一种破碎机主电动机液压控制回路及其控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于破碎机主电动机的控制领域，尤其涉及改善破碎机主电动机的启停特 性以及克服工作过程中的峰值载荷的控制方案。
【背景技术】
[0002] 破碎机是一种用于破碎石料矿山的机械设备，各种类型的破碎机都需要很大的能 量把物料破碎，电动机作为破碎机的动力源，其性能及控制方法的优劣则决定着整个破碎 机工作性能的优劣及工作寿命的长短。目前虽然发展了多种控制电动机频率的方法，但是 在响应速度，节能减排，峰值载荷等方面仍有不足之处。现有的破碎机电动机存在着几个方 面的缺陷： 1、 破碎机主电动机采用变频器控制，启停过程响应较慢，需要较长的时间才能完成启 动和制动，并且主电动机需要很大的功率才能完成启动； 2、 采用制动电阻的方式进行辅助制动，能量损失较多，而且会产生热量，减少主电动机 使用寿命； 3、 破碎机在工作过程中经常会遇到过硬物料，即主电动机会出现峰值载荷，会使电动 机短时间内产生很大电流和热量，对电动机损害严重，降低电动机使用寿命。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种破碎机主电动机的液压控制回路及控制方法，用于改善破碎机 主电动机的启停特性和克服工作过程中的峰值载荷，节约能源，降低损耗，减少峰值载荷对 破碎机的影响。
[0004] -种破碎机主电动机液压控制回路，包括有主电动机，变频器，电流互感器，转速 传感器，破碎机执行机构，其特征是还包括液压栗/马达，联轴器，控制器，液压控制回路;破 碎机执行机构主电动机相连，主电动机通过导线与变频器连接，主电动机通过联轴器与液 压栗/马达相连;转速传感器测量主电动机的转速，电流互感器测量电动机中通过的电流， 压力传感器测量蓄能器中的油压，转速传感器的输出信号、电流互感器的输出信号、压力传 感器的输出信号通过导线与控制器相连，控制器的输出信号通过导线与换向回路的控制 端、变频器的控制端、补油栗的控制端相连。
[0005] 所述液压控制回路包括补油栗电动机、联轴器、油箱、单向阀、补油栗、换向回路、 压力传感器、第一二位二通电磁阀、蓄能器、第二二位二通电磁阀；补油栗电动机的输出轴 通过联轴器与补油栗连接，单向阀的输入端与油箱相连，单向阀的输出端通过管路与补油 栗的输入端相连，补油栗的输出端通过管路与换向回路的压力油口 P、第一二位二通电磁阀 的第一油口、压力传感器的进油口相连，第一二位二通电磁阀的第二油口与蓄能器的进油 口和第二二位二通电磁阀的第一油口相连，第二二位二通电磁阀的第二油口和补油栗的输 入端相连，换向回路的回油口T通过管路和油箱连通，换向回路的第一出油口A通过管路和 液压栗/马达的第一油口 Pa连通，换向回路的第二出油口 B通过管路和液压栗/马达的第二 油口 Pb连通，断电状态时换向回路的第一出油口 A、第二出油口 B、回油口 T同时与油箱连通。
[0006] 所述补油栗电动机采用下述任意一种： (1) 普通电动机； (2) 伺服电动机； (3) 变频电动机。
[0007] 所述蓄能器是一个蓄能器，或是多个蓄能器组成的蓄能器组； 所述破碎机执行机构与减速器相连，减速器通过联轴器与主电动机相连。
[0008] -种破碎机主电动机液压控制回路的的控制方法是:在主电动机启动前，控制器 发出控制指令启动补油栗电动机，同时控制第一二位二通电磁阀接通和第二二位二通电磁 阀断开，此时补油栗电动机驱动补油栗给蓄能器充液，使蓄能器的压力达到设计好的预定 值；当启动主电动机时，控制器发出控制信号到变频器，变频器控制主电动机启动，同时控 制器发出控制信号，控制换向回换向，并接通第一二位二通电磁阀，此时，蓄能器与液压栗/ 马达的油口Pa连通，液压栗/马达这时作为液压马达工作，蓄能器释放能量，辅助主电动机 启动，主电动机和液压栗/马达的共同驱动减速器，减速器驱动破碎机工作机构开始启动。
[0009] 主电动机开始启动后，通过转速传感器检测主电动机转速，当检测到主电动机的 转速达到设定值并稳定后，转速传感器将信号传递给控制器，控制器发出控制信号，使换向 回路回到中位即断电状态，此时，换向回路的第一出油口 A、第二出油口 B、回油口 T同时与油 箱连通，液压控制回路对主电动机的运行无影响，主电动机正常运行。
[0010] 当工作过程中出现峰值载荷时，主电动机中的电流会迅速升高，通过电流互感器 检测主电动机电流，当检测到主电动机的电流超过预先设定的值时，通过控制器给出的控 制信号，控制换向回路换向，同时接通第一二位二通电磁阀和第二二位二通电磁阀，使蓄能 器和补油栗同时与液压栗/马达的油口 Pa连通，液压栗/马达这时作为液压马达工作，液压 栗/马达与主电动机的转矩方向一致，蓄能器和补油栗辅助主电动机克服峰值载荷，同时补 油栗向蓄能器中补充油液，以准备下次峰值载荷情况。
[0011] 当破碎机工作机构制动时，控制器发出制动信号到变频器，变频器控制主电动机 减速，控制器同时发出控制信号，控制换向回路换向并接通第一二位二通电磁阀，此时，蓄 能器与液压栗/马达的第二油口Pb连通，液压栗/马达作为液压栗工作，蓄能器成为主电动 机的负载，主电动机驱动油箱中的油液进入蓄能器，液压栗/马达与主电动机的扭矩相反， 辅助主电动机制动。
[0012] 主电动机制动过程蓄能器补充的能量总是少于主电动机启动过程蓄能器消耗的 能量，在主电动机制动过程中，控制器发出控制信号，使补油栗工作，同时接通第二二位二 通电磁阀，蓄能器辅助补油栗启动，补油栗向蓄能器中补充油液，为蓄能器充能以准备下次 启动，同时辅助主电动机按照设定的曲线制动。
[0013] 所述主电动机是直流电动机、交流电动机、异步电动机、同步电动机、开关磁阻电 动机和交直流伺服电动机中的一种。
[0014] 所述液压栗/马达是一个液压栗/马达，或是两个以上组成的液压栗/马达组。
[0015] 所述液压栗/马达是定量液压栗/马达，或是电子控制的变排量比例液压栗/马达； 所述电子控制的变排量比例液压栗/马达是变量机构单方向摆动的变量液压栗/马达， 或是变量机构双方向摆动的变量液压栗/马达； 所述液压栗/马达是一个液压栗/马达，或是两个以上组成的液压栗/马达组。
[0016 ]与现有技术相比，本发明改善了破碎机电动机变频启动和制动相应过程缓慢的问 题，采用液压控制辅助制动来代替原有的制动电阻制动，能够对电动机减速制动过程中的 动能进行回收利用，并且减小了电动机的发热，进一步提高了电动机的使用寿命;对于工作 过程中的峰值载荷，采用电流传感器进行检测并对液压回路控制，通过液压回路加快了主 电动机对峰值载荷的响应速度，使破碎机主电机快速克服峰值载荷，保证电动机正常的工 作，减小峰值载荷对主电机性能的影响，延长主电机的使用寿命。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明一种破碎机主电动机液压控制回路的示意图； 图中：1:补油栗电动机;2:第三联轴器;3:油箱;4:单向阀；5:补油栗;6:控制器;7:破碎 机执行机构;8:减速器;9:第一联轴器；10:转速传感器；11:变频器；12:电流互感器；13:主 电动机;14:第二联轴器:15:液压栗/马达;16:换向回路;17:压力传感器;18:第一二位二通 电磁阀；19:液压控制回路;20:蓄能器;21:第二二位二通电磁阀； η:主电动机13的转速(转速传感器10的输出信号）;_名：蓄能器20的压力(压力传感器 17的输出信号）；_i :主电动机13的内部电流（电流互感器12的输出信号:液压栗/马达 15的第一油口； ^ :液压栗/马达15的第二油口； j :换向回路16的第一出油口；及::换向回 路16的第二出油口； P :换向回路16的压力油口；T :换向回路16的回油口。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做出进一步的详细说明： 参考附图1，系统的工作过程是在主电动机13启动前，控制器6发出控制指令启动补油 栗电动机1，同时控制第一二位二通电磁阀18接通和第二二位二通电磁阀21断开，此时补油 栗电动机1驱动补油栗5给蓄能器20充液，使蓄能器20的压力达到设计好的预定值；当启动 主电动机13时，控制器6发出控制信号到变频器11，变频器11控制主电动机13启动，同时控 制器6发出控制信号，控制换向回路16换向，并接通第一二位二通电磁阀18,此时，蓄能器20 与液压栗/马达15的油口 Pa连通，液压栗/马达15这时作为液压马达工作，蓄能器20释放能 量，辅助主电动机13启动，主电动机13和液压栗/马达15的共同驱动减速器8,减速器8驱动 破碎机工作机构7开始启动。
[0019] 主电动机13开始启动后，通过转速传感器10检测主电动机转速，当检测到主电动 机13的转速达到设定值并稳定后，转速传感器10将信号传递给控制器6,控制器6发出控制 信号，使换向回路16回到中位即断电状态，此时，换向回路16的第一出油ΠΑ、第二出油口 B、 回油口 T同时与油箱3连通，液压控制回路19对主电动机的运行无影响，主电动机正常运行。
[0020] 当工作过程中出现峰值载荷时，主电动机13中的电流会迅速升高，通过电流互感 器12检测主电动机13电流，当检测到主电动机13的电流超过预先设定的值时，通过控制器6 给出的控制信号，控制换向回路16换向，同时