在管道工程機械或管道帶壓開孔工程施工中，大多數(shù)都是以液壓動力為主的大型機械設(shè)備。主要是因為液壓設(shè)備的驅(qū)動單元體積較小、重量較輕、拆卸方便及動力直接和強勁等優(yōu)點而被廣泛采用。

1.液壓驅(qū)動在管道帶壓開孔設(shè)備中應(yīng)用的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：

1.1單位功率的重量輕，即在輸出同等功率的條件下，體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)性能好。

舉個簡單的例子：帶壓開孔機液壓馬達的力和重量比，比所述直流電動機約大100倍;DN300-DN800帶壓開孔機中的中等功率液壓馬達和DC馬達進行比較，比功率和重量大的電機轉(zhuǎn)矩和慣性比為：10～20倍，8～10倍。

以上數(shù)據(jù)可以通過液壓馬達與電機的銘牌就能計算出來，這里不再舉詳細的數(shù)據(jù)進行計算了。在后期的維修或報廢更換來說，液壓馬達的成本會更低一些。

2.液壓能方便的實現(xiàn)無極調(diào)速，并且調(diào)速范圍大。

液壓馬達主要是靠輸入流量或改變馬達排量的方式均可達到調(diào)速的目的，可以實現(xiàn)線性調(diào)速、無極調(diào)速等，而功率和能量損失很小。

2.1調(diào)速回路主要有：

a.節(jié)流調(diào)速回路:由定量泵供油，用流量閥調(diào)節(jié)進入或流出執(zhí)行機構(gòu)的流量來實現(xiàn)調(diào)速；

b.容積調(diào)速回路：用調(diào)節(jié)變量泵或變量馬達的排量來調(diào)速；

c.容積流調(diào)速回路：用限壓變量泵供油，由流量閥調(diào)節(jié)進入執(zhí)行機構(gòu)的流量，并使變量泵的流量與調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)流量相適應(yīng)來實現(xiàn)調(diào)速。

2.2液壓調(diào)速的系統(tǒng)

可分為閥控式調(diào)速系統(tǒng)以及泵控式調(diào)速系統(tǒng)。

a.閥控式調(diào)速系統(tǒng)

帶壓開孔機的閥控式調(diào)速系統(tǒng)主要由帶壓開孔機上的定量泵、定量馬達、溢流閥和節(jié)流閥組成，通過節(jié)流閥改變液壓馬達的進口流量進行調(diào)速，所以也稱為節(jié)流調(diào)速。

這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低。液壓泵的輸出流量必須大于液壓馬達所需的最大流量，多于的流量通過溢流閥流回油箱，以使油泵壓力保持穩(wěn)定。由于液壓泵是定壓的，所以馬達轉(zhuǎn)速載荷變化的影響較大。同時由于通過液壓馬達的液體流量和工作壓力均小于泵的供油流量和壓力，故這種系統(tǒng)在低速時的相對于泵控式調(diào)速系統(tǒng)來說，傳動效率較低一些。一般效率=0.2~0.65，變速比R=5~100。

b.泵控式液壓調(diào)速系統(tǒng)

主要由變量泵定量馬達和溢流閥組成。假設(shè)采用的是斜盤式變量泵，調(diào)節(jié)斜盤傾角就可以調(diào)節(jié)泵的排量和流量，進而改變液壓馬達的轉(zhuǎn)速。所以也稱為溶積調(diào)速。

帶壓開孔設(shè)備中，系統(tǒng)管道中的壓力P隨液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩T的增大而增大，當其增大到溢流閥的設(shè)定壓力時，溢流閥被打開使壓力油流回油箱，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)速便迅速下降到零，而輸出轉(zhuǎn)矩T則限制在一定范圍，起到過載保護作用。

如果以帶有壓力反饋的恒功率變量泵取代外控式變量泵后，就會使流量隨壓力變化而自動變化（保持近擬雙曲線的規(guī)律變化），使泵輸出功率近似不變，這樣的系統(tǒng)可按外載荷變化實現(xiàn)自動調(diào)速，可使系統(tǒng)經(jīng)常處于最佳工況運轉(zhuǎn)，充分利用汽油機/柴油機等動力機的功率。

泵控式液壓調(diào)速系統(tǒng)只在泵、馬達和管道中存在少量功率損失，沒有節(jié)流損失，因此傳動效率可高達0.8~0.9，變速比R=4~100。

3.交流異步電機調(diào)速

3.1從異步電動的轉(zhuǎn)速關(guān)系式n=n1(1-s)=60(f1/P)(1-s)中可見，要改變電動機的轉(zhuǎn)速，從三個方面入手：

a.改變異步電機定子繞組的極對數(shù)P，以改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1，即所謂變極調(diào)速（只能跟電源開關(guān)一樣一級級調(diào)速，不能均勻調(diào)速）。

b.改變電動機所接電源的頻率以改變n1，即所謂變頻調(diào)速；

c.改變電機的轉(zhuǎn)差率S。

電動機功率：

a.三相電動機的額定電流的計算公式：P＝1.732×U×I×cosφ；

b.單相電動機額定電流的計算公式：P＝U×I×cosφ；

c.通用計算公式：P＝1.732×IU×功率因數(shù)×效率（三相的）

而電機轉(zhuǎn)矩是磁通與電樞電流、轉(zhuǎn)矩系數(shù)的乘積，而磁通是與線圈匝數(shù)成正比的。因此，電動機調(diào)速存著極大的功率損失和電能浪費。

電動機的變頻及轉(zhuǎn)速將在以后的文章中還要有更加詳細的分析和闡述，關(guān)注先鋒管道百家號便于探討和交流。