一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统技术方案

本发明专利技术提供了一种新型闭式泵控非对称缸系统，其能够回收系统在顺载工况下的能量通过双向液压泵马达和双向变转速伺服电机发电给电储能单元进行能量储存，在逆载工况下电储能单元供电给双向变转速伺服电机和双向液压泵马达进行能量利用。同时该系统的非对称液压缸有第三个液压腔直连一个小型闭式泵控系统，通过单独的控制进行能量回收与利用，同时可以根据工况单独驱动小型闭式泵控系统主动控制流量和压力辅助控制非对称液压缸执行器从而提高系统使用性能。通过本发明专利技术，提高了电动工程机械动臂的能量利用效率，实现了对工作过程中浪费的能量进行回收与利用，同时提高动臂的负载能力和工作性能。载能力和工作性能。载能力和工作性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统


[0001]本专利技术涉及闭式泵控系统
，具体而言，涉及一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统。

技术介绍

[0002]随着国民经济发展和国家建设的需求，工程项目建设在国民经济发展中的作用举足轻重，挖掘机是社会飞速发展中不可或缺的一类工程机械。传统工程机械广泛采用发动机
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变量泵
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多路阀
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执行器的驱动系统存在能耗高、噪音大、运行精度低和油液污染严重等急需解决的问题，同时全球能源短缺和各项建设对挖掘机的需求持续上升等问题对挖掘机的技术规格要求也越来越高，所以挖掘机工业技术向绿色、环保、智能、物联化发展是不变的趋势。但是现有的多路阀控制无法避免地会产生节流损失和溢流损失，且在重载能力和能量传递效率上不足，容易造成能源损失，在使用时噪声大、运行精度低也影响着用户体验。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开了一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统，结构简单，操作便利，旨在改善现有的工程机械存在能耗高、噪音大、运行精度低和油液污染严重问题。
[0004]本专利技术采用了如下方案：一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统，包括电储能单元、油箱，还包括：第一双向变转速伺服电机、第一双向液压泵马达、非对称液压缸、第二双向液压泵马达、第二双向变转速伺服电机、第一电机驱动器、第二电机驱动器和控制器；其中，所述非对称液压缸适于连接系统外部负载，其包括有第一腔、第二腔和第三腔；
[0005]所述第一双向液压泵马达包括第一油口和第二油口，且第一油口与非对称液压缸的所述第一腔连通形成第一腔油路，第二油口与非对称液压缸的第二腔连通形成第二腔油路，所述非对称液压缸的第三腔连通至所述第二双向液压泵马达形成第三腔油路，且所述第二双向液压泵马达连接至所述第二双向变转速伺服电机，所述第二双向变转速伺服电机电连接至所述第二电机驱动器；所述第一双向变转速伺服电机配置为能通过控制所述第一双向液压泵马达的流量与压力而控制所述非对称液压缸的作动方向与作动速度；
[0006]所述电储能单元同时连接所述第一双向变转速伺服电机和第二双向变转速伺服电机，且配置为当系统外部负载处于顺载工况时，所述第一双向变转速伺服电机、第二双向变转速伺服电机以及第一双向液压泵马达、第二双向液压泵马达能在外部负载的作用下转动以发电给所述电储能单元以进行能量回收储存；当系统外部负载处于逆载工况时，所述电储能单元能供电给所述控制器和电机驱动器以驱动所述第一双向变转速伺服电机和第二双向变转速伺服电机转动；此时，所述控制器和第二电机驱动器配置为能根据系统外部负载的工作工况以驱动所述第二双向变转速伺服电机带动所述第二双向液压泵马达转动给予所述非对称缸的第三腔压力，实现非对称液压缸的大负载输出。
[0007]进一步地，所述非对称液压缸还包括有磁致伸缩位移传感器以及伸出杆，所述伸出杆活动连接至所述第一腔和第三腔，且适于与电动工程机械连接以承接系统外部负载；所述磁致伸缩位移传感器连接所述控制器和所述伸出杆，其配置为能收集所述伸出杆的位移数据，并将所述数据传递至所述控制器。
[0008]进一步地，所述第一双向液压泵马达的第一腔油路和第二腔油路上分别并联设置有连通至所述油箱的第一单向阀和第二单向阀，且在所述第一单向阀和第二单向阀上分别并联设置有连通至所述油箱的第一溢流阀和第二溢流阀。
[0009]进一步地，所述第一双向液压泵马达上还并联设置有第一二位二通电磁阀，所述第一二位二通电磁阀配置在所述非对称液压缸的第一腔油路和第二腔油路之间且处于常闭位置。
[0010]进一步地，在所述第一腔油路上设置有第二二位二通电磁阀且处于常开位置，所述第二腔油路上设置有第三二位二通电磁阀且处于常开位置，所述第三腔油路上设置有第四二位二通电磁阀且处于常开位置；所述第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀配置为能分别通过开闭动作切换所述第一腔油路、第二腔油路和第三腔油路的通断。
[0011]进一步地，所述第三腔油路上还并联设置有连通至所述油箱的第三溢流阀，所述第三溢流阀配置为当所述非对称液压缸的第三腔压力过载时能让油液从所述第三腔流入油箱。
[0012]进一步地，所述控制器电连接所述第一电机驱动器和第二电机驱动器，所述第一电机驱动器和第二电机驱动器分别电连接至所述第一双向变转速伺服电机和第二双向变转速伺服电机，所述第一双向变转速伺服电机和第二双向变转速伺服电机适于分别对所述第一电机驱动器和第二电机驱动器提供速度反馈和电流反馈。
[0013]有益效果：
[0014]1、该系统使用电储能单元与双向变转速伺服电机进行驱动和能量回收，让双向变转速伺服电机与双向液压泵马达相连控制流量与压力，通过控制器和电机驱动器控制电机的正反转来控制对称液压缸执行器的伸出和收回，通过控制器和电机驱动器控制电机正反转的速度来控制对称液压缸执行器的伸出和收回速度。
[0015]2、该系统应用的非对称缸有设置有第三腔单独直连一个小型泵控系统，能够根据工况对非对称缸进行单独的能量回收利用与负载力的驱动控制。通过对顺载工况和逆载工况的识别与两个伺服电机的单独控制能够实现伺服电机与电储能单元之间的能量交换从而实现能量的回收与利用，同时也可以更好地匹配工况进行负载力的输出。不同于传统的闭式泵控非对称缸系统，该新型闭式泵控非对称缸系统通过使用三腔液压缸解决了传统非对称缸闭式泵控系统中存在的流量补偿问题，且可以通过小型闭式泵控系统主动控制第三腔压力，辅助控制非对称缸的能量回收与作动，在能量利用效率、作动速度和输出力方面拥有巨大的提升。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例新型闭式泵控非对称缸系统及其控制原理图；
[0017]图标：电储能单元1、第一双向变转速伺服电机2、第一双向液压泵马达3、油箱4、第
一单向阀5、第二单向阀6、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第一二位二通电磁阀9、第二二位二通电磁阀10、第三二位二通电磁阀11、磁致伸缩位移传感器12、非对称液压缸13、第四二位二通电磁阀14、第三溢流阀15、第二双向液压泵马达16、第二双向变转速伺服电机17、第二电机驱动器18、第一电机驱动器19、控制器20。
具体实施方式
[0018]实施例
[0019]结合图1，本实施例提供了一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统，包括电储能单元1、油箱4，还包括：第一双向变转速伺服电机2、第一双向液压泵马达3、非对称液压缸13、第二双向液压泵马达16、第二双向变转速伺服电机17、第一电机驱动器19、第二电机驱动器18和控制器20；其中，所述非对称液压缸13适于连接系统外部负载，其包括有第一腔、第二腔和第三腔；
[0020]所述第一双向液压泵马达3包括第一油口和第二油口，且第一油口与非对称液压缸13的所述第一腔连通形成第一腔油路，第二油口与非对称液压缸13的第二腔连通形成第二腔油路，所述非对称液压缸13的第三腔连通至所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统，包括电储能单元、油箱，其特征在于，还包括：第一双向变转速伺服电机、第一双向液压泵马达、非对称液压缸、第二双向液压泵马达、第二双向变转速伺服电机、第一电机驱动器、第二电机驱动器和控制器；其中，所述非对称液压缸适于连接系统外部负载，其包括有第一腔、第二腔和第三腔；所述第一双向液压泵马达包括第一油口和第二油口，且第一油口与非对称液压缸的所述第一腔连通形成第一腔油路，第二油口与非对称液压缸的第二腔连通形成第二腔油路，所述非对称液压缸的第三腔连通至所述第二双向液压泵马达形成第三腔油路，且所述第二双向液压泵马达连接至所述第二双向变转速伺服电机，所述第二双向变转速伺服电机电连接至所述第二电机驱动器；所述第一双向变转速伺服电机配置为能通过控制所述第一双向液压泵马达的流量与压力而控制所述非对称液压缸的作动方向与作动速度；所述电储能单元同时连接所述第一双向变转速伺服电机和第二双向变转速伺服电机，且配置为当系统外部负载处于顺载工况时，所述第一双向变转速伺服电机、第二双向变转速伺服电机以及第一双向液压泵马达、第二双向液压泵马达能在外部负载的作用下转动以发电给所述电储能单元以进行能量回收储存；当系统外部负载处于逆载工况时，所述电储能单元能供电给所述控制器和第一电机驱动器、第二电机驱动器以驱动所述第一双向变转速伺服电机和第二双向变转速伺服电机转动；此时，所述控制器和第二电机驱动器配置为能根据系统外部负载的工作工况以驱动所述第二双向变转速伺服电机带动所述第二双向液压泵马达转动给予所述非对称缸的第三腔压力，实现非对称液压缸的大负载输出。2.根据权利要求1所述的电动工程机械的新型闭式泵控非对称缸系统，其特征在于，所述非对称液压缸还包括有磁致伸缩位移传感器以及伸出杆，所述伸出杆活动连接至所述第一腔和第三腔，且适于与电动工程机械连接以承接系统外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其怀，张辉雨，林添良，缪骋，林元正，石家榕，付胜杰，任好玲，郭桐，纪长喜，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：