CN203098483U - 液压系统的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液压系统的控制系统，属变频液压控制领域。该系统包括：主控制器、n台变频器、n台交流电动机和n台定量液压泵，n≥1；其中，每台交流电动机驱动一台定量液压泵，各定量液压泵的输出端连接后作为液压系统控制端；每台变频器与一台交流电动机电连接；主控制器与各变频器通信连接，主控制器用于控制各变频器对各变频器连接的交流电动机进行无级调速。该控制系统的驱动部分采用变频调速技术，可实现改进转差频率速度矢量控制策略，从而实现定量液压泵的速度恒定调节和无级变速，使交流电动机始终处在高效率的工作状态。解决了现有定量液压泵不能根据负荷自动调节的功能，大大降低了能耗节约了能源。

Description

液压系统的控制系统

技术领域

本实用新型涉及液压控制领域，特别是涉及一种液压负荷变化比较频繁的液压系统的控制系统。

背景技术

目前液压系统的控制系统中，一般是简单利用变频器多段变速功能实现液压泵的变速控制，使得此类控制系统均存在：①响应速度慢，控制精度低；②调速范围没有达到变频器的最佳状态等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种液压系统的控制系统，能实现对液压系统的高精度控制，并提高响应速度，从而解决目前液压系统的控制系统存在的响应速度慢，控制精度低，调速范围未达到变频器的最佳状态等问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型实施方式提供一种液压系统的控制系统，包括：

主控制器、n台变频器、n台交流电动机和n台定量液压泵，n≥1；其中，

所述每台交流电动机驱动一台定量液压泵，各定量液压泵的输出端连接在一起后作为液压系统控制端；

所述每台变频器与一台交流电动机电连接；

所述主控制器，其控制端分别与各变频器通信连接，所述主控制器用于控制各变频器对各变频器连接的交流电动机进行无级调速。

本实用新型实施例的控制系统，由主控制器通过变频器对交流电动机进行无级调速，从而实现交流电动机以无级调速方式驱动定量液压泵，使定量液压泵控制液压系统。由于对经变频器调速控制既可以根据所需流量调节交流电动机的转速，又可以根据负载情况选择合适的压频比曲线控制交流电动机，使交流电动机的功率因数保持在0.9以上，可以实现综合节电通常达30%以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型较佳实施例的液压自调节系统的结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的液压自调节系统的功能模块图。

具体实施方式

下面对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例提供一种液压系统的控制系统，是一种不设置复杂变量机构的变量泵，而采用变频器+交流电动机+定量液压泵形式的闭环自动控制系统，如图1、2所示，该控制系统包括：主控制器、n台变频器、n台交流电动机和n台定量液压泵；其中n≥1。

其中，每台交流电动机驱动一台定量液压泵，各定量液压泵的输出端连接在一起后作为液压系统控制端；

每台变频器与一台交流电动机电连接；

主控制器，分别与各变频器通信连接，所述主控制器用于控制各变频器对各变频器连接的交流电动机进行无级调速。

下面结合具体实施例对上述控制系统作进一步地详细说明。

如图1、图2所示，该控制系统包括：一主控制器、n台变频器（1#变频器、2#变频器至n#变频器）、n台交流电动机（1#电机、2#电机至n#电机）以及与交流电动机匹配的N台定量液压泵（1#定量液压泵、2#定量液压泵至n#定量液压泵）；

其中，主控制器和n台变频器之间可通过数据总线通信连接，可在各变频器上设置与主控制器控制端通信连接的数据总线模块，通过数据总线实现控制信号的传送，主控制器对各台变频器所在节点的扫描时间为5ms，主控制器可控制各变频器对交流电动机进行无级调速，从而使交流电动机驱动与其连接的定量液压泵实现无级调速，并可根据不同的液压负载提供相应的流量，从而使负载获得一个稳定的状态。

上述控制系统中的变频器可采用具有无矢量传感器控制功能的变频器，其内可设置PID控制器和无速度反馈矢量控制器，可实现准确转速控制功能，具有更好的节能效果，相对于传统的容积控制液压系统节能10%～60%，并可以实现制动能的能量回收。

进一步的，该控制系统还包括：压力传感器，连接在液压系统控制端与主控制器的压力反馈端之间，以实现良好闭环控制效果。压力传感器可通过A/D转换器（即模数转换器）与主控制器的压力反馈端连接。

进一步的，该控制系统还包括：液位传感器，连接在液压系统控制端与主控制器的液位反馈端之间，用于在液位在过低时及时停止交流电动机以保护机械结构。液位传感器可通过A/D转换器（即模数转换器）与主控制器的压力反馈端连接。

进一步的，该控制系统各交流电动机的输出端与该交流电动机连接的变频器之间设有交流电动机转速反馈器。

如图2所示，该控制系统工作时，主控制器根据负荷大小计算出液压系统应提供的压力(给定值)，通过数据通讯将此压力对应的控制数字传送至变频器，并实时读取变频器的当前状况，例如输出频率、转矩、是否有报警等信息；变频器利用自身的无矢量传感器实时调节输出频率控制其连接的交流电动机，保证液压压力控制在误差允许范围之内。

该控制系统由变频器和交流电动机构成的驱动部分采用变频调速方式，控制策略可采用改进转差频率速度矢量控制，即在控制信号中增加负载角的变化律，可实现对定时液压泵的速度恒定调节和无级变速，使交流电动机始终处在高效率的工作状态。解决了现有定量液压泵不能根据负荷自动调节的功能，大大降低了能耗节约了能源。

该控制系统还具有以下优点：

（1）交流变频调速方式避免了节流损耗和溢流、泄荷损耗；另外，交流变频调速还提高了异步交流电动机的效率和改善了功率因数；这是其它液压调速方式无法解决的；采用交流变频调速控制既可以根据所需流量调节交流电动机的转速，又可以根据负载情况选择合适的压频比曲线，使交流电动机的功率因数保持在0.9以上。采用交流变频调速液压控制系统综合节电通常可达30%以上。

（2）可大范围连续调速：调速范围可达1比20，如小流量时与节流调速一起使用，则可达到很宽的调速范围。

（3）没有溢流损耗，系统发热减少。

（4）没有娇气的伺服元件，对传动介质及过滤要求可适当降低。

（5）提高系统的寿命和可靠性：交流变频调速液压控制系统，采用了可靠性高且对系统要求低的定量泵代替娇气的变量泵，同时避免了使用对介质要求高的伺服阀，因而提高了可靠性。另外，油泵的转速与流量成正比，所需的流量减少时，油泵的转速也随之降低，大大地减少了油泵磨损，延长使用寿命。

（6）维修方便：变频器不需专门维护，且是通用设备，维修网点多。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种液压系统的控制系统，其特征在于，包括：

主控制器、n台变频器、n台交流电动机和n台定量液压泵，n≥1；其中，

所述每台交流电动机驱动一台定量液压泵，各定量液压泵的输出端连接在一起后作为液压系统控制端；

所述每台变频器与一台交流电动机电连接；

所述主控制器，与各变频器通信连接，所述主控制器用于控制各变频器对各变频器连接的交流电动机进行无级调速。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器通过数据总线分别与各变频器通信连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述各变频器内均设有PID控制器和无速度反馈矢量控制器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述各变频器还设有数据总线模块，通过数据总线模块与所述主控制器的控制端通信连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括：压力传感器，连接在所述液压系统控制端与所述主控制器的压力反馈端之间。

6.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括：液位传感器，连接在所述液压系统控制端与所述主控制器的液位反馈端之间。

7.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述各交流电动机的输出端与该交流电动机连接的变频器之间设有交流电动机转速反馈器。

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