Badanie napędu elektrohydraulicznego z zaworem proporcjonalnym sterowanym silnikiem synchronicznym

Rozprawa doktorska

dr inż. Dominik RYBARCZYK

Streszczenie:

W elektrohydraulicznych układach napędowych, powszechnie stosowane są zawory proporcjonalne albo serwozawory. Oba te elementy mogą, w zależności od typu, sterować ciśnieniem albo natężeniem cieczy podawanej na siłownik albo silnik hydrauliczny. Serwozawory z silnikami momentowymi, charakteryzują się znacząco lepszymi parametrami od zaworów proporcjonalnych, dzięki czemu mogą uzyskiwać lepsze parametry użytkowe, takie jak np. dokładność pozycjonowania i regulacji prędkości, czas reakcji oraz pasmo przenoszenia. Jednak, zasadniczą przeszkodą w ich powszechnym stosowaniu jest wysoka cena oraz duże wymagania dotyczące szczególnie czystości cieczy roboczej. Dlatego też w praktyce przemysłowej, dużo częściej stosuje się zawory proporcjonalne. Większość z ich wad wynika z właściwości zastosowanych w tych zaworach elektromagnesów. Ograniczają one możliwości uzyskania np. dużych dokładności pozycjonowania oraz czasów reakcji przez serwonapędy, w których są stosowane. Z tych powodów, celowe jest podejmowanie prac badawczo-rozwojowych ukierunkowanych na poszukiwanie możliwości zastąpienia elektromagnesów proporcjonalnych innymi prze-twornikami elektromechanicznymi.
W ostatnich kilku latach na rynku pojawiły się precyzyjne i wysoko dynamiczne silniki synchroniczne małej mocy wraz z dedykowanymi do nich sterownikami, które oferowane są w stosunkowo niskich cenach. Dlatego też, zaproponowano zastosowanie w zaworze proporcjonalnym, zamiast elektromagnesu proporcjonalnego, takiego właśnie silnika synchronicznego. Silniki tego rodzaju pozbawione są większości wad elektromagnesów proporcjonalnych, a ich sterowniki elektroniczne, można bez żadnych problemów podłączyć do różnego rodzaju sterowników przemysłowych, w tym także zaawansowanych sterowników maszyn oraz urządzeń produkcyjnych. Dzięki temu, serwonapędy elektrohydrauliczne z silnikami synchronicznymi będą mogły być sterowane tak jak zwykłe serwonapędy elektryczne. Ułatwi to integrację serwonapędów elektrohydraulicznych z innymi zespołami napędowymi oraz umożliwi zastosowanie zaawansowanych metod sterowania.

27 listopada 2014 roku odbyła się publiczna obrona rozprawy doktorskiej Pana Dominika RYBARCZYKA. Promotorem pracy był prof. dr hab. inż. Andrzej MILECKI (Politechnika Poznańska), natomiast recenzentami: prof. dr hab. inż. Ryszard DINDORF (Politechnika Świętokrzyska) oraz prof. dr hab. inż. Andrzej ŁAWNICZAK (Politechnika Poznańska).