀安装位置不 同分为：
进油路节流阀节流调速回路 回油路节流阀节流调速回路 旁油路节流阀节流调速回路
节流调速回路-进油路节流阀节 流调速回路
进油路节流调速 图示： 速度-负载曲线
进油路调速回路 速度-负载曲线
节流调速回路-进油路节流阀节 流调速回路
功率消耗：它与载速度无关。低 速轻载时，效率低、发热大。
功能：该回路适用于轻载、低速、 负载变化不大和对速度稳定性要 求不高的小功率液压系统。
回油路调速回路速度 负载-曲线
节流调速回路-回油路节流阀节 流调速回路
功率消耗：与负载、速度无关。 低速轻载时，效率低、发热大。
功能：常用于负载变化较大，要 求运动平稳的液压系统中。
调速回路概述节流调速回路
三、节流调速回路工作性能的改进： １、将节流阀换成调速法或溢流节流阀
Ｆ－v曲线 得到明显 改善，见 图8-2
定压式
Ｆ－v曲线 得到明显 改善，见 图8-2图8-7
变压式
变压式
2、比例阀、伺服阀、数字阀采用闭环控制: 成本高、系统复杂
作业
１、画出你所掌握的节流调速回路，叙述其 工作原理，分析其Ｆ—ｖ特性及效率。 ２、如何改进节流调速回路的性能？
３、调速特性：某个负载下的调速范围
v
q1 A1
CAT1( pP A1 A11
F)
由上式可得某个负载下，定压式进口节流调速回路的
调速范围为：
RC
vmax vmin
AT1max AT1min
RT1
上式表明：定压式进口节流调速回路的调速范围只受 流量控制元件（(a)图中为节流阀）调速范 围的限制。
结论:使用节流阀的定压式节流调速回路，结构简单，价格
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路的特点：
液压泵出口处的压力由溢流阀调定，负载的速度由节 流阀调定，多余的油液由溢流阀溢流。
１、机械特性
以(a)图为例，可得：
v q A1
p1A1 F q1 CAT1pT1 CAT1( pP p1)
整理后可得：
v
q1 A1
CAT1( pP A1 F ) A11
根据不同的 阀开口量， 可得该回路 的机械特性 曲线F-v曲线 如图8-2所示
特性： 节流阀开口 一定的情况 下，负载的 速度随负载 变大而减小
速度刚度——负载运动速度受负载大小变化的影响程度
kv
F v
1 tgα
kv
CAT1
第八章 调速回路
泵的工作曲线 调速阀的 流量
q1 P
p1 pp
△P
例： 图示液压回路，限压泵调定的p-q如图，调速阀调定的流 量为2.5L/Min,A1=2A2=50cm2,不计管路损失,求(1)缸的 工作压力p1;(2)当F=0和F=9000N时调速阀上的压差。 A1 p1 A2 p2
F
q(L/Min)
1、限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路
V F
P1 P2
q1
qp
PP
特点：
1、 qP= q1 2、一旦泵的p-q曲线和调速阀的开度调定，则泵的工 作压力就确定； 3、△P= pp- p1= pp-（F+P2A2）/A1，F很小时， △P很 大，节流损失大，故该系统不宜用在 负载变化，且长 时间在小负载下工作的场合。
pp A1 PP ( A A1 ) P1 A FS
△p= PP- P1=Fs/A ,而负载变化过程中，Fs变 化很小。
（四）有级调速回路
调速回路的比较和选择
调速回路的选择主要考虑以下问题： （1）负载力、调速范围、负载特性和低速稳压 性要求。
这些因素决定了所需压力、流量和功率。据 统计，功率在2～３kW以下的液压系统宜采用节 流调速；功率在3～5 kW以上时，宜采用容积调 速。要求调速范围大而低速稳定性好的系统，采 用节流阀调速或容积节流阀调速。此外，负载变 化大小，负载特性也是选择调速回路的依据。
V
A1 A2
P1
V
P
F
q1 qP Pp
q2
P2
qy 出口节流调速回路
调速阀
1
FMAX
F
出口节流阀调速特性
进口节流调速回路、出口 节流调速回路的速度刚度：
容积调速和容积节流调速及回路
回路图
差压式变 量泵和节 流阀调速 回路工作 原理
工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。
○ qP > q1时，pP↑， 定子右移，e↓，qP↓
<
○ qP < q1时，pP↓，
定子左移，e↑，qP↑
直至qP = q1，v=c。
差压式变量泵和节流阀调速回路特点
虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即q1不受负载变化影响 ∵定子受力平衡方程 pPA1+pP(A2-A1)=p1A2+FS ∴ △p = pP-p1=FS/A2=c 又∵ pP随负载变化而变化，p1也变化， ∴ 称变压式容积节流调速回路，且△qP小;η高 因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快而发生振动。 这种回路适用于负载变化大、速度较低的中小功率系统。
干扰了其他的液压缸的正常工作，所以对进给稳定性要求较高的多缸液压系统，必须 采用互不干扰回路。 双泵供油的多缸工作的互不干扰回路。
v=c △pmin = pP - p1= < 调速阀正常工作， △P最小 0.5Mpa(中低压) ;1 Mpa（高压） 若△P
①过大，△P大易发热 ②过小，v稳定性不好
限压式变量泵和调 速阀调速回路特点
∵ 本回路的pP为一定值 ∴ 称定压式容积节流调速回路 又∵ 若负载变化大时，节流损失大，低速工 作时，泄漏量大，系统效率降低 ∴ 用于低速、轻载时间较长且变载的场合 时，效率很低。 故 本回路多用于机床进给系统中。
01
1.定义：
各执行元件严格按预定 顺序运动的回路称为顺 序运动回路。
如：组合机床回转工作 台的抬起和转位、
定位夹紧机构的定位和 夹紧、
进给系统的先夹紧后进 给等。
02
2.分类：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
b)该回路是出口节流调速 回路，由于油液经节流阀 后直接回油箱，故可以减 小系统发热和泄漏，而节 流阀又起背压阀的作用， 故运动平稳性好。同时还 具有承受负值负载的能力。
调速回路的分析与顺序表的编写 1）任务内容
在右图中，调速阀1的 节流口较小，调速阀2 的节流口较大小，指出 元件1、元件2、元件3 的名称，试编制液压缸 活塞完成“快速进给 中速进给 慢速进给 快速退回 位停止”工 作循环的电磁铁循环表。
输入无杆腔的流量
2 q1 v2 D 0.5 0.72 L / min 0.2 L / min 4 4
由于q1<qp泵的输出流量远远满足工进速度要求的 流量，而调速阀的最小稳定流量为0.05L/min,小 于计算值qT=0.1L/min,故满足要求。选择调速阀 Q-10B。
任务二：
该回路是出口节流调速，由于是3位调 速阀，故和两个调速阀配合使用可实现 三种速度：不经过调速阀、经过两个调 速阀、经过一个调速阀。由于有多余的 油液经溢流阀流回油箱，造成功率损失， 故效率较低。
2、提高
问题：其他的调速方法有哪些？ 其发展趋势时什么？并举出其 应用实例？ 提示：从液压、电气、计算机 控制策略的角度来考虑。
流阀 的实物图
节流阀 的实物图
节流阀 的结构
单向节流阀工作原理
1 2 3 P2 4
P1
P2
P1
5
a） 图5-16 单向节流阀及图形符号
1—螺母 2—顶杆 3—阀体
a）结构图
4—阀芯
b） b）图形符号
5—弹簧
3） 调速阀
a) 应用场合 b) 工作原理 c) 工作特点
a) 调速阀的应用场合
考虑泄露损失，液压泵的理论为
q p kq 1.2 9.8L / min 11.8L / min
根据以上数据，选择叶片泵YB-16单级叶片泵。
（4）确定调速阀的最小稳定流量能否满足系统要 求 工进时通过调速阀的流量
qT v2 ( D2 d 2 ) 0.5 (0.72 0.52 ) L / min 0.1L / min 4 4
动作名 称 快进 工进 快退
电磁铁
1Y A
+ + -
2Y A
+
行程 阀 抬起 压下 抬起
工进时的压力为
p p p1 p 4.05MPa 0.5MPa 4.55MPa
（3）确定液压泵的流量 快进时为差的连接，其流量为
2 2 3 q v1 d 5 0.05 m / min 9.8L / min 4 4
1、总结 通过节流阀的流量随其进出油 口压差发生变化，而调速阀的 特性曲线基本上是一条水平线， 即进出口压差变化时，通过调 速阀的流量基本不变。
任务一：
该回路是出口节流调速回路，由于油液 经节流阀后直接回油箱，故可以减小系 统发热和泄漏，而节流阀又起背压阀的 作用，故运动平稳性好。同时还具有承 受负值负载的能力。
b. 调速回路特点
1为液压泵，2为先导式溢流阀、 3为三位四通电磁换向阀。 电磁铁动作顺序表为
电磁铁 动作名称 快进 中进
慢进 快退 原位停止
1YA － － + － －
2YA ＋ ＋ －
3YA － － ＋ －
4YA ＋ + + － －
b.该调速回路特点
由于是3位调速阀，故和两个 调速阀配合使用可实现三种 速度：不经过调速阀、经过 两个调速阀、经过一个调速 阀。
该回路是一个较简单的速度调节 回路，由一个调速阀和换向阀完 成速度变换：液流要么经过调速 阀，要么不经过。在选择液压元 件型号时，首先求出各元件所需 的流量和最大压力，然后向较大 值靠近元件的额定压力和额定流 量。
a. 流量控制阀
a)节流阀
b) 调速阀
1） 流量控制阀
功用
分类
流量控制阀功用
功用：通过改变阀口过流面积来
a. 答案总结 b. 调速阀特点总结
（1）工作循环顺序表为
工作循环顺序表
b. 确定液压泵的工作压力 工进时无杆腔所需的压力
F p ( D 2 d 2 ) F pA2 4 p1 2 A1 D 4 15000 N 0.3 106 N 2 (0.07 2 0.052 ) m 2 m 4 4.05MPa 0.07 2 4
该回路是出口节流调 速回路，其速度的换 接是通过3位4通电磁 换向阀，3位实现3种 速度。
在右图中，调速阀1的 节流口较小，调速阀2 的节流口较大小，指出 元件1、元件2、元件3 的名称，试编制液压缸 活塞完成“快速进给 中速进给 慢速进给 快速退回 位停止”工 作循环的电磁铁循环表。
a. 参考答案
调速阀的选型与速度控制回路 分析与设计
在一幢大楼里，当相同的水龙头全部 打开时，一楼和10楼的相比，哪一层 的流量大？当水龙头开口相同时，如 何使其流量相同？
调速回路的分析
1、任务内容
已知液压缸的内径D=70mm， 活塞杆直径d=50mm,工作负 载F=15kN，一切摩擦力忽略 不计。快速运动速度 v1=5m/min, 工进速度 v2=0.05m/min,调速阀压差 Δp=0.3MPa，系统总的压力 损失∑Δp=0.5MPa。试填写 其工作循环顺序表，计算并 选择系统所需液压元件的型 号。
调节输出流量，从而控制 执行元件的运动速度。
流量控制阀分类
节流阀 调速阀 分流阀
温度补偿调速阀
2）
结构 工作原理 特点
节流阀
节流阀工作原理
工作原理： 调节手轮， 阀芯移动， A变化， q变化。
节流阀特点
特点：∵ 进口压力油通过弹簧腔径 向小孔和阀体上的斜孔同 时作用在阀芯的两端 。 ∴ 即使在高压下，调节阀口 比较方便。
图5-18 调速阀和节流阀特性曲线
已知液压缸的内径D=70mm， 活塞杆直径d=50mm,工作 负载F=15kN，一切摩擦力 忽略不计。快速运动速度 v1=5m/min, 工进速度 v2=0.05m/min,调速阀压差 Δp=0.3MPa，系统总的压 力损失∑Δp=0.5MPa。试表 明其工作循环顺序表，计算 并选择系统所需液压元件的 型号。
∵ q = CA△pφ F变化，△p变化 ， A = C ，q仍变化
∴ v稳定性要求较高时，用调速阀
b) 调速阀工作原理
a）
b）
动画演示
a）结构图
图5-17 调速阀及图形符号 b）图形符号 1—定差减压阀
2—节流阀
c) 调速阀工作特点
通过节流阀的流量 随其进出油口压差 发生变化，而调速 阀的特性曲线基本 上是一条水平线， 即进出口压差变化 时，通过调速阀的 流量基本不变。
六、课外任务
已知如图3所示速度换接液压回路，试回答下列 问题：(15分) （1）A、B、1、2、3各元件名称、作用； （2）系统的工作过程: 快进 一工进 慢进 快退
4YA 3YA
1YA
2YA
徐州工业职业技术学院机械系
课外项目：液压缸差动连接快速回路的
分析
项目内容与分析（参见右 图）：分析工作原理。该回 路由一个2位3通换向阀实 现液压缸的差动连接与正常 连接的切换，由调速阀实现 出口节流调速，与我们本次 课训练的内容比较接近。该 回路的另一个特点是活塞杆 不动，缸体运动