(调速回路)
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。
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(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。
7.3液压速度控制回路——【液压传动与气动技术】
液压缸
变量泵
安全阀 定量液压马达
安全阀
背压阀
变量泵
开式回路
辅助泵
溢流阀
闭式回路
容积调速回路
（定量泵+变量液压马达）
变量液压马达
安全阀
定量泵
容积调速回路
（变量泵+变量液压马达）
变量泵
变量马达
溢流阀
安全阀 辅助泵
容积调速回路的特点及应用
特点：无节流损失和溢流损失,效率高，发热少，成本高，平稳性差。 应用：大功率，对速度稳定性要求不高的液压系统。
容积节流调速回路
流量阀 变量泵
q泵=q阀
特点：无溢流损失,效率高，发热少，用调速阀速度稳定性好。 应用：较大功率，对速度稳定性要求较高的液压系统。
调速回路选用
回油路加背压阀
运
动
平
稳
采用调速阀
性
高
①小功率，速度稳定性高 ②大功率，速度稳定性要求不高 ③大功率，速度稳定性高
2. 快速运动回路
目的：采用快速回路，可以在尽量减少液压泵流量损 失的情况下使执行元件获得快速，以提高生产率。
节流调速回路
• 核心元件：定量泵+流量阀（节流阀或调速阀）。
进油路节流调速回路 回油路节流调速回路 旁油路节流调速回路
进油路节流调速回路 节流开口
p2≈0 v
p 1 q1
q2
A
F负
载
背压阀
A0
p2≠0
改为调速阀 p泵，q泵
v q1 KA0 Δp AA
结构简单，使用方便
可获得较大推力和较低速度
v
v q
A
A
速度控制回路(调速)
干这行，爱这行液压与气动技术--速度控制回路（调速）1节流调速回路目录2容积调速回路3容积节流调速回路速度控制回路：改变执行元件运动速度的回路。
分类：调速*、换速、增速回路等注意熟悉和掌握这些基本回路的组成、工作原理及应用，是分析、设计和使用液压系统的基础。
调速原理：液压缸的运动速度为v=Q/A ; 液压马达的转速为n=Q/V 。
（式中Q-输入执行元件的流量；A-液压缸的有效面积；V-液压马达的排量。
）液压缸改变Q 液压马达改变Q 或V调速回路节流调速回路容积调速回路容积节流调速回路（联合调速回路）调速要求：调速范围大、速度稳定性好、效率高1节流调速回路（一）节流调速回路通过改变节流口的通流截面积来调节流量。
节流阀节流调速按采用流量阀不同调速阀节流调速进油路节流调速按流量阀安装位置不同回油路节流调速旁油路节流调速一、进油节流调速回路如图a，b所示，节流阀同样串联在液压泵和执行元件之间，调节节流阀的通流面积，能否改变执行元件的运动速度？为什么？一、进油节流调速回路1.系统组成：定量泵、节流阀、溢流阀和执行元件。
进油路串联流量阀。
2.工作原理：定量泵供油，泵的压力由溢流阀调定，溢流阀不溢流则不能调速。
进油路节流调速回路节流阀串联在泵和缸之间3、速度-负载特性进油路节流调速回路液压缸稳定工作时的受力平衡方程p 1A = F + p 2A∵ p 2→T p p = p S = C ∴ p 2 = 0 p 1 = F/A 故节流阀两端的压力差为△p=p P -p 1=p P -F/A经节流阀进入液压缸的流量为：q v 1 =CA T △p φ=CA T （P P -F/A ）φ3、速度-负载特性v = q v 1/A = CA T (p P -F/A)φ/A结论：v∝A T 改变A T ，即可改变q 1，改变v 。
A T 调定，v 随F 变化而变化。
进油路节流调速回路液压缸的运动速度：速度-负载特性曲线速度刚度：曲线上某点斜率的倒数。
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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
【全版】调速回路(快速回路)推荐PPT
不同，常用速度刚性 kv 来评价。 Kv=-dF/dv=-1/tgθ=2 (psA1-FL)/v
它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力。
液压缸在高速和大负载时，速度受负载变化的影响大，即回路的 速度刚性差。
回路的输出功率与回路的输入功率之比定义成回路效率。η=(Pp-
泵的转速 np 和马达排量VM 视为常数，改变泵的排量Vp可使马达转速 nM 和输出功率 PM 随之成比例的变化。马达的输出转矩 TM 和回路的工作 压力Δp 取决于负载转矩，不会因调速而发生变化，所以这种回路常称为
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。
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2 V =q2/A2
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
湖南工业大学
进回油节流调速回路的速度负载特性及功率特性
调节节流阀通流面积AT可无级调节液压缸活塞速度，v与AT成正比。
当AT一定时，速度随负载的增加而下降。当v=0时，最大承载能 力Fmax=psA1。
口为薄壁小孔，节流口压力流量方程中 m＝1/2。
湖南工业大学
进、回油节流调速回路
流量连续性方程
活塞受力平衡方程
节流阀压力流量方程
速度负载特性方程
qp=q1+Δq
p1A1=F
q1=KATΔp1/2
=KAT(pp- F/A1)1/2
V =q1/A1
=KAT(pp- F/A1)1/2/A1
qp=q1+Δq ppA1=p2A2+F q2=KATp21/2
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：
6.2 调速回路
性能分析
(1)速度--负载特性 由图可知： 1）AT一定时，F↗，v↘
2）F一定，AT ↗, v ↗
3） AT ↗, v越不稳定 4）重载区v极不稳定
张福霞fxhit@
5
功率特性
进油节流调速回路属于定压式节流调速回路，泵的供油 压力由溢流阀确定，所以泵的输出功率，即回路输入功率为 一常值。
张福霞fxhit@
19
四、容积节流调速回路
容积节流调速回路的工作原理是用压力补偿变量 泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来 调节活塞运动速度，并使变量泵的输出流量自动与液压 缸所需流量相适应。 特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性也比单纯 的容积调速回路好。
多用于工程机械、矿山机械、农业机械和大型机床等大 功率的调速系统中。
6.2 调速回路
6.2.1 调速方法概述 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。 液压缸的速度为： 液压马达的转速:
q n VM
q A
式中
q — 输入液压缸或液压马达的流量； A — 液压缸的有效面积（相当于排量）； VM — 液压马达的每转排量。
张福霞fxhit@
2
目前常用的调速回路主要有以下几种： (1)节流调速回路 (2)容积调速回路 采用定量泵供油，通过改变回 通过改变回路中变量泵或变量
路中节流面积的大小来控制流量，以调节其速度。
马达的排量来调节执行元件的运动速度。 (3)容积节流调速回路（联合调速） 6.2.2 采用节流阀的节流调速回路 节流调速回路有进油路节流调速，回油节路流调速， 旁路节流调速三种基本形式。
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授课教师授课班级三数控授课课时2课时授课形式多媒体
授课章节
名称
第三章液压基本回路
使用教具幻灯片
学习目标1.掌握速度转换回路的工作原理和分类。
2.熟练掌握节流调速回路的工作原理。
3.了解容积调速回路的工作原理。
教学重点熟练掌握节流调速回路的工作原理。
教学难点熟练掌握节流调速回路的工作原理。
教学思路
及方法
运用多媒体技术、讨论法
更新、补充、
删节内容
课外作业
独立完成课本134页5、6题导语
授课主要内容或板书设计
课题：调速回路
一调速回路的原理及类型：
二节流调速回路：1、进油路节流调速回路的原理及应用特点
2、回油路节流调速回路的原理及应用特点
3、旁油路节流调速回路的原理及应用特点
4、比较三种节流调速回路
三容积调速回路的工作原理及应用
四、容积节流调速回路的工作原理及应用
五比较三种调速回路的的特点及应用
六作业布置
课堂教学安排
教学过程主要教学内容及步骤
一、调速回路
节流调速回路
回油节流调速回路
❑功用：控制执行元件的运动速度：包括速度调定和速度切换。
❑分类：调速、快速、换速等回路
一、调速回路
☞原理：缸v = Q/A 马达n= Q/V
☞改变输入执行元件的流量Q，即可改变执行元件速度v。
节流调速流量控制阀
调速方式容积调速变量泵或变量马达
容积节流调速流量阀+变量泵
节流调速回路
◆定量泵供油、节流阀或调速阀调速
◆分类：进油、回油和旁路节流调速
(1)进油节流调速回路
须与溢流阀联合使用
节流阀→液压缸Q
qp <
溢流阀→油箱
✋溢流阀的作用？
★结构简单，效率低(有节流损失和溢流损失）。
——多用于小功率液压系统，如机床进给系统等。
回油节流调速回路
◆通过调节液压缸的回油流量，
而控制输入液压缸的流量:q1=q2
◆具备前述进油节流调速回路
的特点，其主要区别：
①有背压，运动平稳性好；
②发热引起的泄漏小（因节流发热,
可流到油箱冷却)；
③但再次起动有冲击，而进油节流
旁路节流调速回路
二、容积调速回路
3、容积节流调速回路调速则不会。
溢流阀的作用？
(3)旁路节流调速回路
◆节流阀与执行元件并联：
输入液压缸流量Q=qp-qT
◆特点：
效率较高（泵的输出压力随负载
而变，功率利用比较经济）；
运动平稳性较差（无背压，受泵
的泄漏影响较大）。
——常用于运动平稳性要求不高，
功率较大的场合如输送机械等。
溢流阀的作用？
容积调速回路
◆通过改变液压泵或液压马达的排量
来实现调速：
变量泵和定量缸(或马达)；定量泵
和变量马达；变量泵和变量马达。
◆特点：
变量泵或马达结构复杂，造价高
效率高：无溢流损失和节流损失
调速稳定性差：工作压力随负载变化
—适用于高速、大功率系统。
如矿山
机械、起重机械等。
容积节流调速回路
◆变量泵+调速阀(或节流阀)
例】限压式变量泵+调速阀
速度v由调速阀调定，qP与q1自动适应:
由于流量qP>q1，油液压力pP↑, 泵流
量qp↓——直到qP= q1
◆与容积调速相比：速度稳定性较好；
与节流调速相比：效率较高（只有
节流损失而无溢流损失）；
——目前已广泛应用于负载变化不大的中、小功率组
三种调速回路比较
四、作业布置合
机床的液压系统中。
三种调速回路比较
节流调速回路：成本低，速度稳定性好；
但效率低：有节流损失和溢流损失。
●容积调速回路：成本高，速度稳定性较差；效率高：无节流损失和溢流损失
●容积节流调速：有节流损失无溢流损失，发热较低，效率较高；且速度稳定性好。
※主要考虑功率和速度稳定性的要求选用
1.课外讨论三种节流调速回路的原理及区别。
2.掌握三种节流调速回路的特点及应用。
教学后记
课堂容量有点大，部分同学学习比较吃力的，以后需要放足够长的讨论时机，实现学生教学生。