CN110360167A - 用于运行液压系统的方法 - Google Patents

用于运行液压系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110360167A
CN110360167A CN201910283635.XA CN201910283635A CN110360167A CN 110360167 A CN110360167 A CN 110360167A CN 201910283635 A CN201910283635 A CN 201910283635A CN 110360167 A CN110360167 A CN 110360167A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pump
hydraulic
memory
electric motor
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910283635.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110360167B (zh
Inventor
M·德鲁云
G·恩德伯格
B·普拉特
R·冯·多姆布罗斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siempelkamp Machine And Complete Sets Equipment Co Ltd
Original Assignee
Siempelkamp Machine And Complete Sets Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siempelkamp Machine And Complete Sets Equipment Co Ltd filed Critical Siempelkamp Machine And Complete Sets Equipment Co Ltd
Publication of CN110360167A publication Critical patent/CN110360167A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110360167B publication Critical patent/CN110360167B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/163—Control arrangements for fluid-driven presses for accumulator-driven presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/50—Monitoring, detection and testing means for accumulators
    • F15B2201/51—Pressure detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20569—Type of pump capable of working as pump and motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/625—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/633—Electronic controllers using input signals representing a state of the prime mover, e.g. torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/85—Control during special operating conditions
    • F15B2211/851—Control during special operating conditions during starting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于运行液压系统的方法，其中液压系统包括液压消耗器、可调节泵、电动马达和控制器，其中液压系统利用控制器能够从运行阶段经由制动阶段转移到停顿阶段并且能够从该停顿阶段经由起动阶段转移到运行阶段，其中可调节泵一方面能够在具有可变输送流量的泵送运行中运行并且另一方面能够在逆转的马达运行中运行。方法的特征在于，在制动阶段中关断电动马达并且泵在所述泵送运行中在利用仍然包含的动能的情况下对存储器填充，在起动阶段中泵在所述马达运行中通过从存储器流入泵中的液压液体运行并且因此驱动电动马达，当达到电动马达的预定状态时，将泵与存储器的连接分离，并且接通电动马达，从而电动马达驱动处于泵送运行中的泵。

Description

用于运行液压系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行液压系统、特别是液压压力机的方法，其中液压系统包括至少一个液压消耗器(例如一个或多个液压缸)、用于给液压消耗器供应液压液体或液压流体(例如液压油)的可调节泵、用于驱动泵的电动马达和用于泵和/或电动马达的控制器，其中液压系统利用控制器能够从运行阶段经由制动阶段转移到停顿阶段并且能够从该停顿阶段经由起动阶段转移到运行阶段，其中可调节泵一方面能够在具有可变输送流量的泵送运行中运行并且另一方面能够在反转的马达运行中运行。
背景技术
液压系统特别是液压压力机，其通过该马达-泵单元(由电动马达和可调节泵构成)将电能转换成液压能，其又通过液压耗能器例如致动器可以用作运动或成形过程的有效能量。在这种液压系统(例如在压力机)中例如使用液压缸作为液压消耗器。在实践中这在液压系统中或液压系统的运行中始终导致不同形式的停顿时间。这种停顿时间(在其中不需要液压系统)可以例如是装料时间、工具更换时间或一般暂停时间。举例来说，这种液压系统可以是液压压力机、例如液压锻压机。在一个压力机操作、例如锻造操作之后，新工件必须转移到压力机中，例如通过锻造机械手从炉子中运输到压力机中，从而在该停顿时间期间在该系统中不需要液压消耗器。
在实践中，在这样的系统的传统设计中常见的是，该马达-泵单元的电动马达在该停顿时间中连续地继续运行并且被驱动的泵出于能量原因在无压的循环中运行或者可调节泵的输送容积减小到最低限度，例如往回枢转。由于在这种运行方式中空转时的能量需求相对较高，因此在实践中转变成在停顿时间期间关断电动马达，即分离与电网的连接，并且在系统例如压力机的重新运行要求时重新接通或起动电动马达。此外在具有多个这样的马达-泵单元的系统中已知的是，在部分负载运行时单独关断各单个单元，以便可以按照要求提供驱动功率。马达-泵单元的关断通常通过电源的分离以及随后电动马达和泵的旋转质量的逐渐耗尽能量来实现。然而特别重要的是而后在实践中紧接着起动电动马达或泵，并且为此已知各种不同的方式。
电动马达的直接接通形成电动马达加速到其额定转速的(机器技术上)成本有利的变型方案，因为在这种情况下不需要额外的设备。也有利的是，在直接接通时电动马达非常短的起动时间。然而，缺点是对于电网、电动马达和电气开关技术装置的高负载，因为在直接接通时需要非常高的起动电流。由于电动马达的高热负荷，在制造商方面允许的直接接通的接通频率因此限于每小时几次起动过程，电动马达的质量显著影响允许的接通频率。此外，在开关技术领域，直接接通由于高电流需要高质量元件。在具有多个马达-泵单元的系统中的另一个缺点是，由于高起动电流，各电动马达必须顺序起动而不是并行起动，以避免电网过载。因此，达到系统的运行准备状态的时间与安装的电动马达的数量成比例地增加。
替代地，因此在实践中使用所谓的软起动器。虽然这与增加的投资成本相关联，但允许更温和的和组件友好的起动。虽然软起动器通过电功率限制器减少了所需的起动电流，但这导致电动马达的较长起动时间。以这种方式，虽然起动电流与在马达直接起动情况下低，但仍然相对较高。此外，允许的接通频率(如在直接接通的情况下)严重受限并且取决于电动马达和电子开关技术装置的质量。因此，软起动器具有与直接接通相似的缺点，但程度较小。
因此，作为另一替代方案，已经建议使用变频器用于电动马达起动，其允许灵活地调节马达转速。因此，可以在很大程度上消除直接接通和软起动器在允许的接通频率和需要的起动电流方面的缺点。然而，由于变频器在技术上比软起动器更复杂，因此需要更高的投资成本。此外，变频器的使用寿命有限，因此需要经常承担更换部件的高成本。此外，变频器不能与任意的电动马达组合使用，因此必须使用具有特殊绝缘的更高价值的电动马达。最后，变频器是与效率相关的，因此产生永久功率损耗，并且通过停顿时间中的关断可实现的节能全部或部分地由生产运行中的额外的损耗功率耗尽。
从US4707644已知一种用于起动电动马达的液压辅助驱动系统。在这种情况下，液压马达通过离合器与马达轴连接到并且在马达电接通之前将电动马达在起动过程时加速到其目标转速，并且重新松开通向液压马达的离合器。通过这种起动原理不仅可以避免高起动电流，而且接通频率几乎是不受限的，并且元件例如轴承和电动马达绕组的寿命可以增加。用于驱动液压马达的所需液压能可以通过液压泵或液压存储器提供，其中液压存储器又可以通过液压泵或通过液压马达本身的反转运行来填充。在实践中，长期以来已经实现了根据该原理的电动马达的起动，例如来自木材工业领域的通用切削机中的大型电动马达的情况下。缺点是由于辅助驱动系统而增加了投资成本。
例如由EP2610049B1已知一种用于控制上述类型的液压压力机的方法。该系统包括在运行阶段中或在正常的生产运行中由电动马达驱动的主泵，其中，所述主电动马达在液压压力机的空转阶段关断，并且在空转阶段的结束时再次接通，并且被起动到预定的转速。主泵可以为了起动主电动马达而切换到(逆转的)驱动模式，在该驱动模式中主泵可以被穿流该主泵的液压液体驱动，并且驱动主电动马达。液压能由辅助泵或第二主泵提供。因此，或者设置第二驱动器或设置具有辅助电动马达和所述辅助泵的辅助驱动器，借此将液压液体输送通过主泵，其中主动电动马达在达到预定的转速时被供给电能并且主泵切换到泵送模式中。在此不利的是，在该系统中设置的各单个马达泵单元不能单独工作，而是为了提供所需要的能量始终需要辅助泵或第二主泵。另一方面，系统所需的起动能量必须完全从外部提供，即通过辅助泵或第二主泵的电动马达，从而需要额外的电能。替代地，在EP2610049B1中此外也建议，液压消耗器本身例如液压缸集成到起动概念中，其方式例如为通过气缸的推杆在气缸中的移位排挤液压液体并且因此穿流主泵，其由此被驱动。通过这种方式，主泵在起动期间驱动主电动马达。然而，这代表了驱动单元与消耗器的直接耦合，因此起动总是例如需要气缸运动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于运行液压系统的方法、尤其是“起动-停止方法”或“起动-停止系统”，其特征在于低投资成本和高能量效率，同时保持先前的优点例如低起动电流或高接通频率。该系统应该可以对于自给自足的电动马达-泵单元实现，无需额外的辅助泵或主泵。
为了实现该目的，本发明在开头所述的用于运行液压系统的方法中规定，可调节泵一方面能够在具有可变输送流量的泵送运行中运行并且另一方面能够在逆转的(液压)马达运行中运行，(为了从运行阶段达到停顿阶段首先)在制动阶段中关断电动马达，例如将其与电源分离，并且处于泵送运行中的泵在利用(在马达关断之后)仍然(在马达和泵中)包含的动能的情况下填充(液压)存储器，其中，在起动阶段中处于马达运行中的泵(作为液压马达)通过从存储器流入泵中的液压流体被运行并且因此驱动电动马达，其中，当达到电动马达的预定状态时(例如在额定转速时)，将泵与存储器的连接分离并且接通电动马达、即电动马达与电源连接，从而电动马达驱动(重新)处于泵送运行中的泵。
本发明在此首先从原则上已知的认识出发，即对于液压系统的能量效率高的运行非常有利的是，在液压系统的停顿阶段中完全关断电动马达并且优选将电动马达与电网分离。在此基础上，本发明已经认识到，由于电动马达和泵的旋转部件的惯性以及高转速水平，无电接通的系统在关断时刻具有高的动能含量，其根据本发明被用于填充液压存储器，因此该存储的能量在以后可用并且特别是用于起动阶段。因此，该可调节泵在起动阶段中以基本上已知的方式在逆转的液压马达运行中运行，然而不是通过附加的辅助泵或主泵馈送，而是通过液压存储器馈送，从而之前在制动阶段中储存的能量被能量效率高地利用。因此，该系统的特征在于高能效和低投资成本，因为可以省去用于起动阶段的附加驱动器(马达-泵单元)。因为因此为了起动过程成比例地利用先前在该马达-泵单元的制动过程中已经存储在液压存储器中的能量，所以在起动过程中所需的能量与已知的借助于辅助机组的解决方案相比显著减少。
为了实施这样的方法，提供了一种液压系统，该系统包括至少一个液压耗能器(例如液压缸)、用于给液压消耗器供给液压流体的可调节泵、用于驱动泵的电动马达以及用于泵和电动马达的控制器。可调节泵一方面可在(具有可变输送流量的)泵送运行中运行，另一方面可在(逆转的)马达运行中运行。该液压系统的特征在于，设置(液压)存储器，其通过阀装置与可调节泵连接或可连接。该阀装置优选设置在(一方面)泵和(另外一方面)消耗器和存储器之间，使得所述泵利用所述阀装置选择性地与消耗器或与存储器可连接。因此，阀装置的切换逻辑被设计成使得泵选择性地连接到消耗器或存储器。这种阀装置可以例如是至少一个换向阀，其例如构成为或者也可以具有至少一个三位三通换向阀或多个二位二通换向阀。
在本发明的范围中，可调节泵指的是具有(优选地在电动马达的连续或恒定运行时)能可变地调节的输送流量或输送体积流量的泵，即为了调节泵的输送流量，不调节马达并且特别是不改变马达转速，使得马达可以特别是在没有变频器的情况下运行。在该泵的情况下，输送流量的调节在不改变马达转速的情况下通过基本上已知的措施实现，因此可以采用基本上已知类型的泵。优选地，可调节泵设计为轴向柱塞泵，其具有可调节的枢转角度以调节输送流量。在此是这样的泵或泵单元，其既可以在泵送运行中也可以在马达运行中运行，因此既可以作为泵也可以作为液压马达工作。
此外液压系统优选地具有用于监控电动马达的运行状态的装置，例如用于测量马达转速的转速传感器，所述装置或传感器连接到液压系统的控制器。此外，电动马达优选通过电子开关装置与控制器连接，使得电动马达可以经由开关装置关断和接通并且优选可以与电源或电网分离。进一步优选地，液压系统具有压力测量装置，利用该压力测量装置可测量该存储器的存储器压力，所述压力测量装置(例如压力测量传感器)优选地与控制器连接。
这种液压系统的另一个部件通常是用于液压流体的罐，因此系统通过该罐总体上馈送。
在所描述的用于液压系统的运行方法的一个优选的改进中建议，在制动阶段和/或起动阶段中，泵的转速(例如利用测量装置)和/或所述存储器的存储器压力(例如利用压力测量装置)被测量，其中优选(可调节)泵的输送流量根据所述马达的转速和/或存储器压力被控制或调节。从而例如在制动阶段中经由用于测量马达转速的转速传感器和用于测量存储器压力的压力传感器的信号，泵、例如其枢转角度可以经由控制器在制动阶段中如此被控制，使得实现旋转部件的动能最佳转换成液压存储器中的潜在的液压能。在起动阶段中，借助于转速信号和存储器压力，泵、例如其枢转角度可以经由控制器如此控制，使得电动马达可以在最佳利用液压存储器中的能量储备的情况下被加速到预定转速(例如额定转速)。
经由所描述的阀装置可结合控制器实现完美的运行。因此，在制动阶段中泵可以利用阀装置与存储器连接，并且此外泵可以与消耗器分离，并且在达到停顿阶段时存储器可以与泵分离，从而在停顿阶段中优选存储器和消耗器与泵分离。泵可以在这种情况下枢转到零。
此外，利用阀装置存在这样的可能性，即在起动阶段中将泵与存储器连接和将泵与消耗器分离。在达到所述电动马达的预定的额定转速时，存储器可以与泵分离并且泵可以与消耗器连接。同时或紧接着，接通电动马达，即连接到电网，并且泵以泵送模式运行并且为消耗器、例如液压压力机的液压缸馈送。
可选地，此外存在这样的可能性，即在上述的起动停止系统的方法之前存在用于预填充所述液压存储器的阶段。为此可选地规定，在制动阶段开始之前在存储器预填充阶段中(部分地)填充存储器，其方式为：电动马达保持接通并且驱动处于泵送运行中的泵，其中存储器利用阀装置与存储器连接并且与消耗器分离。该考虑的背景是，虽然在一个理想的无损耗系统中在制动过程中旋转部件的全部的运动动能可转换成液压存储器中的潜在液压能，并且该液压能在值上对应于所需要的用于将马达-泵单元重新加速到其初始转速的动能。然而由于系统内在的效率，根据系统设计，不仅在制动阶段中而且在起动阶段中存在不同大小的能量损失。为了在液压存储器中提供对于起动阶段足够的能量储备，以因此达到所期望的额定转速，可以可选地在上述起动停止方法之前设置存储器预填充阶段。
根据本发明的液压系统以所描述的方式具有控制器，该控制器可以由数据处理系统形成或配备有数据处理系统。优选地，该控制器设置为用于实施所描述的方法并且因此被编程用于实施该方法。
附图说明
在下文中，将参考仅示出实施例的附图更详细地解释本发明。其中：
图1示意性地简化示出本发明的液压系统；并且
图2示出了根据图1的系统的修改实施例。
具体实施方式
在图1中示出液压系统1的第一实施例，其中该液压系统例如可以是液压压力机或液压压力机的一部分。该液压系统具有一个液压消耗器1，其例如可以构成为液压缸。然而也可以设置多个这样的液压消耗器、例如液压缸。此外，液压系统具有马达-泵单元，该单元具有泵2和用于驱动泵2的电动马达3。通过连接管路4，泵2或马达-泵单元2、3给液压消耗器1供给液压液体，该液压液体在系统中通过罐5提供。液压液体(或液压流体)优选为液压油。泵2设计为可调节泵，其具有可调节的输送流量或输送体积流量。此外，泵2不仅可以在泵送运行中运行而且可以在逆转的马达运行中运行。该泵例如可以是可调节的轴向柱塞泵。在所述泵送运行中驱动泵2的电动马达3与电子开关装置6连接。此外，系统的中心部件是控制器7，其在控制技术方面与泵2和电动马达3或开关装置6连接。
在一个运行阶段中，电动马达3驱动泵2，该泵通过连接管路4将液压流体泵送到消耗器1。系统利用控制器7可以从该运行阶段经由制动阶段转移到停顿阶段，并且又可以从该停顿阶段通过起动阶段转移到该运行阶段中。在此，电动马达3在停顿阶段中关断，并且在本实施例中(例如在停顿时间中，在该停顿时间中不需要液压系统)利用开关装置6从电网分离。在压力机的情况下，停顿时间可能是装料时间、工具更换时间或一般暂停时间。在本发明的范围中，特别重要的是利用本发明的起停系统一方面实现的制动阶段和另一方面实现的起动阶段。
为此，该系统配备有液压存储器8，其通过阀装置9与泵2连接。阀装置可以例如具有或构成为换向阀、例如一个三位三通换向阀或多个二位二通换向阀。此外，在该实施例中设置形式为转速传感器11的、用于监测电动马达3的运行状态的装置和设置压力测量装置10，利用该压力测量装置10可测量存储器8中的存储器压力。压力测量装置10、转速传感器11和阀装置9也连接到系统的(中央)控制器7。
本发明的系统的特征在于，从运行阶段出发，为达到停顿阶段，首先在制动阶段中关断电动马达3(例如将其从电网分离)，并且在泵送运行中的泵2利用在马达关断之后仍然包含在马达3和泵2中的动能给存储器8填充液压液体。通过这种方式存储的能量可以在起动阶段中被重新回收利用，其方式为：在起动阶段中在(逆转的)马达运行中的泵2经由从存储器8流入到泵2中的液压液体运行并且因此电动马达3被驱动。因此，在电动马达的起动过程中，部分地使用之前在马达-泵单元2、3的制动过程中存储在液压存储器8中的能量，而不使用辅助泵或辅助马达。
详细地，所示的系统例如可以运行如下：
从运行阶段开始，为了导入制动阶段，首先经由控制器7将泵2的输送体积流量调整为零，以便不再将任何液压能输入到下游的系统和特别是消耗器1中并且将电动马达3上的负载力矩减小为最小值。通过阀装置9，泵2现在连接到液压存储器8，并且泵2通过管路4与消耗器1的连接被阻断。另外，控制器7通过开关装置6关断电动马达3，其方式为：控制器将电动马达优选与电源分离。因此，由电动马达3不再从电网吸取能量，使得相对于从实践已知的马达泵单元在停顿状态下的空转运行，能量消耗显著减小。
由于电动马达3和泵2的旋转部件的惯性以及由于高转速水平，在电动马达3关断时无电流接通的系统仍旧具有高动能含量。该高动能含量被输入存储器8中。而后通过泵2的朝向泵送运行方向的枢转角度增大，泵2经由位于泵2和存储器8之间的液柱支撑在存储器8上并且填充该存储器。由此在泵2上产生的负载力矩将泵2和电动马达3的旋转部分制动直至静止状态。运行参数通过所述转速传感器11和压力传感器10监测并且以这种方式可以利用控制器7在制动阶段期间这样控制泵2的枢转角度，使得将该旋转部件的动能最佳转换成液压存储器8中的潜在的液压能。在制动过程和将动能存储为液压存储器8中的液压能之后，泵2通过阀9与存储器8分离，并且泵2枢转到零。取决于系统实施方式，在制动阶段期间，超过80％的动能可以作为有用的液压能临时存储在液压存储器8中。紧接制动阶段之后是停顿阶段，在此停顿阶段中电动马达3与电网分离，并且液压存储器8通过阀9相对于系统被阻断。该系统以这种方式在停顿阶段不需要电能并且从所述制动阶段获得的或被转换的能量直到液压系统的下一个运行请求被存储在液压存储器8中供使用。
一旦在停顿阶段之后对液压系统发出新的运行请求，则系统或马达-泵单元的起动阶段开始。为此目的，泵2通过阀装置9与液压存储器8连接并且通向下游系统的消耗器1的连接管路4通过阀装置9被阻断。通过将泵2调整到逆转运行中，该泵2在马达运行中运行，以在起动阶段中驱动初始静止的电动马达3。在制动过程中引入到液压存储器8中的流体体积在起动阶段中从液压存储器8经由阀装置9通过泵2流入到罐5中并且如此驱动处于马达运行中的泵2，使得电动马达3被驱动。
在此再次通过传感器11和传感器10确定马达的转速和存储器8的存储器压力并且以这种方式泵2的枢转角度可以由控制器7控制成，使得电动马达3在最佳利用液压存储器8中的能量存储的情况下被加速到预定转速(例如额定转速)。在达到额定转数或额定转速后，泵2的输送体积被调节到零，并且泵2与液压存储器8的连接通过阀装置9分离，使得泵2处于一个液压无载荷的状态中。随后，通过电气开关装置6接通电动马达3，并且电动马达例如连接到电网并被供应电能，使得泵2现在再次通过电动马达3驱动，并且液压系统为运行阶段准备就绪。
图2示出了一个改进的实施例，其中具有共同控制器7的系统具有多个马达-泵单元2、3，每个马达-泵单元分别具有泵2和电动马达3。这两个马达-泵单元例如构成为相同的并且分别与同一控制器7连接。两个单元中的每一个基本上对应于图1中所示的实施例。由于这些单个起停系统的自给自足的结构，各个马达-泵单元2、3可以根据要求单独地相应于上述方法被关断或重新接通。接通或关断可以彼此独立地实现，从而在个别情况下在部分负载运行时不需要的马达-泵单元可以单独关断或者所有的马达-泵单元2、3可以在停顿时间中并行接通或关断。
可选地，不仅在图1中而且在图2中存在这样的可能性，即在所述起停系统的所述方法之前存在用于对液压存储器8进行预填充的阶段。在理想的无损系统中，原则上在制动过程中旋转部件的全部动能可以转换成液压存储器8中的潜在的液压能。然而，由于系统的内在效率，根据系统的设计，在制动阶段中和在起动阶段中都会发生不同程度的能量损失。为了在起动阶段期间在液压存储器8中提供足够的能量储备以便实现期望的额定转速，可以在起动停止方法之前存在存储器预填充阶段。在该存储器预填充阶段中，泵2通过阀装置9与液压存储器8连接。电动马达3借助于电气开关技术装置6连接到电网并且驱动泵2。通过经由传感器10检测存储器压力和通过控制器7对泵枢转角度的相应控制，可以实现针对性的存储器预填充，以便补偿下游的制动和起动阶段的损失。
在一个具体实施例中，液压系统构成为液压压力机、例如构成为锻压机。一旦在锻造运行完成之后新的工件可以例如通过锻造机械手从炉子转移到压力机中，那么可以利用本发明的方法将马达-泵单元2、3或不需要的马达-泵单元2、3关断，以便由此节约能源成本，直到对锻压机提出新的工作要求。然而，在此存在根据系统设计而使用控制压力泵的可能性，其未以本发明的方式描述，因为控制压力泵必须提供用于主机组的枢转角度调整的能量或用于操控多级阀的能量。如果锻造机械手已经将新工件引入锻压机，则所有马达-泵单元2、3可以并行且能量效率高地再次起动，并且可以开始压力机的所期望的锻造运行。因此，根据停顿时间的比例可以在不限制压力机性能数据或忍受对制造过程的干预的情况下实现巨大的节能。

Claims (14)

1.一种用于运行液压系统、特别是液压压力机的方法，该液压系统包括至少一个液压消耗器(1)、用于给液压消耗器(1)供应液压液体的可调节泵(2)、用于驱动泵(2)的电动马达(3)以及用于泵(2)和/或电动马达(3)的控制器(7)，其中，该液压系统利用控制器(7)能够从运行阶段经由制动阶段转移到停顿阶段并且能够从该停顿阶段经由起动阶段转移到运行阶段，其中，该可调节泵一方面能够在具有可变输送流量的泵送运行中运行并且另一方面能够在逆转的马达运行中运行，其特征在于，
在制动阶段中关断电动马达(3)并且处于泵送运行中的泵(2)在利用仍然包含的动能的情况下对存储器(8)填充，
其中，在起动阶段中处于马达运行中的泵(2)通过从存储器(8)流入泵(2)中的液压液体运行并且因此驱动电动马达(3)，
其中，当达到电动马达(3)的预定状态时，将泵(2)与存储器(8)的连接分离并且接通电动马达(3)，从而电动马达驱动处于泵送运行中的泵(2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在制动阶段和/或起动阶段中测量泵(2)的转速和/或存储器(8)的存储器压力，其中优选地根据马达(3)的所述转速和/或存储器(8)的存储器压力来控制或调节泵(2)的输送流量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在制动阶段中泵(2)利用阀装置(9)与存储器(8)连接并且泵(2)优选地与消耗器(1)分离，并且当达到停顿阶段时存储器(8)与泵(2)分离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在起动阶段中泵(2)利用阀装置(9)与存储器(8)连接并且与消耗器(1)的连接被分离，并且在达到电动马达(3)的预定的额定转速时，将泵(2)与存储器(8)分离并且与消耗器(1)连接，其中，优选地接通电动马达(3)并且该电动马达驱动处于泵送运行中的泵(2)以供应消耗器(1)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在制动阶段开始之前，首先在存储器预填充阶段中至少部分地填充存储器(8)，其方式为：电动马达(3)保持接通并且驱动处于泵送运行中的泵(2)，其中泵(2)利用阀装置(9)与存储器(8)连接并且与消耗器(1)是分离的。
6.一种液压系统、特别是用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法的液压系统，该液压系统至少包括：
液压消耗器(1)；
可调节泵(2)，用于给液压消耗器(1)供应液压液体；
用于驱动泵(2)的电动马达(3)；和
用于泵(2)和/或电动马达(3)的控制器(7)，
其中可调节泵(2)一方面能够在具有可变输送流量的泵送运行中运行并且另一方面能够在逆转的马达运行中运行，
其特征在于，设置液压存储器(8)，该液压存储器能够通过阀装置(9)与可调节泵(2)连接。
7.根据权利要求6所述的液压系统，其特征在于，在一方面泵(2)和另一方面消耗器(1)和存储器(8)之间设置阀装置(9)，泵(2)能够利用该阀装置(9)选择性地与消耗器(1)和/或存储器(8)连接。
8.根据权利要求6或7所述的液压系统，其特征在于，所述阀装置(9)包括至少一个换向阀、例如三位三通换向阀或一个或多个二位二通换向阀。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述可调节泵(2)设计为具有可调节的枢转角度的轴向柱塞泵。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的液压系统，其特征在于，用于监控电动马达(3)的运行状态的装置、特别是用于测量马达转速的转速传感器(11)与控制器(7)连接。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述电动马达(3)通过电子开关装置(6)与所述控制器(7)连接。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述控制器(7)与压力测量装置(10)连接，利用所述压力测量装置(10)能够测量所述存储器(8)的存储器压力。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述控制器(7)设置用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的液压系统，该液压系统设计成液压压力机、例如液压锻压机，该液压压力机包括至少一个设计为液压缸的液压消耗器(1)。
CN201910283635.XA 2018-04-10 2019-04-10 用于运行液压系统的方法 Active CN110360167B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018108415.3 2018-04-10
DE102018108415.3A DE102018108415A1 (de) 2018-04-10 2018-04-10 Verfahren zum Betrieb eines hydraulischen Systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110360167A true CN110360167A (zh) 2019-10-22
CN110360167B CN110360167B (zh) 2022-12-30

Family

ID=65894898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910283635.XA Active CN110360167B (zh) 2018-04-10 2019-04-10 用于运行液压系统的方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3552812B1 (zh)
CN (1) CN110360167B (zh)
DE (1) DE102018108415A1 (zh)
ES (1) ES2950780T3 (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102561444A (zh) * 2011-11-24 2012-07-11 柳工常州挖掘机有限公司 具有能量回收的挖掘机回转系统及其控制方法
CN102874087A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 林德材料处理有限责任公司 车辆、特别是移动式作业机械的驱动系
CN103261523A (zh) * 2010-12-16 2013-08-21 哈姆股份公司 自行式压路机及用来运行自行式压路机的方法
CN103836009A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 林德液压两合公司 车辆的动力总成系统
DE102014107118A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatische Hybridantriebseinrichtung für einen hybriden Antriebsstrang
DE102013114040A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatischer Antrieb mit Energiespeicherung
DE102014109152A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Linde Material Handling Gmbh Hydrostatisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4707644A (en) 1981-05-11 1987-11-17 Honeywell Inc. Auxiliary starting for electric motors
US5794438A (en) * 1981-11-05 1998-08-18 Lisniansky; Robert Moshe Adaptive fluid motor feedback control
AT505724B1 (de) * 2007-09-12 2010-06-15 Trumpf Maschinen Austria Gmbh Antriebsvorrichtung für eine biegepresse
DE102009052531A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-12 Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh Maschinenpresse
DE102012000017A1 (de) 2012-01-02 2013-07-04 Schuler Smg Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse
DE102014005352B4 (de) * 2014-04-11 2016-03-10 Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh Maschinenpresse

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103261523A (zh) * 2010-12-16 2013-08-21 哈姆股份公司 自行式压路机及用来运行自行式压路机的方法
CN102874087A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 林德材料处理有限责任公司 车辆、特别是移动式作业机械的驱动系
CN102561444A (zh) * 2011-11-24 2012-07-11 柳工常州挖掘机有限公司 具有能量回收的挖掘机回转系统及其控制方法
CN103836009A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 林德液压两合公司 车辆的动力总成系统
DE102014107118A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatische Hybridantriebseinrichtung für einen hybriden Antriebsstrang
DE102013114040A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatischer Antrieb mit Energiespeicherung
DE102014109152A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Linde Material Handling Gmbh Hydrostatisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
ES2950780T3 (es) 2023-10-13
EP3552812B1 (de) 2023-06-07
CN110360167B (zh) 2022-12-30
EP3552812A1 (de) 2019-10-16
DE102018108415A1 (de) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8312716B2 (en) Hydraulic drive system
CA2795538C (en) Phase shift controller for a reciprocating pump system
CN201461564U (zh) 电气液压控制装置
FI121090B (fi) Laitteisto, ohjauspiiri ja menetelmä paineen ja tilavuusvirran tuottamiseksi
CN102420552B (zh) 改善电动机启停性能控制回路及控制方法
US5580585A (en) Hydraulic operational system for an injection molding machine
CN108383039B (zh) 一种节能型步进式升降机构液压控制系统
CN101910634A (zh) 用于控制液压静力驱动系统的方法
CN101711221A (zh) 全液压交流电动叉车
CN105934585A (zh) 液压装置
CN103321974A (zh) 一种新型节能液压站
CN102933364B (zh) 用于运行机床中的被驱动的轴的方法和装置
US20130293162A1 (en) Control of heavy machines
CN110360167A (zh) 用于运行液压系统的方法
CN106379154A (zh) 混合动力驱动系统
CN202732553U (zh) 一种用于斜盘式液压变压器的转速调节装置
CN108466932B (zh) 底盘取力行车液压调速系统
CN202151895U (zh) 射出机蓄压式伺服节能驱动装置
CN104632790A (zh) 一种健身洗衣机传动系统
CN110431317A (zh) 油压系统
CN102788062B (zh) 一种用于斜盘式液压变压器的转速调节装置
CN109416121B (zh) 具有闭合电路的静液压驱动器以及操作驱动器的方法
CN117703848A (zh) 用于控制液压驱动器的方法和液压驱动器
JP2003013906A (ja) 鍛造プレス・かしめプレス等の電動油圧アクチュエータ
CN117227125A (zh) 通过伺服系统反馈转矩实现注塑机从泵油路泄压的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant