نظام الخدمة الكهروهيدروليكي (EHA)

نظام التحكم الكهروهيدرولي (EHA) — صورة المنتج

EHA — المحرك الكهروهيدرولي

يُعد المحرك الكهروهيدرولي (EHA) نظام دفع هيدروليكي ذكي ومتكامل للغاية، يجمع بين تقنية المحركات، والنقل الهيدروليكي، وتحكم الخدمة. وهو ما يمثل اتجاهاً مهماً في تطوير حلول هيدروليكية عالية الأداء وذكية. وتتمثل ميزته الأساسية في استخدام محرك خدمة لقيادة المضخة الهيدروليكية مباشرة، مما يتيح التحكم الدقيق في إزاحة المشغل، وسرعته، وقوته.

١. البنية ومبدأ العمل
١. محرك الخدمة: مصدر الطاقة، ويضبط بدقة السرعة والاتجاه.
٢. المضخة الثابتة ثنائية الاتجاه: تحول دوران المحرك إلى تدفق هيدروليكي.
٣. المشغل الهيدروليكي: يستقبل السائل من المضخة لتوليد الحركة الميكانيكية.
4. مجموعة الصمامات (اختياري): يمكن دمج صمامات الأمان وإعادة التعبئة.
5. أجهزة الاستشعار: تكتشف إشارات الموضع والضغط والقوة.
6. وحدة التحكم: تقوم بتعديل تشغيل المحرك في الوقت الفعلي بناءً على الأوامر والتغذية الراجعة.
مبدأ العمل: تقوم وحدة التحكم بمقارنة الأوامر المستهدفة مع التغذية الراجعة من أجهزة الاستشعار، وتعديل مستمر لسرعة المحرك وعزم الدوران واتجاهه للتحكم في تدفق المضخة واتجاهها، وبالتالي تحقيق تحكم دقيق في المشغل.

2. الخصائص الرئيسية
1. كفاءة عالية: تحكم في السرعة الحجمية دون خسائر تقييدية؛ تحسين كبير في استخدام الطاقة؛ استهلاك منخفض جداً في وضع الاستعداد.
2. تصميم مدمج: يلغي محطات الزيت الهيدروليكي الخارجية والأنابيب المعقدة، ويُبسّط عملية التركيب.
3. موثوقية عالية: نظام مغلق مع عدد أقل من نقاط التسرب ومقاومة قوية للتلوث.
4. تحكم دقيق عالٍ: يوفر الدفع الخدمي المباشر استجابة سريعة وتحكمًا دقيقًا في الموضع والسرعة والقوة.
5. ضجيج منخفض وسهولة في الصيانة: تشغيل هادئ مع تصميم وحدات يتيح التشخيص السهل والصيانة.

3. التطبيقات النموذجية
1. الفضاء الجوي: أسطح التحكم وتشغيل عجلات الهبوط.
2. الأتمتة الصناعية: أدوات الآلات الدقيقة، آلات القولبة بالحقن، المفاصل الروبوتية.
3. معدات الاختبار: أجهزة اختبار التعب، أنظمة اختبار المواد.
4. الطاقة المتجددة: أنظمة ريش توربينات الرياح، أنظمة تتبع الشمس.

4. مثال على التطبيق
فاست (عين الصين السماوية): تمتلك تلسكوب الراديو الكروي ذو الفتحة 500 مترًا 2225 مشغلًا كهربائيًا هيدروليكيًا مباشرًا (EHA) تم تطويرها بواسطة يورانوس، وذلك لضبط المرآة والتركيز. وبما أن المشغلات موضوعة في مواضع مختلفة، فإن كل واحدة تحتاج إلى التحكم المستقل بالقوة والسرعة والإزاحة. ومع ذلك، فإن المزامنة الصارمة ضرورية لإعادة تشكيل المرآة فورًا إلى سطح مكافئ مثالي. ويتميز النظام باستجابة سريعة، ودقة على مستوى المليمتر، واستقرار على المدى الطويل، وحماية من الحمل الزائد، وقدرة على التحمل عند حدوث الأعطال، ومقاومة قوية للتداخل الكهرومغناطيسي، مما يضمن حساسية عالية وتشغيلًا موثوقًا على المدى الطويل لتلسكوب FAST.

تتألف مشغلات يورانس EHA من محرك خطوي، ومضخة تروس ثنائية الاتجاه، وأسطوانة هيدروليكية مؤازرة، وأجهزة استشعار، ومجموعة صمامات، ووحدة تحكم دقيقة، ما يحقق تحكمًا دقيقًا في حلقة مغلقة. وقد تم تركيب هذه المشغلات في عام 2013، ولا تزال تعمل بثبات حتى اليوم.

اختبار أداء مقاومة المشغلات الكهربائية الهيدروليكية المباشرة (EHA) للتداخل الكهرومغناطيسي

صورة تلسكوب الراديو بقطر 500 متر في المرصد الفلكي الوطني بالصين

مُفعِّلات هيدروليكية كهربائية من نوع يورانوس EHA مثبتة أسفل تلسكوب الراديو في المرصد الفلكي الوطني بالصين

الفيزيائي الشهير والحائز على جائزة نوبل يانغ تشن-نينغ يزور مشروع FAST (عين الصين السماوية)

1. قضيب دفع المحرك الكهروهايدروليكي
مواصفات الأسطوانة:
القطر الداخلي: 80 مم | قطر القضيب: 45 مم | الشوط: 170 مم
الضغط التشغيلي: 4 ميجا باسكال | ضغط الاختبار: 30 ميجا باسكال
السائل: L-HV32
مواصفات وحدة الطاقة:
الضغط التشغيلي: 4 ميجا باسكال | إزاحة المضخة: 1.6 سم³/دورة
السائل: L-HV32 | سعة الخزان: 0.31 لتر

2. مشغل هيدروليكي كهربائي مباشر الدفع EHA
مشغل هيدروليكي كهربائي مباشر الدفع EHA
مواصفات الأسطوانة:
القطر الداخلي: 70 مم | قطر المدادة: 56 مم | القطر الداخلي لمدادة المكبس: 42 مم
الشوط: 200 مم | الضغط التشغيلي: 7.5 ميجا باسكال | ضغط الاختبار: 12 ميجا باسكال
الدفع المقنن: 10 كيلو نيوتن
مواصفات وحدة الطاقة:
الضغط التشغيلي: 7.5 ميجا باسكال | إزاحة المضخة: 7 سم³/دورة
السائل: زيت هيدروليكي | سعة الخزان: 1.3 لتر

3. اسطوانة هيدروليكية رقمية أحادية المدادة وثابتة السرعة EHA
مواصفات الأسطوانة:
القطر الداخلي: 70 مم | قطر المدادة: 56 مم | القطر الداخلي لمدادة المكبس: 42 مم
الشوط: 1000 مم | الضغط التشغيلي: 5 ميجا باسكال | ضغط الاختبار: 10 ميجا باسكال
الدفع المقنن: 6.8 كيلو نيوتن
مواصفات وحدة الطاقة:
ضغط التشغيل: 5 ميجا باسكال | سعة المضخة: 7 سم³/دورة
السوائل: زيت هيدروليكي | حجم الخزان: 0 لتر | قوة المحرك: 300 واط