【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及泵送设备，尤其涉及一种电机调速泵送控制系统及方法。
技术介绍
1、混凝土泵送设备是一种利用管道将混凝土输送到施工现场的建筑工程机械。它以柴油机或电动机为动力，驱动液压泵产生高压压力油，进而驱动主油缸及与其相连的两个混凝土输送缸实现交替往复运动，并在换向阀的有序配合动作下，使混凝土不断地从料斗吸入输送缸并通过输送管输送到施工现场，在机场、码头、道路、桥梁、建筑房屋等混凝土施工方面，具有重要作用。
2、泵送机构是混凝土泵车泵送过程的执行机构。泵送机构由主油缸、水槽、输送缸、砼活塞、料斗、分配阀、摇摆机构、搅拌机构、出料口、配管等部分组成，参见图1。砼活塞分别与主油缸活塞杆连接，在主油缸的作用下，作往复运动，一缸前进，另一缸后退；输送缸出口与料斗和分配阀连通，分配阀出料端接出料口，另一端通过花键轴与摆摇机构的摆臂连接，在摆摇机构的摆动油缸作用下，可以左右摆动。泵送混凝土料时，在主油缸作用下，左砼活塞前进，右砼活塞后退，同时在摆动油缸作用下，分配阀与输送缸连通，输送缸与料斗连通。这样当左砼活塞后退，便将料斗内的混凝土吸入左输送缸，右砼活塞前进，将右输送缸内混凝土料送入分配阀泵出。当左砼活塞后退至行程终端时，控制系统发出信号，左右主油缸换向，同时摆动油缸换向，使分配阀与左输送缸连通，左输送缸与料斗连通，这时右砼活塞后退将料斗中的混凝土吸入右输送缸，左砼活塞前进将左输送缸内的混凝土推入分配阀从出料口泵出。依次循环，从而实现连续泵送。
3、上述传统的混凝土泵送系统以发动机为动力源，其工作原理图参见图2，发
4、目前新能源在混凝土泵车上的应用也只限于将动力源由发动机改为电动机，参见图3，泵送系统不同负载工况下的流量调节方式还是基于变量泵的排量调节及电动机转速调节，即泵送系统的结构和控制方式并未改变。在现有新能源泵送车辆中，应用电机作为动力源驱动变量泵工作，变量泵通过泵送换向阀实现左右主油缸的往复运动，通过电机转速及变量泵的排量调节改变液压油流量，控制主油缸活塞运动速度，最终控制混凝土的泵送速度。现有新能源泵送系统中泵送机构仍然通过液控方式实现换向，泵送换向阀出油口连接左主油缸时，推动左主油缸活塞运动，右主油缸活塞向相反方向运动，当左主油缸活塞运动到油缸行程末端附近，有信号油进入信号控制单元，信号控制单元通过摆阀总成控制泵送换向阀换向，主油缸完成泵送换向，同时主泵送换向阀出油口给右主油缸无杆腔供油，推动右主油缸活塞运动，左主油缸活塞向相反方向运动。现有新能源泵送系统的功率控制是通过泵的恒功率控制，控制器根据负载反馈实时调整电机转速实现电机转速与泵压力、排量始终处于最佳匹配状态，电机始终处于最节能区域，与传统泵送系统相比具有明显的节能优势。
5、综上所述，现有技术的新能源泵送系统，仅改变了系统的动力源，变量泵及泵送机构与传统泵车相同，泵送控制方式也是传统的液控技术，而变量泵结构复杂、成本高，且使用寿命低。主油缸换向方式仍然基于液控技术，其中一个主油缸活塞到达行程末端附近时，活塞两侧压差信号进入信号控制单元，信号控制单元将信号传递至摆阀总成，摆阀总成将液压信号传递给泵送换向阀，使其完成换向，泵送换向阀出油口给另一个主油缸无杆腔供油，推动其活塞运动；液控换向系统复杂，响应速度慢，且故障率高，排查维修困难；另一方面液控技术不能与整机控制系统实现联通，不利于整机作业过程的集成协同控制。电机和变量泵的组合，整机动力匹配需要考虑电机转速和泵工作压力、排量的匹配状态和自适应调节，鉴于混凝土施工过程料况状态变化比较复杂，泵送负载会实时变化，动力匹配的调节过程较复杂，很难实时精准且覆盖所有工况；当动力匹配不合理，即电机实际输出给变量泵的功率和负载所需功率不匹配时，就出现了实际应用中的“没劲”现象：如大负载工况时掉速严重，甚至熄火；小负载工况，电机动力利用不充分。另外，如遇到料流状态突然变差的情况，系统压力突增，此时应当降低转速以防压力持续上升导致堵管现象出现，而恒功率作用下保持相对较高的泵送速度，很可能导致堵管现象发生。
6、鉴于现有传统泵送系统和新能源泵送系统存在的上述技术问题，目前亟需提供一种结构简单、主油缸换向和功率实时匹配控制方便简捷、可靠性高的新型泵送系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种系统结构更简单、主油缸换向和功率实时匹配控制更简捷、泵送系统更可靠的电机调速泵送控制系统及方法，基于电控系统代替液控系统实现油缸换向、基于负载反馈的系统功率控制方式，简化液压系统结构，提高液压系统效率，控制系统通过负载实时变化，更有利于整机控制系统的集成和协同控制，智能控制程度更高，且控制系统更简洁，提高泵送系统整体效率，进一步提升节能效果。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、一种电机调速泵送控制系统，包含有杆腔互相连通的左主油缸和右主油缸、由电机驱动且两个出油口分别与左主油缸和右主油缸的无杆腔连通的双向定量泵、控制电机转速和旋向的智能控制器；所述左主油缸和右主油缸上均安装有与智能控制器信号连接的行程开关，用于接收活塞位置信息并反馈至智能控制器。
4、进一步的，所述双向定量泵的两出油口之间并联连接有补油溢流单元，用于补充液压系统工作过程中损失的油液，所述补油溢流单元设置最高补油压力。
5、进一步的，所述双向定量泵的两出油口之间并联连接有由智能控制器控制动作的换向缓冲单元，用于缓解左主油缸和右主油缸在换向过程中的压力冲击。
6、进一步的，所述换向缓冲单元包含电磁换向阀和溢流阀；所述电磁换向阀的两个进油口分别通过左单向阀和右单向阀与左主油缸无杆腔和右主油缸无杆腔连通；所述溢流阀安装在电磁换向阀出油口与油箱连接的管路上。
7、进一步的，所述电机由电机驱动器控制转速和旋向，所述电机驱动器接收智能控制器的指令执行驱动电机操作。
8、进一步的，所述电机为永磁同步伺服电机，由电池或外接电源供电。
9、进一步的，所述控制系统还包含与智能控制器连接并受其控制执行摆动操作的摇摆机构，所述摇摆机构控制泵送机构的分配阀在左输送缸和右输送缸出口之间来回摆动。
10、一种电机调速泵送控制方法，所述控制方法是基于上述任一种电机调速泵送控制系统实现的，包含以下步骤：
11、步骤一、左输送缸出料、右输送缸进料：
12、智能控制器控制电机正转带动双向定量泵左出油口出油，推动左主油缸活塞杆前进，实现左输送缸出料；左主油缸有杆腔的油液进入右主油缸，推动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电机调速泵送控制系统，包含有杆腔互相连通的左主油缸(3)和右主油缸(4)，其特征在于：还包含由电机(1)驱动且两个出油口分别与左主油缸(3)和右主油缸(4)的无杆腔连通的双向定量泵(2)、控制电机(1)转速和旋向的智能控制器(6)；所述左主油缸(3)和右主油缸(4)上均安装有与智能控制器(6)信号连接的行程开关，用于接收活塞位置信息并反馈至智能控制器(6)。
2.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述双向定量泵(2)的两出油口之间并联连接有补油溢流单元，用于补充液压系统工作过程中损失的油液，所述补油溢流单元设置最高补油压力。
3.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述双向定量泵(2)的两出油口之间并联连接有由智能控制器(6)控制动作的换向缓冲单元(5)，用于缓解左主油缸(3)和右主油缸(4)在换向过程中的压力冲击。
4.根据权利要求3所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述换向缓冲单元(5)包含电磁换向阀(5-3)和溢流阀(5-4)；所述电磁换向阀(5-3)的两个进油口分别通过左单向阀(5-1
5.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述电机(1)由电机驱动器(7)控制转速和旋向，所述电机驱动器(7)接收智能控制器(6)的指令执行驱动电机(1)操作。
6.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述电机(1)为永磁同步伺服电机，由电池或外接电源供电。
7.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述控制系统还包含与智能控制器(6)连接并受其控制执行摆动操作的摇摆机构，所述摇摆机构控制泵送机构的分配阀在左输送缸和右输送缸出口之间来回摆动。
8.一种电机调速泵送控制方法，其特征在于：所述控制方法是基于上述权利要求1至7中任一种电机调速泵送控制系统实现的，包含以下步骤：
9.根据权利要求8所述的电机调速泵送控制方法，其特征在于：所述步骤二或步骤四的泵送换向过程中，智能控制器(6)根据左主油缸(3)或右主油缸(4)行程开关反馈的油缸活塞位置确定缓冲距离S0，结合油缸活塞运行速度v、双向定量泵(2)输出排量Vcp、电机(1)转速n和主油缸缸筒内径d，按照公式t0＝S0π×d2/(4×Vcp×n)，计算出缓冲时间t0；
10.根据权利要求8所述的电机调速泵送控制方法，其特征在于：所述步骤二或步骤四中主油缸泵送换向的同时，智能控制器(6)控制摇摆机构作同步摆动，确保分配阀将对应输送缸出口与出料口连通。
...【技术特征摘要】
1.一种电机调速泵送控制系统，包含有杆腔互相连通的左主油缸(3)和右主油缸(4)，其特征在于：还包含由电机(1)驱动且两个出油口分别与左主油缸(3)和右主油缸(4)的无杆腔连通的双向定量泵(2)、控制电机(1)转速和旋向的智能控制器(6)；所述左主油缸(3)和右主油缸(4)上均安装有与智能控制器(6)信号连接的行程开关，用于接收活塞位置信息并反馈至智能控制器(6)。
2.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述双向定量泵(2)的两出油口之间并联连接有补油溢流单元，用于补充液压系统工作过程中损失的油液，所述补油溢流单元设置最高补油压力。
3.根据权利要求1所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述双向定量泵(2)的两出油口之间并联连接有由智能控制器(6)控制动作的换向缓冲单元(5)，用于缓解左主油缸(3)和右主油缸(4)在换向过程中的压力冲击。
4.根据权利要求3所述的电机调速泵送控制系统，其特征在于：所述换向缓冲单元(5)包含电磁换向阀(5-3)和溢流阀(5-4)；所述电磁换向阀(5-3)的两个进油口分别通过左单向阀(5-1)和右单向阀(5-2)与左主油缸(3)无杆腔和右主油缸(4)无杆腔连通；所述溢流阀(5-4)安装在电磁换向阀(5-3)出油口与油箱连接的管路上。
5.根据权利要求1所述的电机调速泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：石峰，石秋梅，闫成祥，曹峰，苗联军，赵东祥，
申请(专利权)人：徐州徐工施维英机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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