势能回收系统及其控制方法、工程设备技术方案

本申请提供了一种势能回收系统及其控制方法、工程设备，解决了势能回收系统工作过程中因电机旋向切换所造成的稳定性差的问题。势能回收系统包括：蓄电池、电机、变量泵、排量控制单元、举升油缸和油箱。蓄电池、电机和变量泵依次电连接。变量泵包括第一油口和第二油口，第一油口与油箱连通，第二油口与举升油缸的无杆腔连通。排量控制单元用于控制变量泵在正排量工作状态和负排量工作状态之间切换；当变量泵处于正排量工作状态时，电机驱动变量泵带动举升油缸的活塞杆上升；当变量泵处于负排量工作状态时，举升油缸内的液压油在重力作用下下降以驱动变量泵带动电机旋转，电机对蓄电池充电。电。电。

【技术实现步骤摘要】
势能回收系统及其控制方法、工程设备


[0001]本申请涉及具备势能回收功能的设备
，具体涉及一种势能回收系统及其控制方法、工程设备。

技术介绍

[0002]很多具备势能回收功能的设备(如堆高机)利用液压系统驱动其升降部件升降，并利用该液压系统回收升降部件的重力势能，并将该重力势能转换为其他能量(如电能)进行存储。为了实现上述过程，具备势能回收功能的设备需要通过切换电机的旋向实现两种工作模式，即电动机工作模式和发电机工作模式，之间进行切换，电机旋向的改变对系统稳定性造成不良影响。
[0003]申请内容
[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种使势能回收系统及其控制方法、工程设备，以解决现有技术中由于电机旋向切换所造成的具备势能回收功能的设备稳定性差的问题。
[0005]本申请第一方面提供了一种势能回收系统，包括：蓄电池、电机、变量泵、排量控制单元、举升油缸和油箱。蓄电池、电机和变量泵依次电连接；变量泵包括第一油口和第二油口，第一油口与油箱连通，第二油口与举升油缸的无杆腔连通。排量控制单元用于控制变量泵在正排量工作状态和负排量工作状态之间切换；当变量泵处于正排量工作状态时，电机驱动变量泵带动举升油缸的活塞杆上升；当变量泵处于负排量工作状态时，举升油缸内的压力油在重力作用下下降以驱动变量泵带动电机旋转，电机对蓄电池充电。
[0006]在一种可能的实现方式中，变量泵包括斜盘，排量控制单元用于控制斜盘的倾斜角度以控制变量泵在正排量工作状态和负排量工作状态之间切换。
[0007]在一种可能的实现方式中，变量泵还包括第一变量控制油缸和第二变量控制油缸；斜盘包括相对设置的第一端和第二端，第一变量控制油缸的活塞杆与第一端连接，第二变量控制油缸的活塞杆与第二端连接。排量控制单元包括控制器，以及与控制器电连接的比例阀和角度传感器；角度传感器固定在斜盘上；控制器用于根据升降指令计算变量泵的目标排量和目标转速；控制比例阀的阀芯移动到额定排量对应的工作位，并结合角度传感器上传的斜盘的实时倾斜角度对阀芯的位置进行微调，以使柱塞泵输出目标排量；控制电机以目标转速运行。升降指令包括上升速度和下降速度，相应地，额定排量包括额定正排量和额定负排量。
[0008]在一种可能的实现方式中，控制器用于根据升降指令计算变量泵的目标排量和目标转速包括：当变量泵的当前转速和额定正排量满足上升速度要求时，将当前转速作为目标转速，根据上升速度和目标转速计算目标排量；和/或当变量泵的当前转速和额定正排量不满足上升速度要求时，将额定正排量作为目标排量，根据上升速度和额定正排量计算目标排量。
[0009]在一种可能的实现方式中，结合角度传感器上传的斜盘的实时倾斜角度对阀芯位置进行微调包括：根据实时倾斜角度和目标排量对应的目标倾斜角度的差值确定阀芯的微
调位移。
[0010]在一种可能的实现方式中，比例阀包括第一工作位和第二工作位，第一工作位与额定正排量对应，第二工作位与额定负排量对应。当比例阀处于第一工作位时，比例阀将变量泵的第二油口与第一变量控制油缸的无杆腔和第二变量控制油缸的无杆腔连通；当比例阀处于第二工作位时，比例阀将变量泵的第二油口与第二变量控制油缸的无杆腔连通，将第一变量控制油缸的无杆腔与油箱连通。
[0011]在一种可能的实现方式中，势能回收系统还包括闸阀、第一压力传感器和第二压力传感器；闸阀连接在变量泵的第二端和举升油缸之间；第一压力传感器连接在变量泵的第一油口和闸阀之间；第二压力传感器连接在闸阀和举升油缸之间。当控制器接收到下降指令时，控制器还用于当第一压力传感器和第二压力传感器检测到的压力值的差值小于预定差值时，控制闸阀打开。
[0012]在一种可能的实现方式中，势能回收系统还包括顺次连接在油箱和变量泵的第二油口之间的先导齿轮泵、先导减压阀和先导单向阀；以及连接在油箱和先导减压阀之间的先导溢流阀。
[0013]在一种可能的实现方式中，势能回收系统还包括连接在举升油缸和油箱之间的油缸溢流阀。
[0014]本申请第二方面提供了一种工程设备，包括上述任一实施例提供的势能回收系统。
[0015]本申请第三方面提供了一种控制方法，用于控制上升任一实施例提供的势能回收系统。控制方法包括：上升时，排量控制单元控制变量泵输出正排量，电机驱动变量泵带动举升油缸的活塞杆上升；下降时，排量控制单元控制变量泵输出负排量，举升油缸内的压力油在重力作用下下降以驱动变量泵带动电机旋转，电机对蓄电池充电。
[0016]根据本申请提供的势能回收系统及其控制方法、工程设备，当电机在电动机模式和发电机模式之间切换时，无需切换旋向，系统平稳，响应快。
附图说明
[0017]图1为本申请第一实施例提供的势能回收系统的结构示意图。
[0018]图2为本申请第二实施例提供的势能回收系统的结构示意图。
[0019]图3为本申请第一实施例提供的势能回收系统的控制方法流程图。
[0020]图4为本申请第二实施例提供的势能回收系统的控制方法流程图。
[0021]图5所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0023]图1为本申请第一实施例提供的势能回收系统的结构示意图。如图1所示，势能回收系统10包括蓄电池1、电机2、变量泵3、排量控制单元100、举升油缸16和油箱。电机2具有
电动机模式和发电机模式。蓄电池1、电机2和变量泵3依次电连接。变量泵3包括第一油口和第二油口，第一油口与油箱连通，第二油口与举升油缸16连通。排量控制单元100用于控制变量泵3在正排量工作状态和负排量工作状态之间切换。当变量泵3处于正排量工作状态时，电机2处于电动机模式，电机2驱动变量泵3带动举升油缸16的活塞杆上升。当变量泵3处于负排量工作状态时，举升油缸16的活塞杆下降以驱动变量泵3带动电机旋转，电机2处于发电机模式，以对蓄电池1充电。
[0024]变量泵3是指其排量可根据变化的流量和压力而在正排量工作状态和负排量工作状态之间变化的泵，例如径向活塞泵、叶片泵、轴向活塞泵等。在一个实施例中，变量泵3为柱塞泵。这种情况下，变量泵3包括斜盘，排量控制单元通过控制斜盘的倾斜角度可以控制变量泵3在正排量工作状态和负排量工作状态之间切换。
[0025]根据本实施例提供的势能回收系统，当电机在电动机模式和发电机模式之间切换时，无需切换旋向，系统平稳，响应快。
[0026]图2为本申请第二实施例提供的势能回收系统的结构示意图。如图2所示，变量泵3包括第一变量控制油缸31和第二变量控制油缸32。斜盘包括相对设置的第一端和第二端，第一变量控制油缸31的活塞杆与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种势能回收系统，其特征在于，包括：蓄电池、电机、变量泵、排量控制单元、举升油缸和油箱；所述蓄电池、所述电机和所述变量泵依次电连接；所述变量泵包括第一油口和第二油口，所述第一油口与所述油箱连通，所述第二油口与所述举升油缸的无杆腔连通；所述排量控制单元用于控制所述变量泵在正排量工作状态和负排量工作状态之间切换；当所述变量泵处于所述正排量工作状态时，所述电机驱动所述变量泵带动所述举升油缸的活塞杆上升；当所述变量泵处于所述负排量工作状态时，所述举升油缸内的压力油在重力作用下下降以驱动所述变量泵带动所述电机旋转，电机对所述蓄电池充电。2.根据权利要求1所述的势能回收系统，其特征在于，所述变量泵包括斜盘，所述排量控制单元用于控制所述斜盘的倾斜角度以控制所述变量泵在所述正排量工作状态和所述负排量工作状态之间切换。3.根据权利要求2所述的势能回收系统，其特征在于，所述变量泵还包括第一变量控制油缸和第二变量控制油缸；所述斜盘包括相对设置的第一端和第二端，所述第一变量控制油缸的活塞杆与所述第一端连接，所述第二变量控制油缸的活塞杆与所述第二端连接；所述排量控制单元包括控制器，以及与所述控制器电连接的比例阀和角度传感器；所述角度传感器固定在所述斜盘上；所述控制器用于根据所述升降指令计算所述变量泵的目标排量和目标转速；控制所述比例阀的阀芯移动到额定排量对应的工作位，并结合所述角度传感器上传的所述斜盘的实时倾斜角度对所述阀芯的位置进行微调，以使所述柱塞泵输出所述目标排量；控制所述电机以所述目标转速运行；其中，所述升降指令包括上升速度和下降速度，相应地，所述额定排量包括额定正排量和额定负排量。4.根据权利要求3所述的势能回收系统，其特征在于，所述控制器用于根据所述升降指令计算所述变量泵的目标排量和目标转速包括：当所述变量泵的当前转速和额定正排量满足所述上升速度要求时，将所述当前转速作为所述目标转速，根据所述上升速度和所述目标转速计算所述目标排量；和/或当所述变量泵的当前转速和额定正排量不满足所述上升速度要求时，将所述额定正排量作为所述目标排量，根据所述上升速度和所述额定正排量计算所述目标排量。5.根据权利要求4所述的势能回收系统，其特征在于，所述结合所述角...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁朋，
申请(专利权)人：三一海洋重工有限公司，
类型：发明
国别省市：