CN206943100U - 一种恒压变量液压动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种恒压变量液压动力系统，包括与负载连接的液压主管路和至少一路与液压主管路相连的供油系统，每一路供油系统包括驱动器、调速电机、液压泵，所述驱动器与调速电机连接，调速电机连接至液压泵，液压泵的进油口与油箱连接，出油口经单向隔离阀连接至液压主管路；液压主管路上连接有压力传感器和蓄能器，所述压力传感器和驱动器连接至控制系统。通过压力传感器实时监测液压主管路上压力并反馈至控制系统，控制系统根据反馈信息控制调速电机实时调整转速供给液压油；直到液压主管路的压力达到目标压力后，停止工作。本实用新型根据液压系统流量需求提供液压油，最大限度减少电机空转，达到节能降噪以及降低设备磨损的目的。

Description

一种恒压变量液压动力系统

技术领域

本实用新型属于液压技术领域，具体涉及一种恒压变量液压动力系统。

背景技术

包括钢铁冶金在内的重工行业，恒压变量泵+异步电机是液压系统动力源最常用的动力单元，工作时异步电机以恒定的转速驱动恒压变量泵，恒压变量泵自身根据液压系统所需的流量来调节变量机构使得动力源流量与需求流量保持平衡。这种液压系统动力源工作时虽然没有多余的压力油不存在溢流损失，但在运行过程中由于系统流量需求的变化，大量的存在无流量空转的情况，这种工况下电机带动恒压变量泵依然在高速转动，导致了能量的大量浪费，与此同时大量的无功功率也导致了整个电网效率的下降。此外当恒压变量泵的输出没有达到最大的排量，这种工况下电机的负载率下降，而且液压泵的效率也会降低，从而导致整个传动系统的效率降低，这也是整个恒压变量泵液压动力系统效率不高的原因；这种无流量空转以及低负载率的工况还伴随有机械磨损与持续噪音污染等问题；此外，变量泵的变量机构对油液清洁度要求较高也是一个问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种恒压变量液压动力系统，降低电机传动过程中的无功功率、提高有功功率的效率，从而减少整个传动系统的能源浪费。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：

一种恒压变量液压动力系统，包括与负载连接的液压主管路和至少一路与液压主管路相连的供油系统，每一路供油系统包括驱动器、调速电机、液压泵，所述驱动器与调速电机连接，调速电机连接至液压泵，液压泵的进油口与油箱连接，出油口经单向隔离阀连接至液压主管路；所述液压主管路上连接有压力传感器和蓄能器，所述压力传感器和驱动器连接至控制系统。

本实用新型，在负载工作过程中，蓄能器及液压主管路的封闭空间压力会有变化，通过压力传感器实时监测液压主管路上压力，压力传感器会变送压力变化的信号并反馈给控制系统，控制系统根据液压主管路压力大小通过驱动器使调速电机实时调整转速；调速电机带动液压泵运动，产生液压压力油；液压压力油经过单向隔离阀，进入与蓄能器相连通的管道封闭空间；直到液压主管路的压力达到目标压力后，恒压变量系统停止工作，从而通过实时的液压补偿，保证了液压主管路压力恒定，并且在液压主管路压力值达到目标压力的情况下，调速电机和液压泵是停止工作的，从而降低了能量的浪费。

进一步，所述单向隔离阀安装在液压泵压力油管出口与蓄能器之间。

进一步，每一路所述供油系统与液压主管路之间均安装有单向隔离阀。根据需求可并联多路供油系统，以保证液压油的供给或形成备用关系。

进一步，所述驱动器为伺服驱动器或者矢量变频器，所述调速电机为伺服电机或变频电机，且驱动器与调速电机之间有转速的反馈控制，便于实时调整调速电机转速。

进一步，所述蓄能器压力油管安装有安全泄压阀。

进一步，所述液压泵为变量泵或定量泵，类型为柱塞泵、叶片泵或齿轮泵。

进一步，所述压力传感器位于单向隔离阀与蓄能器之间；或者蓄能器与负载之间。

进一步，所述液压泵与单向隔离阀之间安装有安全泄压阀。

如上所述，本实用新型的有益效果是：

1、根据系统流量需求，实时调整电机转速，最大限度减少了电机空转带来的功率浪费。

2、采用调速电机，相对异步电机与变量泵的方式提高了系统的功率因素，最大限度降低了系统的无功功率。

3、根据流量需求而调整电机转速，在压力达到目标值后电机和液压泵停止工作，使电机与液压泵不再一直保持高速运转，降低了设备磨损与运转噪音。

4、可以使用定量泵，这样对油液清洁度要求可以降低，能满足更多的使用环境，降低运行成本。

5、本系统可以间接的减少液压油、冷却水的耗量。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图。

零件标号说明

1—控制器

2—驱动器

3—调速电机

4—液压泵

5—单向隔离阀

6—安全液压阀一

7—蓄能器

8—压力传感器

9—液压阀台

10—安全液压阀二

11—液压主管路

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例

本实用新型的节能型恒压变量液压动力系统主要是针对液压动力需求为恒压变量的系统。

如图1所示，一种恒压变量液压动力系统，包括与负载连接的液压主管路11和至少一路与液压主管路11相连的供油系统，每一路供油系统均包括驱动器2、调速电机3和液压泵4，驱动器2与调速电机3连接，调速电机3与液压泵4传动连接，液压泵4的进油口与油箱连接，出油口经单向隔离阀5连接至液压主管路11；液压主管路11上连接有压力传感器8和蓄能器7，压力传感器8和驱动器2连接至系统的控制器1。其中，液压主管路11一端由供油系统提供液压油，另一端连接液压阀台9，由液压阀台9连接至负载；单向隔离阀5和液压阀台9使液压主管路11和蓄能器7行成封闭空间；调速电机3带动液压泵4运动，产生液压压力油；液压压力油经过单向隔离阀5，进入与蓄能器7相连通的管道封闭空间；在负载运转过程中，蓄能器7及液压主管路11的封闭空间压力会有变化，具体地，随着液压压力油被消耗，封闭空间的压力降低，压力传感器8会变送压力变化的信号并反馈给控制器1，控制器1控制驱动器2工作，驱动器2使调速电机3带动液压泵4工作，直到该封闭空间的压力达到目标压力，然后调速电机3、驱动器2和液压泵4停止工作；在液压主管路11的压力再次变化的时候，通过压力传感器8的反馈，使调速电机3和液压泵4又开始工作，直到压力再次达到目标值。系统流量需求，实时调整电机转速，保证了压力的恒定。

其中，蓄能器7能够在液压主管路11内压力微变的情况下及时调节，在供油系统反馈调节的时间间隙；保证压力不会变化太大。

当供油系统为两路以上时，每一路供油系统与液压主管路11之间均安装有单向隔离阀5。单向隔离阀5安装在液压泵4压力油管出口与蓄能器7之间。根据需求可并联多路供油系统，以保证液压油的供给或形成备用关系。

驱动器2为伺服驱动器或者矢量变频器，调速电机3可以为伺服电机或变频电机，且驱动器2与调速电机3之间有转速的反馈控制，便于实时调整调速电机3转速。液压泵4为变量泵或定量泵，按类型可以为柱塞泵、叶片泵或齿轮泵。

为保证管路压力安全，蓄能器7压力油管安装有安全泄压阀二10。液压泵4与单向隔离阀5的连接管路上安装有安全泄压阀一6。

为保证压力检测准确，压力传感器8位于单向隔离阀5与蓄能器7之间的液压主管路11上；或者蓄能器7与负载之间的液压主管路11上。

在应用该动力系统前首先保证对应的调速电机3、驱动器2、液压泵4、压力传感器8、蓄能器7组、单向隔离阀5等都安装在液压系统的合适位置，并且保证系统处于受控可控的状态，蓄能器7根据设计要求充氮至目标压力；在管路试压以后才能投入工作。

具体地，整个系统的运行过程如下：首先控制器1会采集从压力传感器8变送回来的压力信号，该压力信号实时与目标压力设定值进行对比，从而给出转速指令信号给驱动器2，驱动器2根据指令调整动力源输出大小，调速电机3根据驱动器2的动力源大小调整转速；由于液压泵4与调速电机3连接在一起，所以液压泵4的转速也随之变化，由于液压泵4转速的变化会带来蓄能器7以及液压主管路11上的压力变化，压力传感器8连续监视这一变化，并把这个变量传送给控制器1，形成闭环控制直到压力传感器8处的目标压力与设定压力值一致，调速电机3停止转动；由于单向隔离阀5的隔离作用，本动力系统的压力会保持在目标值，直到液压阀台9有流量需求，当液压阀台9动作并开始消耗压力油时，压力传感器8处的目标压力会下降，这样供油系统又开始工作，并补充压力油维持目标压力的稳定；安全泄压阀保证系统压力不高于某一个值，起到保护的作用。此外，根据系统流量的需求，供油系统可以是多组并联的形式。

本实用新型，通过控制调速电机转速来保持液压动力系统压力恒定；驱动器与调速电机根据控制器1指令调整相应的转速；液压泵在调速电机的驱动下实现需求的流量输出；蓄能器组使得整个恒压变量液压动力系统更加容易控制，传感器用于检测目标压力实际值。根据液压系统流量需求，实时调整电机转速提供液压油，最大限度减少电机空转带来的功率浪费，达到节能降噪以及降低设备磨损的目的。采用调速电机，相对异步电机与变量泵的方式提高了系统的功率因素，最大限度降低了系统的无功功率；由于根据流量需求而调整电机转速，在压力达到目标值后电机和液压泵停止工作，使电机与液压泵不再一直保持高速运转，降低了设备磨损与运转噪音。使用定量泵，对油液清洁度要求可以降低，能满足更多的使用环境，降低运行成本。本系统可以间接的减少液压油、冷却水的耗量。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：包括与负载连接的液压主管路和至少一路与液压主管路相连的供油系统，每一路供油系统包括驱动器、调速电机、液压泵，所述驱动器与调速电机连接，调速电机连接至液压泵，液压泵的进油口与油箱连接，出油口经单向隔离阀连接至液压主管路；所述液压主管路上连接有压力传感器和蓄能器，所述压力传感器和驱动器连接至控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：所述单向隔离阀安装在液压泵压力油管出口与蓄能器之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：每一路所述供油系统与液压主管路之间均安装有单向隔离阀。

4.根据权利要求1所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：所述驱动器为伺服驱动器或者矢量变频器，所述调速电机为伺服电机或变频电机，且驱动器与调速电机之间有转速的反馈控制。

5.根据权利要求1所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：所述蓄能器压力油管安装有安全泄压阀。

6.根据权利要求1所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：所述液压泵为变量泵或定量泵，类型为柱塞泵、叶片泵或齿轮泵。

7.根据权利要求1所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：所述压力传感器位于单向隔离阀与蓄能器之间的主油路上；或者压力传感器位于蓄能器与负载之间的主油路上。

8.根据权利要求1所述的一种恒压变量液压动力系统，其特征在于：所述液压泵与单向隔离阀之间安装有安全泄压阀。