一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，所述第一双向变量泵、第二双向变量泵和伺服电机直接连接，来独立驱动所述液压缸，并通过两个所述第一双向变量泵、第二双向变量泵实现液压缸的流量平衡，同时采用伺服电机驱动，使得用导线代替液压管路传递动力的分布式智能控制，本实用新型专利技术的系统主回路很短且没有节流元件,因此压力损失少、发热量少，不需要冷却装置，同时避免了系统的节流损失和溢流损失，系统效率较高，而且本实用新型专利技术在负值负载的情况下，还可以将负载回馈的势能转化为电能储存到所述电源装置中，进行重复利用，节约了能源。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统
本技术涉及液压
，特别是一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统。
技术介绍
液压挖掘机作为工程机械中最常用的机械，其存在耗油高、排放差、能量利用率低缺点。在能源短缺和环境污染问题日趋严重形势下，如何实现挖掘机的节能和减排，越来越受到人们重视，成为目前研究的热点。当前挖掘机仍采用发动机-变量泵-多路阀-执行器的驱动系统。由于节能环保要求，部分研究采用普通电机替代发动机，但系统效率仍有待提高。随着交流伺服电动机的相继研制成功，伺服电机-定量液压泵/马达-液压阀-执行器系统已开展工程应用，如注塑机等。这些液压系统节能方法在提高效率方面起到了重要的作用。技术专利：一种全电动伺服挖掘机(申请号：201110453095.9)，采用交流伺服电动机与滚珠丝杠相结合的电-机传动与伺服系统，它的优点是电能直接变换为机械能、系统简单耗能少、占用空间小。但在要求低速大转矩、大出力的工况时，这种电-机传动与伺服系统要加上减速器才能完成传动任务，使系统复杂化。有时即使加上减速器仍不能满足要求，如在大功率传动时，其最佳传动方案就是选择电液传动系统或电液伺服系统。技术专利：全电驱动的液压挖掘机动力系统(申请号：201610406357.9)，通过控制各个伺服电机的转速大小和转速方向，从而来控制与各个伺服电机连接的双向定量泵的输出流量的大小和方向，最终完成对各个液压执行元件的速度控制。①该系统采用伺服电机驱动一个双向定量泵来控制对称液压缸，液压缸活塞侧的有效面积减小，使得活塞伸出时输出力大幅度减小。②当系统压力较高时，驱动定量泵所需的力矩较大，对电机性能要求高，例如要求转矩、功率范围宽，而且该系统无法回收负值负载回馈的能量。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，将双变量泵和伺服电机直接连接来独立驱动液压缸，不仅实现液压缸两侧流量的精确匹配，避免了系统的节能损失和溢流损失，系统效率高。同时由于采用变排量和变转速的控制，可达到更宽的转速范围和获得较大的转矩输出，降低了伺服电机的性能要求。液压缸实现按需驱动，节约电能，同时可以将负值负载回馈的能量进行回收利用。本技术是这样实现的：一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，包括一控制器、一电源装置和至少一液压模块；所述液压模块包括一液压缸、一第一双向变量泵、一第二双向变量泵、一伺服电机、一变频器以及一蓄能器；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动地连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述变频器和所述控制器分别电连接于所述电源装置，所述变频器电连接于所述伺服电机，所述伺服电机的输出端连接于所述第一双向变量泵和第二双向变量泵的驱动端，所述第一双向变量泵的一端口气密性地连接于所述第一腔室；所述第二双向变量泵的一端口气密性地连接于所述第二腔室；所述第一双向变量泵的另一端和所述第二双向变量泵的另一端气密性并联后气密性地连接于所述蓄能器；所述第一双向变量泵、所述第二双向变量泵、所述变频器分别通信连接于所述控制器。进一步地，还包括一第一单向阀和一第二单向阀，所述第一单向阀包括第一入口和第一出口，所述第二单向阀包括第二入口和第二出口；所述第一双向变量泵的一端口与所述第一出口气密性地连接同时气密性地连接于所述第一腔室；所述第二双向变量泵的一端口与所述第二出口气密性地连接，同时气密性地连接于所述第二腔室；所述第一入口与所述第二入口气密性的并联后气密性地连接于所述蓄能器。进一步地，还包括两个二位二通电磁阀，所述第一双向变量泵的一端口与所述第一出口气密性地连接，同时气密性地串联一所述二位二通电磁阀后气密性地连接于所述第一腔室；所述第二双向变量泵的一端口与所述第二出口气密性地连接，同时气密性地串联另一所述二位二通电磁阀后气密性地连接于所述第二腔室，两所述二位二通电磁阀分别通信连接于所述控制器。进一步地，所述液压模块有三个。本技术具有如下优点：本技术提供一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，所述第一双向变量泵、第二双向变量泵和伺服电机直接连接，来独立驱动所述液压缸，并通过两个所述第一双向变量泵、第二双向变量泵实现液压缸的流量平衡，同时采用伺服电机驱动，使得用导线代替液压管路传递动力的分布式智能控制，本系统主回路很短且没有节流元件,因此压力损失少、发热量少，不需要冷却装置，同时避免了系统的节流损失和溢流损失，系统效率较高，而且本技术在负值负载的情况下，还可以将负载回馈的势能转化为电能储存到所述电源装置中，进行重复利用，节约了能源。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1为本技术所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统的原理图。图2为本技术所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统的工况1的示意图。图3为本技术所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统的工况2的示意图。图4为本技术所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统的工况3的示意图。图5为本技术所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统的工况4的示意图。图6为本技术所述伺服电机的调速原理图。图7为本技术所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统的效果示意图。图中：1、控制器；2、液压模块；21、液压缸；211、缸体；2111、第一腔室；2112、第二腔室；212、活塞；213、活塞杆；22、二位二通电磁阀；23、第一单向阀；231、第一入口；232、第一出口；24、第二单向阀；241、第二入口；242、第二出口；25、第一双向变量泵；26、第二双向变量泵；27、伺服电机；28、变频器；29、蓄能器；3、铲斗；4、斗杆；5、动臂；A、伺服电机额定功率。具体实施方式请参阅图1所示，本技术提供一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，包括一控制器1、一电源装置(未图示)和至少一液压模块2；所述液压模块2包括一液压缸21、一第一双向变量泵25、一第二双向变量泵26、一伺服电机27、一变频器28以及一蓄能器29；所述液压缸21包括缸体211、活塞212和活塞杆213，所述活塞杆213的一端固定连接于所述活塞212，所述活塞212气密性可滑动地连接于所述缸体211内，且所述活塞212将所述缸体211内部分为第一腔室2111和第二腔室2112；所述变频器28和所述控制器1分别电连接于所述电源装置(未图示)，所述变频器28电连接于所述伺服电机27，所述伺服电机27的输出端连接于所述第一双向变量泵25和第二双向变量泵26的驱动端，实现同步运动，所述第一双向变量泵25的一端口气密性地连接于所述第一腔室2111；所述第二双向变量泵26的一端口气密性地连接于所述第二腔室2112；所述第一双向变量泵25的另一端和所述第二双向变量泵26的另一端气密性并联后气密性地连接于所述蓄能器29；所述第一双向变量泵25、所述第二双向变量泵26、所述变频器28分别通信连接于所述控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，其特征在于：包括一控制器、一电源装置和至少一液压模块；所述液压模块包括一液压缸、一第一双向变量泵、一第二双向变量泵、一伺服电机、一变频器以及一蓄能器；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动地连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述变频器和所述控制器分别电连接于所述电源装置，所述变频器电连接于所述伺服电机，所述伺服电机的输出端连接于所述第一双向变量泵和第二双向变量泵的驱动端，所述第一双向变量泵的一端口气密性地连接于所述第一腔室；所述第二双向变量泵的一端口气密性地连接于所述第二腔室；所述第一双向变量泵的另一端和所述第二双向变量泵的另一端气密性并联后气密性地连接于所述蓄能器；所述第一双向变量泵、所述第二双向变量泵、所述变频器分别通信连接于所述控制器。

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，其特征在于：包括一控制器、一电源装置和至少一液压模块；所述液压模块包括一液压缸、一第一双向变量泵、一第二双向变量泵、一伺服电机、一变频器以及一蓄能器；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动地连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述变频器和所述控制器分别电连接于所述电源装置，所述变频器电连接于所述伺服电机，所述伺服电机的输出端连接于所述第一双向变量泵和第二双向变量泵的驱动端，所述第一双向变量泵的一端口气密性地连接于所述第一腔室；所述第二双向变量泵的一端口气密性地连接于所述第二腔室；所述第一双向变量泵的另一端和所述第二双向变量泵的另一端气密性并联后气密性地连接于所述蓄能器；所述第一双向变量泵、所述第二双向变量泵、所述变频器分别通信连接于所述控制器。2.根据权利要求1所述的一种伺服电机驱动双变量泵的分布式直驱挖掘机液压系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树忠，黄豪杰，练国富，唐一文，晏岱，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：新型
国别省市：福建,35