CN111396382A - 一种液压取力装置的闭环控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压取力装置的闭环控制系统，属于发电设备领域，包括：发电机；液压马达，液压马达通过一轴承连接发电机；液压泵，液压泵的出油口通过一高压油管与液压马达的进油口相连接，用于将形成的压力油传输到液压马达；取力单元，用于为液压泵提供动力；液压油箱单元，连接取力单元，用于储存保证液压取力工作所需的液压油；回流单元，通过低压油管连接液压油箱单元和液压马达的出油口；闭环控制单元，发电机通过闭环控制单元与液压马达相连接。本发明的有益效果在于：根据发电机的输出频率来控制液压马达的排量，提升其工作效率，有效的降低了原动机机械功率的损耗，该闭环控制系统动态稳定性较好，结构简单，安装方便。

Description

一种液压取力装置的闭环控制系统
技术领域
本发明涉及发电设备领域，尤其涉及一种液压取力装置的闭环控制系统。
背景技术
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。
液压发电机可以实现交流发电，但是在车载发电取力系统需充分考虑发电的效率和稳定性以及其动态稳定性和可靠性对液压马达输出特性的影响，在用电设备中对于电力参数要求较高。现有的车载发电设备普遍存在稳定性差，安装连接复杂的缺点。
发明内容
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
本发明提供一种液压取力装置的闭环控制系统，包括：发电机；
液压马达，所述液压马达通过一轴承连接所述发电机，带动所述发电机运作；
液压泵，所述液压泵的出油口通过一高压油管与所述液压马达的进油口相连接，用于将形成的压力油传输到所述液压马达；
取力单元，连接所述液压泵，用于为所述液压泵提供动力；
液压油箱单元，连接所述取力单元，用于储存保证液压取力工作所需的液压油；
回流单元，通过低压油管连接所述液压油箱单元和所述液压马达的出油口，用于将所述液压泵的高压油经过风冷、过滤后返回所述液压油箱单元；
闭环控制单元，所述发电机通过所述闭环控制单元与所述液压马达相连接。
优选地，所述液压油箱单元为文丘里补油阀块；
所述文丘里补油阀块设有第一液位计，用于检测油箱的油量。
优选地，所述液压油箱单元还包括一外置的补油油箱；
所述补油油箱上设有第二液位计和空气滤清器。
优选地，所述回流单元具体包括：
风冷单元，连接所述液压马达的出油口；
过滤单元，连接所述风冷单元和所述液压油箱单元；
所述风冷单元和所述过滤单元之间设有压力开关，所述压力开关控制所述风冷单元。
优选地，所述过滤单元为回油过滤器。
优选地，所述高压油管上还设有控制阀；
所述液压泵的出油口设有第一流量阀，所述液压马达的进油口设有第二流量阀，所述液压马达的进油口和所述第二流量阀之间设有压力阀。
优选地，所述闭环控制单元包括频率采集单元、积分放大器、比例放大器和比例阀；
所述频率采集单元输出一频率信号至所述积分放大器的输入端，所述积分放大器的输出端连接所述比例放大器的输入端，所述比例放大器的输出端通过所述比例阀连接所述液压马达的进油口。
优选地，所述取力单元包括：
弹性联轴器，所述弹性联轴器的一端与所述液压泵相连接，所述弹性联轴器的另一端连接一传动机构的输出轴；
取力器，连接所述传动机构。
本发明技术方案的有益效果在于：
提供一种液压取力装置的闭环控制系统，在发电机与液压马达之间连接一闭环控制单元，根据发电机的输出频率来控制液压马达，将其控制于最佳频率区间，提升其工作效率，有效的降低了原动机机械功率的损耗，该闭环控制系统的动态稳定性较好，结构简单，安装方便，满足车载化的要求。
附图说明
图1为本发明中，一种液压取力装置的闭环控制系统的结构示意图；
图2为本发明中，闭环控制单元的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种液压取力装置的闭环控制系统，如图1和图2所示，包括：发电机1；
液压马达2，液压马达2通过一轴承连接发电机1，带动发电机1运作；
液压泵3，液压泵3的出油口通过一高压油管与液压马达2的进油口相连接，用于将形成的压力油传输到液压马达2；
取力单元4，连接液压泵3，用于为液压泵3提供动力；
液压油箱单元5，连接取力单元4，用于储存保证液压取力工作所需的液压油；
回流单元6，通过低压油管连接液压油箱单元5和液压马达2的出油口，用于将液压泵3的高压油经过风冷、过滤后返回液压油箱单元5；
闭环控制单元7，发电机1通过闭环控制单元7与液压马达2相连接。
作为优选的实施方式，其中闭环控制系统包括：发电机1；
液压马达2，用于带动发电机1运作；
液压泵3，用于将形成的压力油传输到液压马达2；
取力单元4，用于为液压泵3提供动力；
液压油箱单元5，用于储存保证液压取力工作所需的液压油；
回流单元6，用于将液压泵3的高压油经过风冷、过滤后返回液压油箱单元5；
闭环控制单元7，用于根据发电机1的输出来调节液压马达2的排量。
进一步的，液压油箱单元5为文丘里补油阀块；
文丘里补油阀块设有第一液位计，用于检测油箱的油量。
具体的，液压油箱模块还包括第一液位计，第一液位计用来检测液压油箱模块内的液压油的位置。
进一步的，液压油箱单元5还包括一外置的补油油箱51；
补油油箱51上设有第二液位计和空气滤清器。
具体的，液压油箱模块外置有一补油油箱51，补油油箱51用来给液压油箱模块供油，补油油箱51上设有第二液位计，用来检测补油油箱51的油量；补油油箱51上还设有空气滤清器，空气滤清器用来过滤空气中的杂质。
进一步的，回流单元6具体包括：
风冷单元61，连接液压马达2的出油口；
过滤单元62，连接风冷单元61和液压油箱单元5；
风冷单元61和过滤单元62之间设有压力开关63，压力开关63控制风冷单元61。
具体的，在一个较佳的实施例中，回流单元6具体包括风冷单元61和过滤单元62；风冷单元61，用于将液压马达2的出油口的液压油风冷冷却；
过滤单元62，用于将冷却后的液压油中的污染物进行过滤；
在回流单元6中还设有一压力开关63，风冷单元61的出油口和过滤单元62的进油口之间连接压力开关63的一端，压力开关63的另一端连接风冷单元61的输入端，以控制风冷单元61的工作。
具体的，通过压力开关63来反馈系统的工作状态：
当系统停止不工作时，液压油处于静止状态，管路中无压力，压力开关63断开，风冷单元61不工作。
当系统工作时，液压油开始流动并产生一定的压力，压力开关63闭合发出信号，风冷单元61开始工作。
具体的，在一个较佳的实施例中，风冷单元61为电子风扇和油冷器或风冷却器。
进一步的，过滤单元62为回油过滤器。
具体的，过滤单元62采用回油过滤器实现，回油过滤器的作用是把系统内产生或侵入的污染物在返回油箱前捕获到，回油过滤器主要安装在液压系统的回油管路上，各类液压元件在工作过程中所产生的磨粒等各种污物可以通过设置回油管路油滤而被拦截，避免再次回到油箱、再次被液压泵3吸入。
具体的，在一个较佳的实施例中，回油过滤器为化纤式、纸质式、网式和线隙式回油过滤器中的一种。化纤式回油过滤器的效果更好，精度较高，但回油过滤器的滤芯堵塞后清洗比较困难，因此需要更换滤芯。在回油过滤器内装有压差发讯装置，当回油过滤器的滤芯因污染物堵塞致使进出油口压差达0.35MPa时，便发出一信号，接收到信号后，对回油过滤器进行清洗或更换滤芯。化纤材质的回油过滤器，具有过滤精度高、通油能力大、原始压力损失少、纳污量大等优点。
进一步的，高压油管上还设有控制阀；
液压泵3的出油口设有第一流量阀，液压马达2的进油口设有第二流量阀，液压马达2的进油口和第二流量阀之间设有压力阀。
具体的，控制阀，设置于液压泵3的出油口和液压马达2的进油口之间的高压油管上，控制阀包括第一流量阀、第二流量阀和压力阀；
第一流量阀，用于调节流量的稳定性；
第二流量阀，用于调节工作流量；
压力阀，用于调节液压油的压力。
进一步的，闭环控制单元7包括频率采集单元73、积分放大器70、比例放大器71和比例阀72；
频率采集单元73输出一频率信号至积分放大器70的输入端，积分放大器70的输出端连接比例放大器71的输入端，比例放大器71的输出端通过比例阀72连接液压马达2的进油口。
具体的，在一个较佳的实施例中，频率采集单元73实时采集车载发电机1的频率信号并输出给积分放大器70，经过积分放大后将其传输至比例放大器71，最后通过比例阀72调节液压马达2的出油口的液压量，通过将发电机1的输出频率反馈给液压马达2并实时调节液压马达2的排量，反复循环，提高了发电机1的工作效率，减少其损耗。
进一步的，取力单元4包括：
弹性联轴器，弹性联轴器的一端与液压泵3相连接，弹性联轴器的另一端连接一传动机构的输出轴；
取力器，连接传动机构。
具体的，在一个较佳的实施例中，取力单元4包括取力器、传动机构和弹性联轴器，取力器与传动机构相连接，传动机构的输出轴与弹性联轴器的一端相连接，弹性联轴器的另一端与液压泵3相连接。通过取力器和液压泵3将机械能转化为压力能，由液压马达2将压力能转化为机械能，通过发电机1将机械能转化为稳定的电能。弹性取力装置具良好的轴向、角向、径向补偿能力，同时还具有明显的缓冲性能和阻尼性能。
弹性联轴器的一端通过花键与一中间轴相连接，中间轴通过一法兰与传动机构的输出轴相连接，弹性联轴器的另一端通过花键与液压泵3相连接。
本发明技术方案的有益效果在于：
提供一种液压取力装置的闭环控制系统，在发电机与液压马达之间连接一闭环控制单元，根据发电机的输出频率来控制液压马达，将其控制于最佳频率区间，提升其工作效率，有效的降低了原动机机械功率的损耗，该闭环控制系统的动态稳定性较好，结构简单，安装方便，满足车载化的要求。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种液压取力装置的闭环控制系统，其特征在于，包括：
发电机；
液压马达，所述液压马达通过一轴承连接所述发电机，带动所述发电机运作；
液压泵，所述液压泵的出油口通过一高压油管与所述液压马达的进油口相连接，用于将形成的压力油传输到所述液压马达；
取力单元，连接所述液压泵，用于为所述液压泵提供动力；
液压油箱单元，连接所述取力单元，用于储存保证液压取力工作所需的液压油；
回流单元，通过低压油管连接所述液压油箱单元和所述液压马达的出油口，用于将所述液压泵的高压油经过风冷、过滤后返回所述液压油箱单元；
闭环控制单元，所述发电机通过所述闭环控制单元与所述液压马达相连接。
2.根据权利要求1所述的闭环控制系统，其特征在于，所述液压油箱单元为文丘里补油阀块；
所述文丘里补油阀块设有第一液位计，用于检测油箱的油量。
3.根据权利要求2所述的闭环控制系统，其特征在于，所述液压油箱单元还包括一外置的补油油箱；
所述补油油箱上设有第二液位计和空气滤清器。
4.根据权利要求1所述的闭环控制系统，其特征在于，所述回流单元具体包括：
风冷单元，连接所述液压马达的出油口；
过滤单元，连接所述风冷单元和所述液压油箱单元；
所述风冷单元和所述过滤单元之间设有压力开关，所述压力开关控制所述风冷单元。
5.根据权利要求4所述的闭环控制系统，其特征在于，所述过滤单元为回油过滤器。
6.根据权利要求1所述的闭环控制系统，其特征在于，所述高压油管上还设有控制阀；
所述液压泵的出油口设有第一流量阀，所述液压马达的进油口设有第二流量阀，所述液压马达的进油口和所述第二流量阀之间设有压力阀。
7.根据权利要求1所述的闭环控制系统，其特征在于，所述闭环控制单元包括频率采集单元、积分放大器、比例放大器和比例阀；
所述频率采集单元输出一频率信号至所述积分放大器的输入端，所述积分放大器的输出端连接所述比例放大器的输入端，所述比例放大器的输出端通过所述比例阀连接所述液压马达的进油口。
8.根据权利要求1所述的闭环控制系统，其特征在于，所述取力单元包括：
弹性联轴器，所述弹性联轴器的一端与所述液压泵相连接，所述弹性联轴器的另一端连接一传动机构的输出轴；
取力器，连接所述传动机构。
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