专利名称：大惯量变频容积旁路节流调速系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种调棘统，尤其是一种大惯量负载的变频容积旁路节流调速系统，翻于 如^Ji提升机等大惯量、大功率、启停速度控制要求较高的场合。
背景狱
对于类似ffiil升禾/i^种大掼量、大功率的舰系统，对其启动加速性能、制动性能和效率都 有比较高的要求。传统的节流调縣统利用节流阀来控制负载的运行體和方向，该种调速方式存 齒艮大的节流损失，因此f嫩大、效率低，不翻于大功率大惯量系统。翻变频親空制变频电机 来驱动定觀的变频容积调速，倉辦根据负载的工作需要来调节ms^的输出流量，无溢流损失和 节流损失，系统具繊高的效率，在大功率系统中具有一般 ^控马达容积调31^纟舒; 不具有的 节微争性。但变频容积调速系统中的大功率定 都有一最小稳定流量，在执行元件3i^较低，所 需流量小于^s^s小稳定流量时，由于^ffi泵输出流量和压力不稳，因而體控制性能较差。同 时对于大惯量、大功 5系统，^n马达在大惯量负iMS力作用下易发生缓慢的,，会产生 錢隐患，因而需要对其进行可靠制动，同时又要防ihm敏制动时所弓胞的压力突然升高的5嫁。
发明内容
本实用新型的目的针对已有技术雜的问题，ili共一种系统简单，低鹏制可靠，节流调速响 应決，传动效率高、节省能源的大惯量变频容积旁路节流调縣统。
本实用新翻牟决其技术问题的技术方案是它包括变频电机，与变频电机相连的双向ffi:泵， 双向^ffi^经高f腿油路与驱动滚筒旋转的双向舰马达相连，双向舰马肚联 薪制动滚筒的 制动缸，双向ffi^与双向液压马达相连的高低压油路上依次并联有油路方向相反的两对单向阀
组、三^Hffi^m向阀和串接节流阀的两位两通^m向亂规一对单向阀组上连貌补油热
交换回路，右边一对单向阀组J^W形成^f:^^回路的安全阀，并连接有出口和油箱相通的形 成旁路节流调速回路的电液比例调速亂两位两通^^向阔的控制油路与制动缸的油路上设有防
冲赫恸回路；双联mE^ffl3iil滤器和单向阀mSi两个单向阀相连，三tiHm^^向阀战
M形成补油热，回路的溢流阀。
戶服的补油热交换回i^a括与电动iaffi连的双联^ffi^侧的力荒觀，力荒觀与单向阀组油路之间i^W控带淋油系i線高压力的溢流阀，大 ^34油口^^#滤油器，出油口鹏接
有Mil滤器；戶脱的防冲击制动回足鲍括双耳媒右侧的小流觀，小流MS^^S带淛动fclffl断的 两^H31电5繊向阀，小流觀与两^Hil电鹏向阀之间设有溢流阀；戶腿的两^H31电鹏向 阀与制动fct间设節流阀；戶;M^耳燥右侧的小流M^4油口连貌过滤器，出油口连蹄驗
滤器o
有益效果
1) 调速回路为变频容积调速与电液比例旁路调速技斜目结合的形式。由于^1S具有最低稳 定魏，当泵的織调节低于其劇駭急定,时，舰泵输出流遣和压力不稳，所以变频容积调速
必须顿的最小稳定m^h^能获得好的调速性能。因而在低速启动时，細电液比例调速阀旁
路调速方式，以实5je^子的feii空制效果，同时由于节流调速响应快，提高了液压马达的低速调速
性能；顿的^^i5lj—定值之后，由控制系统自动切换至咬频容积调速方式，因而该鹏调l系 统同时具有传动效率高、节省能源#(#点，对于大功率系^U能效果更加明显。由于主回J^^用闭
式系统，ffl;^^SS制变频电机，改变双向^ffi^的油嫩俞出油方向即可改变舰马达的旋转方
向，不需换向阀及换向回路即可实现换向，系统简单。
2) 对于大惯量系统若對4^锁紧舰马腿、出油口来制动，由于系统的泄露，马达在大惯
性重力负载的作用下祭激曼滑转，难以实现可WM制动，因而系统中设置了制动回路。在驱动大惯 量负载的马达停止或制动时，主回路中常常会产生高的冲击压力，虽然系统中设置有安全阀，但其
响应较1曼，为了防ih3i高的压力峰值损坏双向^l^和^ffi马达，用一节流阀和^^，向阀连接在 主回路高、1腿油路上，在制动时iffil节流阀连接主回路高、teBE侧，以释方姓回路中的峰值高压。
3) 3Sffl于大惯量、大功率和对启停劍腿性能要求较高的场合，如^ffi提升机。实5JW大惯 量负载的可靠制动。
附图是本实用新型的M原理图。
图中l-^M器；2-变频电机；3-職由器；4-双向^ffig; 5-单向阀组；6-三位Hffl^^奂向
阀；7-节流阀；8-两位两通^^封奂向阀；9-制动缸；10-双向舰马达；11-滚筒；12-节流阀；13-两^Hil电石繊向阀；14-溢流阀；15-电液比例调速阀；16_娃阀；17-溢流阀；18-电动机；19-
双耳媒；20、 22-禾I31滤器；21、 23-ff3l滤器；24—溢流阀；25_油來昏；26- PLC控制器。
如附图所示，本实用新型的大惯量变频容积旁路节流调速系统，主要由调速回路，^^保护、补油热效回路和防冲飾恸回路四部分构成，用PLC控制器26謝亍控制。其中调速回,括 变频器l，变频器1控制变频电机2经聨由器3驱动双向^E泵4，双向舰泵4驱动双向衝玉马 达10，双向^J1马达10带动滚筒11旋转，电液比例调速阀15接在单向阀组5和油箱25之间， 形成旁路节流调速回路。单向阀组5右边的两个单向阀出油口与安全阀16相连，主ffi回路的最 高工作压力由安全阀16进fiH周定，从而使得双向^E马达10两腔的压力不Mjt高值，同时M^、 了安全阀的〗柳量，简化了 ￡^统。安封斜户、补油和热交换回l 鲍括电动机18，电动机18驱 动双联^ffi泵19，双联舰泵19左侧的力荒M^^滤油器20从油箱25吸油，出油口连貌驗 滤器21，油路一路经溢流阀24回油箱，另一路经单向阀组5向主回路补油。^^奂向阀6两个油 口分别接在主回路的高、低压油路上，另一油口经溢流阀14接回油箱。娃阀16接在单向阀组5 和油箱25之间。防冲击制动回路中各元器件的连接^^如下双耳媒19中的右侧小^^S1滤器 22从油箱25吸油，小泵出口接離滤器23， 一路经溢流阀17接回油箱，一J 雜两iHS电, 向阀13，两3HM电石對奂向阀13另两个油口一路直,回油箱， 一路经节流阀12接至制动缸9 的油口，节流阔7和两位两通^^，向阀8串联接在主回路高、ffijl^上，两位两通^^g^向阀8 的^J空油口接在帝恸缸9和节流阀12之间的油路上。
系虹作原理当系乡JES低速启动时，^S器1输出控制信号3131变频电机2、联轴器3使双 向^EE泵4在其劇駭急定^I下工作，舰泵4输出一最小稳定流量，由mE泵4输出的油液除进 入双向液压马达驱动马达10旋转之外，还有一路经单向阀组5、电液比例调速阀15旁路流回油箱。 电液比例调速阀15的开度由PLC控制器26控制。启动时，电液比例调速阀15的开度调至嘬大， 双向舰泵4输出的油液顿经单向阀组5、电液比例调速阀15回油箱，因而马达魏为零，然 后电液比例调速阀15的开度按照系^动皿的控制要^M渐减小，fflil电液比例调速阀15的流 Si^渐M^，贝iJS vmE马达10的、 @大，马m^逐M加，^i口3I31禾呈完全由电液比 例调速阀15来控制。当电液比例调速阀15完全关闭之后，系统调速由PLC控制器26自动切J娃 变频容积调速。此后，双向变量泵4输出的流量顿aAffi马达10，马达的,完全按照变频 器设定的规律运转。从而实现变频M容积调速和调速阀旁路节流调速相结合的复合控制。由于设 置了电液比例调速阀15，增加了系统的泄油通道，可以有效避絲统启动时的冲击，同时由于节 流调速响应快，提高了M马达的fK3I调速性能。系统停车时，如对停车时附KIS行MW^高 的控制要求，5fe^用变频容积调速方式让马达10M3i，当MM—定禾號后，ffi^4的,不再 减小，而是由PLC控制器26按照要^M鹏大电液比例调速阀15的开度，舰电液比例调速阀 15的、 ^ 大，而^ffi泵4的输出流量不变，所以SA^向液压马达10的流量将逐渐减少， 马;ii3IS斷ftaS停车。
权利要求1.一种大惯量变频容积旁路节流调速系统，其特征在于它包括变频电机(2)，与变频电机(2)相连的双向液压泵(4)，双向液压泵(4)经高低压油路与驱动滚筒(11)旋转的双向液压马达(10)相连，双向液压马达(10)上联接有制动滚筒(11)的制动缸(9)，双向液压泵(4)与双向液压马达(10)相连的高低压油路上依次并联有油路方向相反的两对单向阀组(5)、三位三通液控换向阀(6)和串接节流阀(7)的两位两通液控换向阀(8)；左边一对单向阀组(5)上连接有补油热交换回路，右边一对单向阀组(5)上连接有形成安全保护回路的安全阀(16)，并连接有出口和油箱(25)相通的形成旁路节流调速回路的电液比例调速阀(15)；两位两通液控换向阀(8)的控制油路与制动缸(9)的油路上设有防冲击制动回路；双联液压泵(19)通过过滤器(21)和单向阀组(5)左边两个单向阀相连，三位三通液控换向阀(6)上连接有形成补油热交换回路的溢流阀(14)。
2. 根据权利要求1戶腐的大惯量变频容积旁路节流调3I^统，欺寺征在于戶脱的补油热交 换回路包括与电动机(18)相连的双联,泵(19)左侧的大流量泵，大流 ^与单向阀组(5) 油路之间连貌控帝胖卜油系繊高压力的溢流阀(24)， ^^MS油口鹏貌滤油器(20)，出 油口^^t精过滤器(21)。
3. 根据权利要求1戶腿的大惯量变频容积旁路节流调縣统，^#征在于戶脱的防冲击制 动回U飽括双耳燥(19)右侧的小流觀，小流量S^^S制制动缸(9)通断的两^Hffl电l^奂 向阀(13)，小流M^与两4iHffl电Sm向阀(13)之间设有溢流阀(17)。
4. 根据权利要求3戶舰的大暖穀频容积旁路节流调l系统，^JT征是戶服的两5Hffl电 i^奂向阀(13)与制动缸(9)之间设M流阀(12)。
5. 根据权利要求3腿的大惯量变频容积旁路节流调縣统，辦征是戶鹏又麟(19)右侧的小^MSa油口^W过滤器(22)，出油口连^WISa:滤器(23)。
专利摘要一种大惯量变频容积旁路节流调速系统，适用于如液压提升机等大惯量、大功率、启停速度控制要求较高的场合。它包括液压容积调速回路、旁路节流调速回路、补油热交换回路和防冲击制动回路。在系统启动和低速运行时采用旁路节流调速来获得较好的低速控制性能，在速度达到一定程度之后，切换到变频容积调速，由变频器来控制变频电机的转速，从而调节双向液压泵的输出流量，驱动液压马达来控制负载的运行速度和方向，以获得需要速度控制规律和节能效果。补油热交换回路用于闭式系统的补油和完成热量交换。防冲击制动回路用于驱动大惯量负载的马达制动或停止时，释放主回路中的峰值压力，保护双向泵和液压马达。
文档编号F15B13/04GK201363332SQ200920035958
公开日2009年12月16日 申请日期2009年3月5日 优先权日2009年3月5日
发明者丁海港, 李炳文, 亮 赵, 赵继云 申请人:中国矿业大学