長管路液壓發(fā)電機組控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓發(fā)電機【技術(shù)領域】，特別是涉及一種長管路液壓發(fā)電機組；本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，可以有效保證液壓發(fā)電機瞬態(tài)指標；還包括轉(zhuǎn)速控制器和液壓輔助控制回路，液壓輔助控制回路包括進油管、出油管、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、蓄能器和單向閥，進油管的兩端分別與液壓泵的出油端和液壓馬達的進油端相連，出油管的兩端分別與液壓馬達的出油端和液壓泵的進油端相連，第一電磁換向閥并聯(lián)在液壓馬達的兩端，進油管上通過第二電磁換向閥連接有蓄能器，蓄能器上還連接有油壓管，并在油壓管上設置有單向閥；轉(zhuǎn)速控制器與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸端和負載端以及液壓輔助控制回路相連。
【專利說明】長管路液壓發(fā)電機組控制裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓發(fā)電機【技術(shù)領域】，特別是涉及一種長管路液壓發(fā)電機組。

【背景技術(shù)】
[0002]液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)來傳遞運動和動力的一種傳動方式，而液壓發(fā)電機組是利用液壓傳動來發(fā)電的發(fā)電機組，通常應用在已有液壓系統(tǒng)的車輛上，具有相對體積小、重量輕、布置方便、發(fā)電靜態(tài)指標較好的特點；然而，液壓發(fā)電機組卻存在發(fā)電瞬態(tài)指標較差的問題，通常是由于油液的可壓縮性引起的儲能現(xiàn)象、以及負載突加和突減時液壓執(zhí)行元件的動作延遲所造成，尤其在改裝車輛上的液壓系統(tǒng)中，高壓油管往往比較長，導致液壓發(fā)電機組的瞬態(tài)指標急劇下降，導致發(fā)電機的發(fā)電等級標準整體下降。
[0003]現(xiàn)有的液壓發(fā)電機組，通常包括液壓泵、調(diào)速閥組、液壓馬達和發(fā)電機，調(diào)速閥組控制液壓泵的液壓油流速進而控制液壓馬達的轉(zhuǎn)速，而液壓馬達驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，這樣，發(fā)電頻率直接與發(fā)電機以及液壓馬達的轉(zhuǎn)速相關(guān)，為了提高液壓發(fā)電機組的發(fā)電指標，液壓發(fā)電機組還設置有轉(zhuǎn)速控制器，轉(zhuǎn)速控制器探測發(fā)電機的轉(zhuǎn)速信號做反饋信號，利用PID(比例-積分-微分)控制回路控制液壓輔助控制回路以保證發(fā)電機轉(zhuǎn)速即發(fā)電頻率，但這種控制方式受多種因素影響，尤其是對于響應速度慢的液壓系統(tǒng)和長管路液壓系統(tǒng)，難以有效保證液壓發(fā)電機組的瞬態(tài)指標。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可以有效保證液壓發(fā)電機瞬態(tài)指標的長管路液壓發(fā)電機組。
[0005]本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，包括液壓泵、液壓馬達和發(fā)電機，還包括轉(zhuǎn)速控制器和液壓輔助控制回路，所述液壓輔助控制回路包括進油管、出油管、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、蓄能器和單向閥，所述進油管的兩端分別與液壓泵的出油端和液壓馬達的進油端相連，所述出油管的兩端分別與液壓馬達的出油端和液壓泵的進油端相連，所述第一電磁換向閥并聯(lián)在所述液壓馬達的兩端，所述進油管上通過第二電磁換向閥連接有蓄能器，所述蓄能器上還連接有油壓管，并在所述油壓管上設置有單向閥；所述轉(zhuǎn)速控制器與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸端和負載端以及液壓輔助控制回路相連，所述轉(zhuǎn)速控制器檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、發(fā)電機負載端的電流變化、并發(fā)送控制命令至所述第一電磁換向閥和第二電磁換向閥。
[0006]進一步的，所述轉(zhuǎn)速控制器包括PID控制回路和負載檢測回路，所述PID控制回路的一端與發(fā)電機轉(zhuǎn)軸端相連、另一端與液壓輔助控制回路相連，所述PID控制回路檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、并發(fā)送第二控制命令至液壓輔助控制回路，所述負載檢測回路的一端與發(fā)電機負載端相連、另一端與液壓輔助控制回路相連，所述負載檢測回路檢測發(fā)電機負載端的電流變化信號，并發(fā)送第一控制命令至液壓輔助控制回路。
[0007]進一步的，所述PID控制回路包括PID控制器和轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、并將所述發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號發(fā)送至PID控制器，所述PID控制器發(fā)送第二控制命令至液壓輔助控制回路。
[0008]進一步的，所述負載檢測回路包括電流互感器和控制芯片，所述電流互感器檢測發(fā)電機負載的電流變化信號、并將所述電流變化信號發(fā)送至所述控制芯片，所述控制芯片分析處理所述電流變化信號、并發(fā)送第一控制命令至液壓輔助控制回路。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為:在發(fā)電機加載時，發(fā)電機負載的電流瞬間增加，負載檢測回路根據(jù)發(fā)電機電流的變化來產(chǎn)生一個加載脈沖，控制第二電磁換向閥換向，在蓄能器的作用下瞬間增加油液流量，減緩發(fā)電機因加載導致的轉(zhuǎn)速下降趨勢；在發(fā)電機減載時，發(fā)電機電流瞬間減小，負載檢測回路根據(jù)發(fā)電機電流的變化產(chǎn)生一個減載脈沖，控制第一電磁換向閥換向，使一部分液壓油直接流入出油管，減緩發(fā)電機因減載導致的轉(zhuǎn)速上升趨勢；這樣，可以有效保證液壓發(fā)電機瞬態(tài)指標。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明中液壓輔助控制回路的電路示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明中轉(zhuǎn)速控制器的電路示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0014]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，包括液壓泵7、液壓馬達I和發(fā)電機8，還包括轉(zhuǎn)速控制器9和液壓輔助控制回路6，液壓輔助控制回路包括進油管A、出油管B、第一電磁換向閥2、第二電磁換向閥3、蓄能器4和單向閥5，進油管A的兩端分別與液壓泵的出油端和液壓馬達的進油端相連，出油管B的兩端分別與液壓馬達的出油端和液壓泵的進油端相連，第一電磁換向閥2并聯(lián)在液壓馬達I的兩端，進油管上通過第二電磁換向閥3連接有蓄能器4，蓄能器4上還連接有油壓管X，并在油壓管X上設置有單向閥5 ;轉(zhuǎn)速控制器與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸端和負載端以及液壓輔助控制回路相連，轉(zhuǎn)速控制器檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、發(fā)電機負載端的電流變化、并發(fā)送控制命令至第一電磁換向閥和第二電磁換向閥；這樣，在發(fā)電機加載時，發(fā)電機負載的電流瞬間增加，負載檢測回路根據(jù)發(fā)電機電流的變化來產(chǎn)生一個加載脈沖，控制第二電磁換向閥換向，在蓄能器的作用下瞬間增加油液流量，減緩發(fā)電機因加載導致的轉(zhuǎn)速下降趨勢；在發(fā)電機減載時，發(fā)電機電流瞬間減小，負載檢測回路根據(jù)發(fā)電機電流的變化產(chǎn)生一個減載脈沖，控制第一電磁換向閥換向，使一部分液壓油直接流入出油管，減緩發(fā)電機因減載導致的轉(zhuǎn)速上升趨勢；這樣，可以有效保證液壓發(fā)電機瞬態(tài)指標。
[0015]當液壓發(fā)電機組工作，液壓馬達帶動發(fā)電機開始發(fā)電，轉(zhuǎn)速控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器測量計算發(fā)電機的當前轉(zhuǎn)速，并與設定轉(zhuǎn)速(η = 1500)相比較，通過PID的運算，輸出一路連續(xù)可調(diào)的模擬量電流，驅(qū)動液壓回路的調(diào)速閥組，實現(xiàn)調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機實際轉(zhuǎn)速與設定轉(zhuǎn)速一致，有效地保證了發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)指標。
[0016]在液壓發(fā)電機組突加100%載荷時，電磁換向閥3迅速換向，這時蓄能器中儲存的油液短時間內(nèi)補充到液壓馬達進油口，如果時間足夠短，能夠最大限度彌補因壓力升高造成的元件泄漏量增加、管路膨脹、油液壓縮等造成的馬達轉(zhuǎn)速下降幅度，即發(fā)電機轉(zhuǎn)速下降幅度，就能有效改善突加載荷時液壓馬達轉(zhuǎn)速的變化量，即改善液壓發(fā)電機組的突加瞬態(tài)指標。
[0017]當液壓發(fā)電機組滿載荷工作時，液壓系統(tǒng)壓力這時較高。如果液壓發(fā)電機組負載突然減小至O時，電磁換向閥2快速換向，這時液壓馬達進油口的一部分油液會通過電磁換向閥2直接流入回油管路，不再通過液壓馬達，使得液壓馬達因為發(fā)電機負載突然減小產(chǎn)生的速度上升變化量得到有效控制，改善了液壓發(fā)電機組的突減瞬態(tài)指標。
[0018]影響系統(tǒng)反應時間的因素，除了反饋信號的時間，另一個因素是電磁換向閥的換向時間，電磁換向閥3換向時間越快，蓄能器中儲存的油液就能快速供給液壓馬達，抑制液壓馬達轉(zhuǎn)速下降幅度，突加瞬態(tài)指標就會越理想。同樣，電磁換向閥2換向速度越快，液壓馬達轉(zhuǎn)速上升幅度越小，突減指標得到優(yōu)化。本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，采用了 48伏直流電源、PWM恒流控制的方式為12伏直流電磁換向閥供電，有效提高了電磁換向閥的換向速度。
[0019]本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，轉(zhuǎn)速控制器包括PID控制回路和負載檢測回路，PID控制回路的一端與發(fā)電機轉(zhuǎn)軸端相連、另一端與液壓輔助控制回路相連，PID控制回路檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、并發(fā)送第二控制命令至液壓輔助控制回路，負載檢測回路的一端與發(fā)電機負載端相連、另一端與液壓輔助控制回路相連，負載檢測回路檢測發(fā)電機負載端的電流變化信號，并發(fā)送第一控制命令至液壓輔助控制回路。
[0020]本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，PID控制回路包括PID控制器22和轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、并將發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號發(fā)送至PID控制器，PID控制器發(fā)送第二控制命令至液壓輔助控制回路。
[0021]本發(fā)明的長管路液壓發(fā)電機組，負載檢測回路包括電流互感器23和控制芯片21，電流互感器檢測發(fā)電機負載的電流變化信號、并將電流變化信號發(fā)送至控制芯片，控制芯片分析處理電流變化信號、并發(fā)送第一控制命令至液壓輔助控制回路。
[0022]在實際使用過程中，控制芯片21與PID控制器22可以分體設置，也可一體設置在同一個控制元件上實現(xiàn)控制，如單片機
[0023]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種長管路液壓發(fā)電機組，包括液壓泵、液壓馬達和發(fā)電機，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)速控制器和液壓輔助控制回路，所述液壓輔助控制回路包括進油管、出油管、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、蓄能器和單向閥，所述進油管的兩端分別與液壓泵的出油端和液壓馬達的進油端相連，所述出油管的兩端分別與液壓馬達的出油端和液壓泵的進油端相連，所述第一電磁換向閥并聯(lián)在所述液壓馬達的兩端，所述進油管上通過第二電磁換向閥連接有蓄能器，所述蓄能器上還連接有油壓管，并在所述油壓管上設置有單向閥；所述轉(zhuǎn)速控制器與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸端和負載端以及液壓輔助控制回路相連，所述轉(zhuǎn)速控制器檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、發(fā)電機負載端的電流變化、并發(fā)送控制命令至所述第一電磁換向閥和第二電磁換向閥。
2.如權(quán)利要求1所述的長管路液壓發(fā)電機組，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速控制器包括PID控制回路和負載檢測回路，所述PID控制回路的一端與發(fā)電機轉(zhuǎn)軸端相連、另一端與液壓輔助控制回路相連，所述PID控制回路檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、并發(fā)送第二控制命令至液壓輔助控制回路，所述負載檢測回路的一端與發(fā)電機負載端相連、另一端與液壓輔助控制回路相連，所述負載檢測回路檢測發(fā)電機負載端的電流變化信號，并發(fā)送第一控制命令至液壓輔助控制回路。
3.如權(quán)利要求2所述的長管路液壓發(fā)電機組，其特征在于，所述PID控制回路包括PID控制器和轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號、并將所述發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號發(fā)送至PID控制器，所述PID控制器發(fā)送第二控制命令至液壓輔助控制回路。
4.如權(quán)利要求2所述的長管路液壓發(fā)電機組，其特征在于，所述負載檢測回路包括電流互感器和控制芯片，所述電流互感器檢測發(fā)電機負載的電流變化信號、并將所述電流變化信號發(fā)送至所述控制芯片，所述控制芯片分析處理所述電流變化信號、并發(fā)送第一控制命令至液壓輔助控制回路。
【文檔編號】H02P9/04GK104378032SQ201310350092
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】馬雪峰 申請人:天津捷強動力裝備有限公司