综上所述，如何将液压系统的耗电量降下来，就成了新一代高效节能液压系统的关键问题。传统控制理论注重系统稳定性的方法往往是首先确保有一个稳定系统的存在，在系统稳定性发生变化时再以pid 之类方法进行调节。定压式液压系统就是其典型代表。其代价就是高能耗。比例式液压系统较前者已有很大进步，然而，从比例压力比例流量阀的结构可知，依然是上述思路的延伸，只是以内部溢流的方式尽量加大阀门开度而已。而现代控制理论则更注重动态稳定和动态调节。众所周知，变频调速是一种高效率、高性能的调速方法，特别适用于笼型异步电机。脉宽调制（pwm）技术，矢量控制技术，无速度传感器技术的发展和应用使得交流电机变频调速在许多场合已经大量取代直流调速系统。以目前工控领域的发展现状看，也代表着电力驱动的水平与方向。随着各种大功率智能型电力电子器件的不断问世和计算机技术的飞速发展，变频调速技术愈加成熟。其动态响应速度和过载能力已经能够满足一般液压系统动态稳定性的要求，其价格已下降到用户普遍可以接受的程度[3]。由此，我们在液压控制系统中融入变频调速技术，将传统的定量泵转化为“变量泵”，变回流式调节为容积式调节，根据生产中各工艺流程“按需分配”，从而达到高效节电之目的。其控制原理示于图1。
图1. 变频式液压中空成型机控制原理方框图
由图可知，整机能源消耗由四部分组成，分别为中空成型机加温系统，挤出机构，比例式液压系统和压缩空气源。其中除压缩空气源为外部系统提供外，其余均由该机的动力用电提供。该机与目前常见的中空成型机不同之处在于增加了2 个环节，一个是保温系统，另一个是带带d/a 转换器和同步控制器的变频式液压系统。关于保温系统，仅在发热管部分塗复一种复合硅酸盐保温材料，约30mm 厚，因该材料无腐蚀性，隔热性能优良且容重轻。仅此一举，加温系统节电30%。因保温系统十分简单，故不在本文重点讨论之列。
本文重点论述的是带d/a 转换器和同步控制器的变频式液压系统。未引入“变频调速”概念前，比例式液压系统的控制方式如图2 所示。
图2. 无变频调速的比例式液压系统控制方式。
图中i1 为比例流量控制信号，out1 为0~1a 的驱动电流控制比例流量阀，用以调节系统中各工艺动作的速度；i2 为比例压力控制信号，out2 为0-1a 的驱动电流控制比例压力阀，用以调节系统中各工艺动作所需的压力。该系统的最大特点是结构简单。由于省去了溢流阀式定压系统中的每个动作所需的调速阀、减压阀、节流阀、背压阀等。系统中每一个动作的压力﹑速度等均可在极限条件下作任意设定[4、5]。众所周知，在一个有效工作循环周期内，每一个工艺动作，由于压力速度的不同，在做有效功的同时，将电机轴传递给油泵的总功率中的无效功部分以内部溢流的形式消耗掉。这部分无效功率在定量泵系统中是无法节省的，即使是比例压力流量式的液压系统，情况也一样。由此引带出该类液压系统许多固有的缺陷，如油温问题，油阀因高温液压油稀释而后引起的磨损和内部洩漏造成系统工作不正常的问题等。特别是在系统需要高压时，该缺陷暴露得更加明显。
（待续）