ตัวปรับความดันไฮดรอลิกด้วยตัวแปลงไฮดรอลิกชนิดมาตรฐานสั่งการทำงานด้วยวาล์วเปิด/ปิดความเร็วสูง
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบและสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ของระบบปรับความดันไฮดรอลิกด้วยตัวแปลงไฮดรอลิกชนิดมาตรฐาน ทำงานร่วมกับวาล์วเปิด/ปิดความเร็วสูงโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อปรับความดันภาระโหลดให้กว้างขึ้น โดยอาศัยสัดส่วนการขจัดของมอเตอร์ต่อปั๊มภายในตัวแปลงไฮดรอลิก (hydraulic transformer) ร่วมกับการควบคุมการไหลเข้าสู่ระบบของวาล์วเปิด/ปิดด้วยสัญญาณเปิดในหนึ่งคาบ (duty ratio) โดยมีวาล์วลิ้นทำหน้าที่จำลองภาระโหลด ซึ่งในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์นั้น จะมีการพิจารณาความดันตกผ่านวาล์วเปิด/ปิดด้วย ส่วนมอเตอร์และปั๊ม จะพิจารณาโดยใช้ สมการในอุดมคติ ดังนั้น ค่า duty ratio สัดส่วนการขจัดของมอเตอร์ต่อปั๊ม และความดันตก จึงมีผลต่อค่าความดันภาระโหลดสมมูลและขนาดของการกระเพื่อม ซึ่งจากผลการศึกษาที่สภาวะคงตัวพบว่า การใช้สัดส่วนการขจัดของมอเตอร์ต่อปั๊มที่สูงขึ้น จะทำให้ช่วงของความดันภาระโหลดกว้างขึ้น และขนาดของการกระเพื่อมจะมีค่ามากที่สุดที่ค่า duty ratio เท่ากับ 0.6 ส่วนความดันตกผ่านวาล์วเปิด/ปิดนั้น จะทำให้ค่าความดันภาระโหลดสมมูลลดลงเป็นเชิงเส้นกับ duty ratio อย่างไรก็ตาม จากผลการศึกษาที่สภาวะชั่วครู่ได้แสดงว่า การเพิ่มสัดส่วนการขจัดมอเตอร์ต่อปั๊ม ด้วยการเพิ่มการขจัดของมอเตอร์ทำให้เวลาเข้าสู่สมดุลลดลง แต่การกระเพื่อมเพิ่มขึ้น ในขณะที่การลดการขจัดของปั๊ม จะทำให้เวลาสู่สมดุลเพิ่มขึ้น แต่การกระเพื่อมมีค่าลดลง
Article Details
เอกสารอ้างอิง
[2] Katz AA, Van de Ven JD. Design of a high-speed on-off valve. Proceeding of International Mechanical Engineering Congress & Exposition,. 2009; 11189
[3] Jeong HS, Kim HE. Experimental based znalysis of the pressure control characteristics of an oil hydraulic three-way on/off solenoid valve controlled by PWM signal, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2001; 124(1): 196-205.
[4] Ouyang X, Yang H, Jiang H, Xu B. Simulation of the piezoelectric high-speed on/off valve, Chin. Sci. Bull. 2008; 53(17): 2706-2711.
[5] Passarini LC, Nakajima PR. development of a high-speed solenoid valve: an investigation of the importance of the armature mass on the dynamic response, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2003; 25(4): 329-335.
[6] Rannow MB, Tu HC, Li PY, Chase TR. Software enabled variable displacement pumps - Experimental studies. Proceeding of American Society of Mechanical Engineers, The Fluid Power and Systems Technology Division, FPST, Chicago, Illinois, USA, November 5 – 10. 2006; 67-76.
[7] Van de Ven JD. On fluid compressibility in switch-mode hydraulic circuits—Part I: modeling and analysis, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 2012; 135(2): 021013_021011-021013_021013.
[8] Feng W, Linyi G, Ying C. A hydraulic pressure-boost system based on high-speed on-off valves, Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on. 2013; 18(2): 733-743.
[9] Lee S, Li PY. Trajectory tracking control using a hydraulic transfermer. Proceeding of International Symposium on Flexible Automation, Awaji-Island, Hyogo, Japan, 14-- 16 July. 2014.
[10] Lee S, Li PY. Supervisory control for a switched mode hydraulic transformer. Proceeding of BATH/ASME 2018 Symposium on Fluid Power and Motion Control, September 12–14. 2018; V001T001A065.
[11] Vael GE, Achten PA, Fu Z. The innas hydraulic transformer the key to the hydrostatic common pressure rail, (SAE Technical Paper. 2000; edn.).
[12] Achten PA, Fu Z, Vael G. Transforming future hydraulics: a new design of a hydraulic transformer. Proceeding of The Fifth Scandinavian International Conference on Fluid Power, SICFP, Sweden. 1997; 1-23.
[13] Shen W, Jiang J, Su X, Karimi HR. Angle displacement robust controller for the port plate of the hydraulic transformer, Mathematical Problems in Engineering. 2013.