CN103352888A - 变频式风帆液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种变频式风帆液压控制系统，该系统包含油箱、连接油箱的三位四通电磁阀、连接三位四通电磁阀的第一单向阀、连接第一单向阀的液压泵、连接液压泵的电机、连接电机的变频器、连接三位四通电磁阀的液压锁、连接液压锁的三位三通电磁阀、连接液压锁和三位三通电磁阀的第一油缸和第二油缸、连接第一油缸的第一风帆、连接第二油缸的第二风帆。本发明通过把变频节能技术与液压控制相结合，提出了一种新的风帆控制系统。在不需要调整风帆转角的时候，电机可以通过变频器调速控制以最低运行速度运转，这样不仅可以降低能耗，同时对于延长电机和液压泵的使用寿命，对维护保养费用等方面都有很好的效果。

Description

变频式风帆液压控制系统
技术领域
本发明涉及一种变频式风帆液压控制系统。
背景技术
风帆助航是在远洋运输船舶面临能源危机和海洋污染等世界难题时，开发和利用风力资源、改善海洋环境污染的一种有效技术。
目前，国内外对风帆助航进行了多方面的探讨，采用电液系统控制风帆的角度，使其获得始终处于最佳的迎风角度，是一项很重要的关键技术。液压控制系统如何根据风力的大小和方向做出合适、快速的动态反馈，并且保证反馈速度快，平滑准确，能耗少，是一个值得深入研究的问题。
变频控制技术在工业领域中已经是一项应用非常广泛的技术。
如果能在风帆的液压控制系统中采用变频技术，不仅可以节能，提高系统的可靠性、降低经济成本，而且可以实现帆、机、舵的最佳配合，提高对风能的利用效率，在远洋船舶运输中具有较大的推广意义和实用价值。
发明内容
本发明提供的一种变频式风帆液压控制系统，采用变频技术，在节能的同时提高系统的可靠性、降低经济成本，提高对风能的利用效率。
为了达到上述目的，本发明提供一种变频式风帆液压控制系统，该系统包含油箱、连接油箱的三位四通电磁阀、连接三位四通电磁阀的第一单向阀、连接第一单向阀的液压泵、连接液压泵的电机、连接电机的变频器、连接三位四通电磁阀的液压锁、连接液压锁的三位三通电磁阀、连接液压锁和三位三通电磁阀的第一油缸和第二油缸、连接第一油缸的第一风帆、连接第二油缸的第二风帆。
该系统还包含连接液压泵的滤器。
该系统还包含连接变频器的控制器、连接控制器的计算机。
该系统还包含连接变频器和单向阀出口的压力传感器。
该系统还包含安装在第一风帆上，并连接计算机的第一角度传感器、安装在第二风帆上，并连接计算机的第二角度传感器、以及连接计算机的风速风向传感器。
该系统还包含连接三位四通电磁阀的溢流阀。
该系统还包含连接三位四通电磁阀的第三单向阀、连接第三单向阀的手动液压泵、以及连接手动液压泵的第二单向阀。
该系统包含两套液压泵系统，即，该系统包含两个连接三位四通电磁阀的第一单向阀、连接第一单向阀的液压泵、连接液压泵的电机、连接液压泵的滤器。
本发明的优点在于：通过把变频节能技术与液压控制相结合，提出了一种新的风帆控制系统。在不需要调整风帆转角的时候，电机可以通过变频器调速控制以最低运行速度运转，这样不仅可以降低能耗，同时对于延长电机和液压泵的使用寿命，对维护保养费用等方面都有很好的效果。
附图说明
图1是本发明的控制结构示意图。
具体实施方式
以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。
如图1所示，本发明提供了一种变频式风帆液压控制系统，该系统包含油箱1、连接油箱1的三位四通电磁阀14、连接三位四通电磁阀14的第一单向阀5、连接第一单向阀5的液压泵3、连接液压泵3的电机4、连接电机4的变频器7、连接三位四通电磁阀14的液压锁15、连接液压锁15的三位三通电磁阀16、连接液压锁15和三位三通电磁阀16的第一油缸17和第二油缸18、连接第一油缸17的第一风帆19、连接第二油缸18的第二风帆20。
该系统还包含连接液压泵3的滤器2。
该系统还包含连接变频器7的控制器8、连接控制器8的计算机9。
该系统还包含连接变频器7和单向阀5出口的压力传感器6。
该系统还包含安装在第一风帆19上，并连接计算机9的第一角度传感器21、安装在第二风帆20上，并连接计算机9的第二角度传感器22、以及连接计算机9的风速风向传感器23。
该系统还包含连接三位四通电磁阀14的溢流阀10。
该系统还包含连接三位四通电磁阀14的第三单向阀13、连接第三单向阀13的手动液压泵12、以及连接手动液压泵12的第二单向阀11。
该系统包含两套液压泵系统，即，该系统包含两个连接三位四通电磁阀14的第一单向阀5、连接第一单向阀5的液压泵3、连接液压泵3的电机4、连接液压泵3的滤器2。
在本发明所述的变频式风帆液压控制系统中，变频器7控制电机4带动液压泵3通过滤器2从油箱1中吸油，经过第一单向阀5进入三位四通电磁阀14，空载时，风帆不需要转动时三位四通电磁阀14在中位，油液连通油箱1，流回油箱1。三位四通电磁阀14切换到左位时，油液通过液压锁15进入三位三通电磁阀16，三位三通电磁阀16在中位时第一油缸17和第二油缸18同时工作，驱动第一风帆19和第二风帆20同时转动，若三位三通电磁阀16在左位时，只有第一油缸17驱动第一风帆19转动，若三位三通电磁阀16在右位时只有第二油缸18驱动第二风帆20转动，油缸17、18的回油通过液压锁15、三位四通电磁阀14流回油箱1，第一油缸17和第二油缸18在不工作时，通过液压锁15保持油缸中的油液不会流动，进而保证活塞杆不会移动使风帆保持稳定。
溢流阀10可保证系统在安全稳定的压力下工作。
第一风帆19和第二风帆20的转动角度由安装在他们下面的第一角度传感器21和第二角度传感器22进行检测并实时反馈给计算机9及控制器8。风速风向传感器23的信息采集输入到计算机9，计算机9通过采集来的风速、风向信息，并对比船舶航线、航速等信息，经过软件计算得到最佳风帆转角，计算机9将此角度指令发送到控制器8，控制器8根据实际风帆转角与所需转角进行偏差对比并输出控制信号给变频器7，变频器7控制电机4带动液压泵3运行，当风帆转动到所需转角后，电机4通过变频器7调速控制以最低运行速度运转来降低能耗。压力传感器6监测液压泵3的出口压力，将监测信号反馈给变频器7。
手动液压泵12在系统出现故障或失电情况下应急使用，手动打开三位四通电磁阀14和,三位三通电磁阀16到所需的阀位，手动液压泵12通过第二单向阀11吸油经过第三单向阀13，通过三位四通电磁阀14、液压锁15、三位三通电磁阀16来控制第一油缸17或第二油缸18，带动第一风帆19或第二风帆20转动到合适的位置。
通过双液压泵设计可以使系统有一套备用泵以保证系统的可靠性，同时两台液压泵可以同时使用来满足大转矩及双油缸同时控制的需要。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统包含油箱（1）、连接油箱（1）的三位四通电磁阀（14）、连接三位四通电磁阀（14）的第一单向阀（5）、连接第一单向阀（5）的液压泵（3）、连接液压泵（3）的电机（4）、连接电机（4）的变频器（7）、连接三位四通电磁阀（14）的液压锁（15）、连接液压锁（15）的三位三通电磁阀（16）、连接液压锁（15）和三位三通电磁阀（16）的第一油缸（17）和第二油缸（18）、连接第一油缸（17）的第一风帆（19）、连接第二油缸（18）的第二风帆（20）。
2.如权利要求1所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统还包含连接液压泵（3）的滤器（2）。
3.如权利要求2所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统还包含连接变频器（7）的控制器（8）、连接控制器（8）的计算机（9）。
4.如权利要求3所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统还包含连接变频器（7）和单向阀（5）出口的压力传感器（6）。
5.如权利要求4所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统还包含安装在第一风帆（19）上，并连接计算机（9）的第一角度传感器（21）、安装在第二风帆（20）上，并连接计算机（9）的第二角度传感器（22）、以及连接计算机（9）的风速风向传感器（23）。
6.如权利要求5所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统还包含连接三位四通电磁阀（14）的溢流阀（10）。
7.如权利要求6所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统还包含连接三位四通电磁阀（14）的第三单向阀（13）、连接第三单向阀（13）的手动液压泵（12）、以及连接手动液压泵（12）的第二单向阀（11）。
8.如权利要求7所述的变频式风帆液压控制系统，其特征在于，该系统包含两套液压泵系统，即，该系统包含两个连接三位四通电磁阀（14）的第一单向阀（5）、连接第一单向阀（5）的液压泵（3）、连接液压泵（3）的电机（4）、连接液压泵（3）的滤器（2）。
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