目前国内中、大功率机械设备的启动与制动主要采用调速型液力偶合器与变频器,长期实践表明二者均在一定程度上存在着一些缺陷或不足。这已经引起学术界与相关企业界近二十多年来的重视。风机水泵通常采用阀门和挡板调节,耗电量相当可观。当前国际上公认节约能源是在煤炭、石油、水能、核能之外的第五种能源。我国由于能源不足已经影响了国民经济的发展,在诸多能源中,电能是应用最普遍、所占比重较大的能源、因此节电是节能中的重要环节。 液体粘性调速离合器与调速型液力偶合器和变频器相比,具有传动效率高、过载保护、控制反应快、成本低、维修方便等优点。近二十年来实践表明:液体粘性调速离合器作为中、大功率机械设备的启动、调速与制动联结装置,已经使相关设备取得了良好的调速性能,使企业取得显著的节能经济效益。 本文在给出了H.V.D.驱动负载(水泵或风机)系统电液比例控制与系统输出转速负反馈控制方案的基础上,分析了液体粘性调速离合器在液体摩擦区、混合摩擦区和边界摩擦区的运行工况。当摩擦片组进入边界摩擦区,负载输出转速将会出现较大波动。针对液体粘性调速离合器的速度不稳定区,本文对用以改善速度不稳定区的四项有效措施进行了比较分析,认为可以通过采取有效的控制方式——采用PID控制方法,来减小速度不稳定区;在综合所有可能对系统产生影响的因素的基础上,通过对系统进行简化,建立了系统数学模型。借助于仿真工具与软件编程,对系统数学模型进行了计算机仿真与结果分析,仿真结果表明:常规控制和基于PID控制的液体粘性调速离合器驱动负载系统均具有良好的响应性能、具有PID控制调节器的控制性能更加优越;最后对本课题研究的H.V.D.水泵驱动系统,构建了试验台架,通过对系统中有关参数的实际在线检测,获得系统实际运行工况中的物理参数、得出重要的实验数据。理论分析与台架试验表明:针对H.V.D.驱动的水泵试验系统所构建的测试系统方案合理;试验拟合曲线与理论仿真结果相吻合,表明本文建立的数学模型合理、正确。