CN103629193A - 多泵液压系统的控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多泵液压系统的控制装置及控制方法，包括主驱动器、从驱动器、多泵液压系统、压力传感器、控制线，主从驱动器为液压系统中油泵驱动电机的控制器，多泵液压系统包括两组以上的电机油泵系统，不同油泵之间通过单向液压阀隔离；压力传感器为检测液压系统压力的电子装置；控制线为主驱动器给从驱动器传送指令信号的电缆；主驱动器根据检测到的压力和流量，与设定的压力和流量阀值进行对比，来控制从驱动器的速度指令，从而实现对多泵液压系统中从泵合流及卸荷的切换控制。本发明方便设置从泵合流及卸荷的流量阀值和压力阀值，降低从泵匹配的电机和驱动器功率，降低系统噪音，降低系统能耗，降低液压油的温升。

Description

多泵液压系统的控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及液压领域、电力电子及电机控制领域，具体地说，为多泵液压系统的控制装置及控制方法，涉及液压控制系统、变频器、伺服驱动器等。
背景技术
当前，多泵液压系统的合流及卸荷通常都采用机械式或液压式的控制方法，比如卸荷阀或溢流阀控制，通过机械式旋钮，调整好卸荷压力，当系统压力一旦高于此设定值时，卸荷阀或溢流阀即打开，从泵卸油。也有采用液控换向阀作为控制元件，当主泵的负载压力到达从泵设定的卸荷压力时，由压力传感器信号经放大处理后控制电磁铁换向阀断开，切断液控换向阀的控制油路，使从泵在高压时自动卸荷。由此可以满足定量系统高压小流量和底压大流量的工况需求，既可降低高压工况时所需匹配的液压功率，也可提高低压工况时执行元件的动作速度。但这些常规合流及卸荷方法都存在很大的不足：在从泵卸荷状态下，从泵电机也带动从泵高速旋转，从泵液压油通过液压阀全部回油箱，不仅导致系统能耗增加，而且增加了液压油的温升；不管是主泵还是从泵，在任何工况下，电机均以最高转速旋转，系统噪音很大；另外，系统中必须存在流量控制阀和压力控制阀，增加了系统成本，在有些工况下，并不需要很高的流量，这是就需要调节系统的流量阀来减小系统流量，也增加了油温和功耗。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种节能、低成本、低噪音的多泵液压系统的控制装置及控制方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种多泵液压系统的控制装置，包括主驱动器、从驱动器、多泵液压系统、压力传感器、控制线，主驱动器和从驱动器为液压系统中油泵驱动电机的控制器；多泵液压系统包括两组以上的电机油泵系统，不同油泵之间通过单向液压阀隔离；压力传感器为检测液压系统压力的电子装置；控制线为主驱动器给从驱动器传送指令信号的电缆。
本发明的进一步改进在于：主驱动器和从驱动器为变频器或伺服驱动器。
多泵液压系统的控制装置的控制方法，具体如下：主驱动器根据设定的压力和流量指令与压力传感器反馈的压力、电机反馈的流量对多泵液压系统进行压力和流量控制，无需流量控制阀或压力控制阀；同时，主驱动器根据检测到的压力和流量，与设定的压力和流量阀值进行对比，来控制从驱动器的转速，从而实现对多泵液压系统中从泵合流及卸荷的切换控制。
本发明的进一步改进在于：多泵液压系统的主泵和从泵之间通过单向液压阀进行隔离，只有从泵所在油路的压力大于系统油路的压力时，单向阀才打开，从泵合流。
本发明的进一步改进在于：一个多泵液压系统中一套电机油泵单元对应一台驱动器，多泵液压系统中有一套主泵单元和多套从泵单元，多个多泵液压系统可以组合成一个大液压系统。
本发明的进一步改进在于：主驱动器通过所述控制线来改变从驱动器的速度指令，从而控制多泵液压系统中的从泵运行速度或停止，从泵运转即主从泵合流，从泵停转即为从泵卸荷。
本发明的进一步改进在于：压力传感器的信号既可只接主驱动器，也可接到从驱动器，当压力传感器的信号只接到主驱动器时，主驱动器的参数设置值与压力传感器的压力检测值做算术和逻辑运算的结果通过信号电缆送到从驱动器来实现从泵的合流与卸荷切换；当压力传感器的信号接到从驱动器时，从驱动器的参数设置值与压力传感器的压力检测值做算术和逻辑运算的结果，与主驱动器通过信号电缆送过来的速度指令共同决定从驱动器的速度指令，从而实现对从泵的合流与卸荷切换。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、液压系统的压力和流量通过主驱动器控制电机油泵的转速快慢来实现，无需使用压力控制阀或流量控制阀，降低了系统成本；
2、可以通过驱动器方便设置从泵合流及卸荷的流量阀值和压力阀值，通过调整从泵卸荷的压力，可以调整从泵匹配的电机和驱动器的功率，通常设定从泵的卸荷压力远低于系统最大工作压力，从而大大降低从泵匹配的电机和控制器的功率，进一步降低液压系统成本；
3、驱动器根据液压负载实际需要的流量来控制油泵的转速，不用恒定高速运转，降低了系统噪音；
4、由于系统中没有压力流量控制阀，不会造成液压油的损失，通过油泵的液压油可以全部用来对液压负载做功，避免了能量损失，降低了液压油的温升，节能效果显著。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图中标号：1-主驱动器、2-从驱动器、3-多泵液压系统、4-压力传感器、5-控制线。
具体实施方式：
    为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1示出了本发明多泵液压系统的控制装置的一种实施方式，包括主驱动器1、从驱动器2、多泵液压系统3、压力传感器4、控制线5，主驱动器1和从驱动器2为液压系统中油泵驱动电机的控制器，即主驱动器1和从驱动器2为变频器或伺服驱动器；多泵液压系统3包括两组以上的电机油泵系统，不同油泵之间通过单向液压阀隔离；压力传感器4为检测液压系统压力的电子装置；控制线5为主驱动器给从驱动器传送指令信号的电缆。
多泵液压系统的控制装置的控制方法，具体如下：主驱动器1根据设定的压力和流量指令与所述压力传感器4反馈的压力、电机反馈的流量对多泵液压系统3进行压力和流量控制，无需流量控制阀或压力控制阀；同时，主驱动器1根据检测到的压力和流量，与设定的压力和流量阀值进行对比，来控制从驱动器2的转速，从而实现对多泵液压系统3中从泵合流及卸荷的切换控制.
其中，多泵液压系统3的主泵和从泵之间通过单向液压阀进行隔离，只有从泵所在油路的压力大于系统油路的压力时，单向阀才打开，从泵合流；一个多泵液压系统3中一套电机油泵单元对应一台驱动器，多泵液压系统3中有一套主泵单元和多套从泵单元，多个多泵液压系统3可以组合成一个大液压系统；主驱动器1通过控制线5来改变从驱动器2的速度指令，从而控制多泵液压系统3中的从泵运行速度或停止，从泵运转即主从泵合流，从泵停转即为从泵卸荷；压力传感器4的信号既可只接主驱动器1，也可接到从驱动器2，当压力传感器4的信号只接到主驱动器1时，主驱动器1的参数设置值与压力传感器4的压力检测值做算术和逻辑运算的结果通过信号电缆送到从驱动器2来实现从泵的合流与卸荷切换；当压力传感器4的信号接到从驱动器2时，从驱动器2的参数设置值与压力传感器4的压力检测值做算术和逻辑运算的结果，与主驱动器1通过信号电缆送过来的速度指令共同决定从驱动器2的速度指令，从而实现对从泵的合流与卸荷切换。
液压系统的压力和流量通过主驱动器控制电机油泵的转速快慢来实现，无需使用压力控制阀或流量控制阀，降低了系统成本；可以通过驱动器方便设置从泵合流及卸荷的流量阀值和压力阀值，通过调整从泵卸荷的压力，可以调整从泵匹配的电机和驱动器的功率，通常设定从泵的卸荷压力远低于系统最大工作压力，从而大大降低从泵匹配的电机和控制器的功率，进一步降低液压系统成本；驱动器根据液压负载实际需要的流量来控制油泵的转速，不用恒定高速运转，降低了系统噪音；由于系统中没有压力流量控制阀，不会造成液压油的损失，通过油泵的液压油可以全部用来对液压负载做功，避免了能量损失，降低了液压油的温升，节能效果显著。

Claims (7)

1.一种多泵液压系统的控制装置，包括主驱动器（1）、从驱动器（2）、多泵液压系统（3）、压力传感器（4）、控制线（5），所述主驱动器（1）和从驱动器（2）为液压系统中油泵驱动电机的控制器；所述多泵液压系统（3）包括两组以上的电机油泵系统，不同油泵之间通过单向液压阀隔离；所述压力传感器（4）为检测液压系统压力的电子装置；所述控制线（5）为主驱动器给从驱动器传送指令信号的电缆。
2.根据权利要求1所述多泵液压系统的控制装置，其特征在于：所述主驱动器（1）和从驱动器（2）为变频器或伺服驱动器。
3.根据权利要求1所述多泵液压系统的控制装置的控制方法，其特征在于：所述主驱动器（1）根据设定的压力和流量指令与所述压力传感器（4）反馈的压力、电机反馈的流量对所述多泵液压系统（3）进行压力和流量控制，无需流量控制阀或压力控制阀；同时，所述主驱动器（1）根据检测到的压力和流量，与设定的压力和流量阀值进行对比，来控制所述从驱动器（2）的转速，从而实现对所述多泵液压系统（3）中从泵合流及卸荷的切换控制。
4.根据权利要求3所述多泵液压系统的控制装置的控制方法，其特征在于：所述多泵液压系统（3）的主泵和从泵之间通过单向液压阀进行隔离，只有从泵所在油路的压力大于系统油路的压力时，单向阀才打开，从泵合流。
5.根据权利要求3或4所述多泵液压系统的控制装置的控制方法，其特征在于：一个所述多泵液压系统（3）中一套电机油泵单元对应一台驱动器，所述多泵液压系统（3）中有一套主泵单元和多套从泵单元，多个所述多泵液压系统（3）可以组合成一个大液压系统。
6.根据权利要求5所述多泵液压系统的控制装置的控制方法，其特征在于：所述主驱动器（1）通过所述控制线（5）来改变所述从驱动器（2）的速度指令，从而控制所述多泵液压系统（3）中的从泵运行速度或停止，从泵运转即主从泵合流，从泵停转即为从泵卸荷。
7.根据权利要求6所述多泵液压系统的控制装置的控制方法，其特征在于：所述压力传感器（4）的信号既可只接所述主驱动器（1），也可接到所述从驱动器（2），当所述压力传感器（4）的信号只接到所述主驱动器（1）时，所述主驱动器（1）的参数设置值与所述压力传感器（4）的压力检测值做算术和逻辑运算的结果通过信号电缆送到所述从驱动器（2）来实现从泵的合流与卸荷切换；当所述压力传感器（4）的信号接到所述从驱动器（2）时，所述从驱动器（2）的参数设置值与所述压力传感器（4）的压力检测值做算术和逻辑运算的结果，与所述主驱动器（1）通过信号电缆送过来的速度指令共同决定所述从驱动器（2）的速度指令，从而实现对从泵的合流与卸荷切换。
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