JP2004332563A - Inverter control system of hydraulic pump - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプのインバータ制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
図4(a)は、従来のインバータ無しの油圧ポンプのアクチュエータへの圧力供給回路を示している。即ち、アクチュエータ1のピストン11を前進させる場合は、油圧ポンプ2を高速回転し、電磁式制御弁3を通ってオイルをシリンダチューブ12の左室12aに導入し、シリンダチューブ12の右室12bからオイルを制御弁3を通ってタンク4に戻している。そして、ピストン11がシリンダチューブ12の前進端に達したときにおいても、油圧を維持するために油圧ポンプ2は高速回転を維持したまま作動している。この場合、実質的にはオイルはシリンダチューブ12の左室12aへ行かずに、油圧ポンプ2からタンク4へ戻されている。このため、保圧時の油圧ポンプ2の消費電力が大きいという問題がある。このことを、図4(a)のグラフが示している。なお、ピストン11を後退させる場合は、電磁式制御弁3により流路を切り替えて、同様のことを行えばよい。
【0003】
そのため、従来においても油圧ポンプのインバータ化が図られている。この従来の油圧ポンプのインバータ化の技術として、(1)シーケンス制御方式と、(2)圧力一定制御方式がある。
しかしながら、(1)シーケンス制御方式では、電磁式制御弁の切り替えを行う既設の油圧ポンプシステムの制御回路の信号に基づいて、油圧ポンプのモータのインバータ制御を行うインバータ制御用回路を新らたに追加する必要がある。そのため、各設備個別に制御設計及び試運転調整が必要となり、コストが高くつく。また、油圧ポンプの低速と高速の切替タイミングは、シリンダ等のアクチュエータ動作時間のバラツキ及び将来の遅延を見込んだものとする必要があるため、油圧ポンプの高速運転時間を長めに設定する必要があり、インバータ化により省エネルギが図れる一方で、消費電力のロスが発生するという問題がある。
【0004】
一方、(2)圧力一定制御方式では、アクチュエータ内の油圧の圧力変動に対する追随性を向上させるために、サーボモータ式の特殊油圧ポンプユニットに取り替える必要があることから、コストが高くつくと同時に設備調整を一からやり直さなければならないという問題がある。
このように、従来の油圧ポンプのインバータ化の方法では、コストが高く、また設備調整を一からやり直さなければならず、リスクが大きい等の問題があり、特に既存の油圧ポンプシステムへの導入は非常に困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧ポンプの形式や容量に関わらず、共通のシステムで油圧ポンプのインバータ化が可能であり、かつ既設設備の油圧ポンプの変更と制御回路の改造の両方が不要で、しかも最適なタイミングで油圧ポンプの低速と高速の切り替えを自動で行うことのできる油圧ポンプのインバータ制御システムを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された油圧ポンプのインバータ制御システムを提供する。
請求項1に記載の油圧ポンプのインバータ制御システムは、油圧ポンプの送り出し流量の変化を検出する流量変動検出手段と、この流量変動検出手段からの信号に基づいて油圧ポンプを低速/高速回転に切り替えるインバータ制御手段を備えていて、流量の増加を検出したときに油圧ポンプを高速回転にし流量の減少を検出したときに低速回転にするようにしたものであり、これにより、アクチュエータの保圧時でアクチュエータへの導入流量が少流量時等において、油圧ポンプの送り出し流量が少ないときのインバータによる低速回転化を図ることができ、油圧ポンプの省エネルギを図ることができる。また、流動変動をインバータ制御信号に採用しているので、油圧ポンプの形式・容量に関わらず、共通のシステムでインバータ化を図ることができる。
【0007】
請求項2の該インバータ制御システムは、流量変動検出手段として流量スイッチを、インバータ制御手段として、流量スイッチからの信号に基づき、油圧ポンプの高速/低速回転の切り替えを行うインバータを内蔵した制御盤を採用したものであり、これにより、最適なタイミングで油圧ポンプの低速及び高速回転の切り替えを自動で行うことができる。
請求項3の該インバータ制御システムは、流量スイッチが所定の流量を境にONとOFFとが切り替わる接点を少なくとも1つ有しているものである。
【0008】
請求項4の該インバータ制御システムは、所定の流量を、低速回転運転時の油圧ポンプの最大吐出量より少ない流量に設定したものであり、これにより、油圧ポンプの低速回転から高速回転への切り替えが確実に行われる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の油圧ポンプのインバータ制御システムについて説明する。図1は、本発明の油圧ポンプのインバータ制御システムを採用した油圧回路図の一例を示している。この油圧回路は、大シリンダ1Aと小シリンダ1Bよりなる2つのアクチュエータ1を有しており、大シリンダ1Aは、電磁式3位切替制御弁3Aを介して油圧ポンプ2に接続し、小シリンダ1Bは電磁式2位置切替制御弁3Bを介して、該油圧ポンプ2に接続している。この油圧ポンプ2はモータ5に直結している。なお、符号4は、タンクである。なお、該油圧ポンプ2は図1に示すような圧力補償式可変容量型油圧ポンプである必要はなく、どんな形式の油圧ポンプであってもよい。
【0010】
本発明のインバータ制御システムにおいては、油圧ポンプ2近傍の吐出流路に流動変動検出手段である流量スイッチ6が設けられると共に、この流量スイッチ6の信号を受けて油圧ポンプ2を制御するインバータ制御手段である制御盤7とが設けられている。制御盤7内にはインバータ71を内蔵しており、インバータ化前は図1に2点鎖線で示すように外部からの油圧ポンプ用動力電線が直接モータ5に接続されていたが、本発明のインバータ化後の動力電線は実線で示すように外部からインバータ71を介してモータ5に接続される。この場合、既設の油圧ポンプ及び制御回路の変更は行わない。
【0011】
流量スイッチ6は、図2にその作動を示すように、所定流量a以上の流量が流れたときは、スイッチOFFとなり、また所定流量a未満のとき(流量=0を含む)は、スイッチONとなる流量スイッチ接点を少なくとも1つ有している。この所定流量aは、図2に示すようにインバータ低速運転時の油圧ポンプ最大吐出流量より少ない流量に設定されている。なお、流量スイッチ6は、所定流量a以上の流量が流れたときに、スイッチONとし、所定流量a未満のときにスイッチOFFとなるようにしてもよい。また、図2において、矢印は、高速回転時の油圧ポンプの吐出流量範囲及び低速回転時の油圧ポンプの吐出流量範囲を示している。
【0012】
制御盤7のインバータ71は、流量スイッチ6からのスイッチOFF信号に基づき、モータ5、即ち油圧ポンプ2を高速回転に切り替える。また、同様にインバータ71は、流量スイッチ6からのスイッチON信号に基づき、油圧ポンプ2を低速回転に切り替える。このようにして、インバータ71は、流量スイッチ6からスイッチOFF又はON信号に基づいて、油圧ポンプ2の高速/低速回転の切り替えを行う。
【0013】
上記のように構成された本発明の油圧ポンプのインバータ制御システムの作動について説明する。今、3位置切替制御弁3Aを図1の中立位置からオフセット位置、例えば左側のオフセット位置に切り替わると、大シリンダ1Aは前進動作を開始する。2位置切替制御弁3Bが図1に示される位置にあると、小シリンダ1Bも前進動作を行う。すると、流量スイッチ6を流れるオイルの流量は急増し、流量スイッチ6はスイッチOFF信号を発信する。制御盤7のインバータ71はこの信号を受信して油圧ポンプ2を高速回転運転に切り替え、油圧ポンプ2の吐出量は増大する。
【0014】
大シリンダ1Aが前進端まで到達し、アクチュエータが停止し流体圧の保圧動作に入り、次に小シリンダ1Bも前進端まで到達しアクチュエータが停止し流体圧の保圧動作に入ると、流量スイッチ6を流れるオイルの流量は急減(流量=0を含む)し、流量スイッチ6はスイッチON信号を発信する。即ち、アクチュエータが停止し、保圧動作に入ると、大シリンダ1A及び小シリンダ1Bには圧力を維持する分のオイルしか流れ込まず、残りのオイルは図1に破線で示すように油圧ポンプ2からそのままタンク4に戻る。そのため、流量スイッチ6を流れるオイルの流量が急減する。流量スイッチ6からのスイッチON信号をインバータ71が受けると、インバータ71は油圧ポンプ2を低速回転運転に切り替え、油圧ポンプ2の吐出量は更に減少する。
【0015】
次に、3位置切替制御弁3Aが右側のオフセット位置に切り替った大シリンダ1Aの後退動作及び2位切替制御弁3Bが右側の位置に切り替った小シリンダ1Bの後退動作も、上述した両シリンダ1A,1Bの前進動作と同様の動作が行われる。
このように、アクチュエータ1が動作中(両シリンダが前進又は後退動作中)のみ、油圧ポンプ2は高速回転運転になり、アクチュエータ1が停止中(両シリンダが保圧動作中)は油圧ポンプ2は低速回転運転となり、最適なタイミングで高速・低速の切り替えを自動で行うことができる。
【0016】
図3は、従来のインバータ無しの場合と本発明のインバータを採用した場合の、省エネルギ効果を比較した(a)グラフと(b)表を示している。この場合、大シリンダ1Aとしてφ40mmでストローク長75mmのものを、小シリンダ1Bとしてφ20mmでストローク長30mmのものを使用している。図3(a)は、油圧ポンプ起動から大シリンダの前進→保圧→小シリンダの前進→両シリンダの保圧→両シリンダの後退→両シリンダの保圧までの1サイクルでの圧力と消費電力の変化を示すグラフである。細い実線は、従来のインバータ無しの場合を示し、太い実線は、本発明のインバータ有りの場合を示している。なお、1サイクル当りのサイクルタイムは10秒である。このグラフから、アクチュエータの動作中は、本発明の方が従来のインバータ無しの場合よりも消費電力が多いが、アクチュエータの停止中(保圧時)は、本発明の方が従来のインバータ無しの場合より消費電力が少く、トータルとして消費電力が改善されていることが分る。
図3(b)は、保圧時と1サイクルでの従来のインバータ無しの場合と本発明のインバータ有りの場合とを、電力使用量(KW)で比較した表である。なお、()内の数字は%を示している。これによると、1サイクル当りでは、本発明のインバータ有りの場合では、インバータ無しの場合の約60%に電力を低減することができる。即ち、約40%の省エネルギ効果を上げることができる。
【0017】
図4は、(a)従来のインバータ無しシステムと(b)本発明のインバータシステムとの構成及び作用効果の差を簡潔に比較して説明する図である。即ち、上述したように本発明では、油圧回路に流量スイッチ6を設けて、この流量スイッチ6の信号を受けてインバータ7が油圧ポンプ2の高速及び低速回転運転の切り替えを行っている。このため、保圧時(アクチュエータが前進端又は後退端で停止中)での油圧ポンプ2の消費電力をほぼ半減できる。なお、図4において、上段は概略のシステム図を、その下はシリンダの動作を説明するグラフであり、その下は、シリンダの動作に対応した流量と消費電力を示すグラフである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の油圧ポンプのインバータ制御システムを採用した油圧回路を示す図である。
【図2】流量スイッチと油圧ポンプとの動作を説明する図である。
【図3】従来のインバータ無しと本発明のインバータ有りの場合の省エネルギ効果を比較した(a)グラフと(b)表を示している。
【図4】(a)従来のインバータ無しシステムと(b)本発明のインバータシステムとの構成及び作用効果の差を簡潔に比較して説明する図である。
【符号の説明】
1…アクチュエータ(シリンダ)
1A…大シリンダ
1B…小シリンダ
2…油圧ポンプ
3…(電磁式)制御弁
3A…(電磁式)3位置切替制御弁
3B…(電磁式)2位置切替制御弁
4…タンク
5…モータ
6…流量スイッチ(流量変動検出手段)
7…制御盤(インバータ制御手段)
71…インバータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic pump inverter control system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4A shows a circuit for supplying pressure to an actuator of a conventional hydraulic pump without an inverter. That is, when the
[0003]
Therefore, an inverter of a hydraulic pump has been conventionally used. There are (1) a sequence control method and (2) a constant pressure control method as an art of converting the conventional hydraulic pump into an inverter.
However, in the (1) sequence control method, a new inverter control circuit that performs inverter control of a motor of a hydraulic pump based on a signal of a control circuit of an existing hydraulic pump system that switches an electromagnetic control valve is newly provided. Need to be added. Therefore, control design and trial operation adjustment are required for each facility individually, which increases costs. In addition, the switching timing between the low speed and the high speed of the hydraulic pump needs to take into account variations in the operation time of the actuators such as cylinders and future delays. Therefore, it is necessary to set the high speed operation time of the hydraulic pump to be longer. In addition, while energy can be saved by using an inverter, there is a problem that a loss of power consumption occurs.
[0004]
On the other hand, in the (2) constant pressure control method, it is necessary to replace with a servo motor type special hydraulic pump unit in order to improve the followability to the pressure fluctuation of the hydraulic pressure in the actuator. There is a problem that the adjustment has to be restarted from the beginning.
As described above, the conventional method of converting the hydraulic pump into an inverter has a problem that the cost is high, the equipment must be adjusted from the beginning, and the risk is large. Especially, the introduction into the existing hydraulic pump system is difficult. It was very difficult.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to make it possible to convert a hydraulic pump into an inverter with a common system regardless of the type and capacity of the hydraulic pump, and to use a hydraulic pump of existing equipment. An object of the present invention is to provide a hydraulic pump inverter control system that does not require both a change and a modification of a control circuit, and that can automatically switch between a low speed and a high speed of a hydraulic pump at an optimal timing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an inverter control system of a hydraulic pump described in each claim as means for solving the above-mentioned problem.
An inverter control system for a hydraulic pump according to a first aspect of the present invention provides a flow rate fluctuation detecting means for detecting a change in the delivery flow rate of the hydraulic pump, and switches the hydraulic pump between low speed and high speed rotation based on a signal from the flow rate fluctuation detecting means. Inverter control means is provided so that the hydraulic pump is rotated at a high speed when an increase in the flow rate is detected, and is rotated at a low speed when the decrease in the flow rate is detected. When the introduction flow rate to the actuator is small, for example, when the delivery flow rate of the hydraulic pump is small, low speed rotation by the inverter can be achieved, and energy saving of the hydraulic pump can be achieved. Further, since the flow fluctuation is used for the inverter control signal, the inverter can be realized by a common system regardless of the type and capacity of the hydraulic pump.
[0007]
The inverter control system according to a second aspect of the present invention includes a control panel having a built-in inverter for switching between high-speed and low-speed rotation of the hydraulic pump based on a signal from the flow switch as the inverter control means. This makes it possible to automatically switch between low speed and high speed rotation of the hydraulic pump at an optimal timing.
According to a third aspect of the present invention, the inverter control system has at least one contact that switches between ON and OFF at a predetermined flow rate.
[0008]
In the inverter control system according to the fourth aspect, the predetermined flow rate is set to a flow rate smaller than the maximum discharge amount of the hydraulic pump during the low-speed rotation operation, whereby the hydraulic pump is switched from the low-speed rotation to the high-speed rotation. Is performed reliably.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an inverter control system for a hydraulic pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a hydraulic circuit diagram employing an inverter control system for a hydraulic pump according to the present invention. This hydraulic circuit has two
[0010]
In the inverter control system according to the present invention, a
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
The
[0013]
The operation of the inverter control system for a hydraulic pump according to the present invention configured as described above will be described. Now, when the three-position switching control valve 3A is switched from the neutral position in FIG. 1 to an offset position, for example, an offset position on the left side, the
[0014]
When the
[0015]
Next, the retreating operation of the
As described above, only when the
[0016]
FIGS. 3A and 3B show a graph (a) and a table (b) comparing the energy saving effects of the case without the inverter and the case of employing the inverter of the present invention. In this case, a
FIG. 3B is a table comparing the power consumption (KW) between the case without the conventional inverter and the case with the inverter of the present invention during the pressure holding and in one cycle. The numbers in parentheses indicate%. According to this, in one cycle, the power can be reduced to about 60% in the case of the inverter of the present invention with the inverter, without the inverter. That is, an energy saving effect of about 40% can be achieved.
[0017]
FIG. 4 is a diagram for briefly comparing and explaining the difference between the configuration and the operation effect of (a) the conventional inverter-less system and (b) the inverter system of the present invention. That is, as described above, in the present invention, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a hydraulic circuit employing an inverter control system for a hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of a flow switch and a hydraulic pump.
FIGS. 3A and 3B show a graph (a) and a table (b) comparing the energy saving effect of the conventional inverter without the inverter and the inverter of the present invention with the inverter.
4A and 4B are diagrams for briefly comparing and explaining differences in the configuration and operation effects between the conventional inverter-less system and the inverter system of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Actuator (cylinder)
1A
7. Control panel (inverter control means)
71… Inverter
Claims (4)
前記油圧ポンプの送り出し流量の変化を検出する流量変動検出手段と、
前記流量変動検出手段からの信号に基づいて前記油圧ポンプを低速回転又は高速回転とに切り替えるインバータ制御手段と、
を具備していて、
前記流量変動検出手段が流量の増加を検出したときに、前記油圧ポンプが高速回転に切り替わり、流量の減少を検出したときに前記油圧ポンプが低速回転に切り替わることを特徴とする油圧ポンプのインバータ制御システム。The inverter control system of the hydraulic pump used for the hydraulic circuit of various actuators
Flow rate fluctuation detection means for detecting a change in the delivery flow rate of the hydraulic pump,
Inverter control means for switching the hydraulic pump to low-speed rotation or high-speed rotation based on a signal from the flow rate fluctuation detection means,
With
Inverter control of the hydraulic pump, wherein the hydraulic pump switches to high-speed rotation when the flow rate fluctuation detecting means detects an increase in flow rate, and the hydraulic pump switches to low-speed rotation when detecting a decrease in flow rate. system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003125806A JP2004332563A (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Inverter control system of hydraulic pump |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006348766A (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Saraya Kk | Control method of pump |
JP2008290839A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Daikin Ind Ltd | Drive device and garbage truck |
JP2019210849A (en) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 油研工業株式会社 | Inverter drive hydraulic unit |
-
2003
- 2003-04-30 JP JP2003125806A patent/JP2004332563A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006348766A (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Saraya Kk | Control method of pump |
JP2008290839A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Daikin Ind Ltd | Drive device and garbage truck |
JP2019210849A (en) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 油研工業株式会社 | Inverter drive hydraulic unit |
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