改善电动机启停性能控制回路及控制方法技术

一种改善电动机启停性能控制回路及控制方法，电动机的一输出轴经过第一联轴器与减速器的输入轴连接，减速器驱动工作机构；电动机的另一输出轴与第二联轴器连接，第二联轴器与液压泵/马达的输入轴连接，液压泵/马达由液压控制系统控制。本发明专利技术控制系统回收利用电动机减速制动动能，使异步电动机具有四象限工作能力；回收外负载提供的势能，改善了大功率电机频繁启停对电网的干扰，也减小了电动机的发热，提高了电动机的使用寿命，降低了电动机的装机功率，对要求峰值功率大而工作过程功率小的系统效果特别显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与电动机启停控制有关，尤其是一种电动机变频技术中对电机启动和制动过程进行改善的控制技术方案。
技术介绍
电动机是工业领域应用最为广泛的动力源，为了节能减排，这一技术的发展方向是采用变频技术改变电动机的转速，使电动机输出的功率与负载需求相一致，到目前虽然发展了多种控制电动机供电频率的方法，但是受转动惯量和电动机启动扭矩的限制，变频控制异步电动机的响应速度一直很慢，制约其在许多场合的应用。另一方面，受负载方向的影响，电动机常常要工作在发电机状态，即要求电动机具有四象限工作的能力，如果采用现有通过逆变器向电网回馈所发出电能的技术，一方面技术复杂、费用高，另一方面也会对电网运行状态产生不利影响，在实际使用中常常是采用设置制动电阻的方式，将这些多余的能量转化为热量消耗掉。在电动机的减速制动过程中，为了缩短制动时间，也常常需要设置制动电阻，这些均会造成较大的能耗并引起电机发热。为此，本专利技术对现有技术进行改进，提出一种用于电动机和液压控制系统相结合的电动机启停性能控制回路。
技术实现思路
本专利技术提供一种，用于进一步缩短电动机在启停过程中的时间，以节约能源，降低损耗，实现节能减排。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术措施是一种。本专利技术所述的一种用于，包括主电动机，变频器，转速传感器，第一联轴器，减速器，液压泵/马达，第二联轴器，工作机构， 控制器及相应于液压泵/马达的液压控制回；变频器的输出信号经导线与主电动机连接， 主电动机通过第一联轴器与减速器连接，减速器与工作机构连接，主电动机通过第二联轴器与液压泵/马达连接，转速传感器测量主电动机的转速，转速传感器的输出信号η经导线输入到变频器和控制器，指令信号经导线输入控制器，压力传感器的输出信号Λ经过导线输入到控制器，控制器的输出端经过导线分别与三位四通电控换向阀的控制端、变频器的输入端及补油泵电机的控制端连接，液压控制回路控制液压泵/马达的转动方向和输出扭矩；所述液压控制回路是小流量滑阀组成的液压控制系统I，或是大流量插装阀组成的液压控制系统II ；所述小流量滑阀组成的液压控制系统I，包括三位四通电控换向阀，单向阀，补油泵， 油箱，第三联轴器，补油泵电动机，压力传感器，蓄能器；补油泵旋转轴通过第三联轴器与补油泵电动机的输出轴连接，补油泵出油口通过管路与单向阀进油口连通，单向阀的出油口通过管路与三位四通电控换向阀的压力油口八蓄能器的进油口及压力传感器的进油口连通，三位四通电控换向阀的回油口 Γ通过管路与油箱连通，三位四通电控换向阀的第一出油口 I第二出油口 i 通过管路分别与液压泵/马达的第一油口 /V第二油口 P私连通，三位四通电控换向阀在断电状态下，即在中位时其第一出油口丄第二出油口召、回油口 Γ同时与油箱连通；所述三位四通电控换向阀可以是直动式的电磁换向阀，也可以是先导型的电液换向阀；所述大流量插装阀组成的液压控制系统II，包括单向阀，补油泵油箱，第三联轴器，补油泵电动机，压力传感器，蓄能器组，第一插装阀，第二插装阀，第三插装阀，第四插装阀，第一两位四通电磁换向阀，第二两位四电通磁换向阀，第三两位四通电磁换向阀，第四两位四通电磁换向阀；补油泵旋转轴通过第三联轴器与补油泵电动机的输出轴连接，补油泵的出油口通过管路与单向阀的进油口连通，单向阀的出油口通过管路与第二插装阀的第一油口為、第三插装阀的第一油口 4、蓄能器组的进油口及压力传感器的进油口连通，第二插装阀的第二油口 B2通过管路与第一插装阀的第一油口 A及液压泵/马达的第一油口 Pk连通， 第三插装阀的第二油口 Bz通过管路与第四插装阀的第一油口 4及液压泵/马达的第二油口 A连通，第一插装阀的第二油口 Bx及第四插装阀的第二油口 Bi通过管路与油箱连通，第一插装阀的控制油口 &、第二插装阀的控制油口 &、第三插装阀的控制油口 &、第四插装阀的控制油口 A通过管路分别与第一两位四通电磁换向阀的压力油口 Λ、第二两位四通电磁换向阀的压力油口 Λ、第三两位四通电磁换向阀的压力油口 Λ、第四两位四通电磁换向阀的压力油口 Λ连通，第一两位四通电磁换向阀的第一出油口 C1通过管路与液压泵/马达的第一油口Λ连通，第四两位四通电磁换向阀的第一出油口 G通过管路与液压泵/马达的第二油口 A连通，第二两位四通电磁换向阀的第一出油口 C2和第三两位四通电磁换向阀的第一出油口 C3通过管路与单向阀的出油口连通，第一两位四通电磁换向阀的第二出油口 Α、 第二两位四通电磁换向阀的第二出油口込、第三两位四通电磁换向阀的第二出油口久、第四两位四通电磁换向阀的第二出油口込通过管路与油箱连通； 所述补油泵可以是电动机驱动，或是手动补油泵； 所述补油泵电动机是普通电动机、伺服电动机和变频电动机中的一种； 所述蓄能器是一个蓄能器，或是两个以上蓄能器构成的蓄能器组； 所述主电动机是直流电动机、交流电动机、异步电动机、同步电动机、开关磁阻电动机和交直流伺服电动机中的一种；所述主电动机是单输出轴，或是双输出轴；所述液压泵/马达是定量液压泵/马达，或是电子控制的变排量比例液压泵/马达； 所述电子控制的变排量比例液压泵/马达是变量机构单方向摆动的变量液压泵/马达，也可以是变量机构双方向摆动的变量液压泵/马达；所述液压泵/马达是一个液压泵/马达，或是两个以上组成的液压泵/马达组；所述工作机构是通过减速器驱动，也可以不经过减速器驱动。 本专利技术所述的一种用于改善电动机启停性能控制回路的控制方法，该方法是在主电动机启动前，通过控制器给出控制指令启动补油泵电动机，补油泵电动机驱动补油泵给蓄能器充液，使蓄能器的充液压力达到设计好的预定值；当要启动主电动机时，通过控制器给出控制主电动机启动的信号到变频器，变频器控制主电动机启动，同时控制器给出控制信号到三位四通电控换向阀，控制三位四通电控换向阀换向，使蓄能器与液压泵/马达的油口 Λ连通，液压泵/马达此时作为液压马达工作，驱动的负载就是主电动机，将蓄能器中的油液经过油口 A排入油箱，蓄能器释放能量，辅助主电动机启动，这时主电动机和液压泵 /马达的转矩方向一致，共同驱动减速器，减速器驱动工作机构从静止加速运行。通过转速传感器检测主电动机转速，当检测到主电动机的转速达到变频器的设置值并稳定后，通过控制器给出控制信号控制三位四通电控换向阀回到中位，这种工况，液压泵/马达的第一油口Λ和第二油口 A连通，同时通过三位四通电控换向阀的回油口 T与油箱连通，这样就不对主电动机的运行产生影响。当工作机构制动时，控制器给出使主电动机制动的信号到变频器，变频器控制主电动机减速，控制器同时给出控制信号到三位四通电控换向阀，控制三位四通电控换向阀换向，使蓄能器与]液压泵/马达的第二油口P名连通，液压泵/马达的第一油口Pk与油箱连通，液压泵/马达此时作为液压泵工作，将油箱中的油液泵入到蓄能器，此时蓄能器是主电动机的负载，液压泵/马达的扭矩辅助主电动机制动。由于蓄能器存在能量损失，主电动机制动过程补充的能量总是少于电动机加速过程消耗的能量，所以在主电动机制动过程中，通过补油泵向蓄能器中补充油液，进一步辅助主电动机按照希望的制动曲线制动，同时为主电动机的再一次启动做好准备。本专利技术所提供的一种用于电动机启停性能控制回路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善电动机启停性能控制回路及控制方法，包括有主电动机[1]，变频器[2]， 转速传感器[3]，第一联轴器[4]，减速器[5]，工作机构[8]，其特征是还包括有液压泵/马达W]，第2联轴器[7]，控制器[27]，液压控制回路[29]；变频器[2]的输出信号经导线与主电动机[1]连接，主电动机[1]通过第一联轴器[4]与减速器[5]连接，减速器[5]与工作机构[8]连接，主电动机[1]通过第二联轴器[7]与液压泵/马达[6]连接，转速传感器 [3]测量主电动机[1]的转速，转速传感器[3]的输出信号η经导线输入到变频器[2]和控制器[27]，指令信号经导线输入控制器[27]，压力传感器[15]的输出信号Λ经过导线输入到控制器[27]，控制器[27]的输出端经过导线分别与三位四通电控换向阀[9]的控制端、 变频器[2]的输入端及补油泵电机[14]的控制端连接，液压控制回路[29]控制液压泵/ 马达W]的转动方向和输出扭矩。2.如权利要求1所述的改善电动机启停性能控制回路，其特征是液压控制回路[29]是小流量滑阀组成的液压控制系统I，或是大流量插装阀组成的液压控制系统II。3.如权利要求2所述的改善电动机启停性能控制回路，其特征是小流量滑阀组成的液压控制系统I，包括三位四通电控换向阀[9]，单向阀[10]，补油泵[11]，油箱[12]，第三联轴器[13]，补油泵电动机[14]，压力传感器[15]和蓄能器[16]；补油泵[11]旋转轴通过第三联轴器[13]与补油泵电动机[14]的输出轴连接，补油泵[11]出油口通过管路与单向阀[10]进油口连通，单向阀[10]的出油口通过管路与三位四通电控换向阀[9]的压力油口八蓄能器[16]的进油口及压力传感器[15]的进油口连通，三位四通电控换向阀[9]的回油口 Γ通过管路与油箱[12]连通，三位四通电控换向阀[9]的第一出油口丄第二出油口 B通过管路分别与液压泵/马达W]的第一油口 /V第二油口 A连通，三位四通电控换向阀 [9]在断电状态下，即在中位时其第一出油口I第二出油口从回油口 Γ同时与油箱[12]连4.如权利要求3所述的改善电动机启停性能控制回路，其特征是三位四通电控换向阀 [9]可以是直动式的电磁换向阀，也可以是先导型的电液换向阀。5.如权利要求2所述的改善电动机启停性能控制回路，其特征是大流量插装阀组成的液压控制系统II，包括单向阀[10]，补油泵[11]，油箱[12]，第三联轴器[13]，补油泵电动机[14]，压力传感器[15]，蓄能器组[25]，第一插装阀[22]，第二插装阀[21]，第三插装阀 [20]，第四插装阀[19]，第一两位四通电磁换向阀[23]，第二两位四电通磁换向阀[Μ]，第三两位四通电磁换向阀[17]和第四两位四通电磁换向阀[18]；补油泵[11]旋转轴通过第三联轴器[13]与补油泵电动机[14]的输出轴连接，补油泵[11]的出油口通过管路与单向阀[10]的进油口连通，单向阀[10]的出油口通过管路与第二插装阀[21]的第一油口為、第三插装阀[20]的第一油口為、蓄能器组[25]的进油口及压力传感器[15]的进油口连通， 第二插装阀[21]的第二油口民通过管路与第一插装阀[22]的第一油口 A及液压泵/马达[6]的第一油口 Λ连通，第三插装阀[20]的第二油口民通过管路与第四插装阀[19]的第一油口 4及液压泵/马达W]的第二油口/^b连通，第一插装阀[22]的第二油口 ^及第四插装阀[19]的第二油口 A通过管路与油箱[12]连通，第一插装阀[22]的控制油口&、 第二插装阀[21]的控制油口&、第三插装阀[20]的控制油口&、第四插装阀[19]的控制油口A通过管路分别与第一两位四通电磁换向阀[23]的压力油口弋、第二两位四通电磁换向阀[24]的压力油口Λ、第三两位四通电磁换向阀[17]的压力油口Λ、第四两位四通电磁换向阀[18]的压力油口 Λ连通，第一两位四通电磁换向阀[23]的第一出油口 C1通过管路与液压泵/马达W]的第一油口 Λ连通，第四两位四通电磁换向阀[18]的第一出油口 C4 通过管路与液压泵/马达W]的第二油口/^b...

【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，王永进，熊小晋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：