专利名称：采用液压变压器的液压电梯节能控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用液压变压器的液压电梯节能控制系统。
背景技术：
液压电梯从产生之初至今，经历了阀控液压系统到变频控制液压系统的发展历程，而节能降耗一直是这一领域研究发展的重大课题之一。
传统的阀控节流调速系统在目前液压电梯控制系统中技术最成熟、应用最广泛，它主要是应用液压技术中的节流调速技术来控制液压电梯的运行速度。其最大的优势就是系统简洁，控制方便，价格低。但是，由于调速采用节流的方式，系统的很大一部分能量消耗在节流阀口，所以这样的系统能耗大，效率很低。
容积调速方式也是电梯调速方式之一，尤其近年来随着变频技术的发展，采用变频电机带动定量泵/马达的容积调速系统也取得了很大的进步。该系统对比传统的阀控调速系统，具有负载功率适应，下行能量部分回收的优点，从而比阀控系统要节能许多，但是装机功率仍然比较大，并且由于采用了变频器，使系统造价昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用液压变压器的液压电梯节能控制系统。应用液压变压器的压力—能量转换原理和调节原理，采用一个定量泵/马达和一个变量泵/马达的串联机构作为能量传递元件，把存储在蓄能器中的高压液压能无节流损失地供给低压负载，推动电梯向上运动，从而实现压力从高到低的转变和能量的传递。当电梯下行时，采用液压变压器原理的压力—能量转换机构能够把负载低压变为高压，使电梯下降的重力势能可以回收，存储到蓄能器之中，从而实现能量的回收和再利用。
为了达到上述发明目的本发明采用的技术方案如下包括由变量泵/马达、定量泵/马达组成的液压变压器，液压变压器中变量泵/马达的一端经过滤器接油箱，另一端分别与定量泵/马达的一端、变量泵/马达调节机构、补油装置的安全阀、系统的补油泵和液控单向阀连接，液控单向阀还与第一压力传感器和蓄能器连接。
液压变压器中的定量泵/马达通过联轴器与变量泵/马达机械联结，通过另一联轴器与测速光电编码器连接，定量泵/马达的另一端与主回路液控单向阀的一端和第二压力传感器连接、主回路液控单向阀的另一端与第三压力传感器和柱塞油缸连接。
测速光电编码器、主回路液控单向阀、柱塞油缸上的测速光电编码器、液控单向阀、变量泵/马达调节机构、第一、二、三压力传感器分别与计算机控制系统电连接。
主回路液控单向阀和柱塞油缸之间接有手动下降阀和手动泵。
本发明的优点是液压变压器技术是在恒压网络二次调节技术的基础上发展起来的，它通过液压变压器这一特殊的压力—能量转换元件，从恒压网络中提取能量供给负载，作为压力变换器，它能将网络压力无节流损失地调整为压力变化范围内的任一值，从而实现能量的无损传递；变压器变压过程可逆的，既可以向负载输出能量，也可以从负载回收能量，从而实现能量的再利用；液压变压器的动态响应快，可以方便地实现实时控制；液压变压器可以做为压力放大器使用，产生较输入压力高得多的输出压力。
附图是本发明的结构原理示意图。
具体实施例方式
附图为采用液压变压器的液压电梯节能控制系统结构原理图，其中1是变量泵/马达，一端通过管路41与过滤器45连接，通过管路42连接油箱46，一端通过管路31和管路32、30连接，并且与定量泵/马达2通过联轴器47同轴连接，2是定量泵/马达，一端通过管路30与管路31、32连接，另一端通过管路29与压力传感器13-2连接，3是测速光电编码器，通过另一联轴器(50)安装于定量泵/马达2的另一轴端，4是主回路液控单向阀，一端通过管路28与压力传感器13-2连接，另一端通过管路27与压力传感器13-3连接，5是手动下降阀，一端通过管路39连接回油箱46，另一端通过管路26与压力传感器13-3连接，6是手动泵，一端通过管路38连接回油箱46，另一端通过管路24与管路23、25连接，7是柱塞缸，通过管路23与管路24、25连接，8是电梯轿厢上的光电编码器，安装在电梯轿厢一侧，9是系统的补油泵，一端通过管路43连接回油箱46，另一端通过管路34与管路33、35、36连接，10是补油装置的安全阀，一端通过管路44连接回油箱46，另一端通过管路35与管路33、34、36连接，11是蓄能器回路的液控单向阀，一端通过管路37连接蓄能器12，另一端通过管路36与管路33、34、35连接，12是皮囊式蓄能器，通过管路37与蓄能器回路液控单向阀11、管路38连接，13-1，2，3是压力传感器，压力传感器13-1通过管路48与管路37连接，压力传感器13-2与管路28、29连接，压力传感器13-3与管路25、26、27连接，14是变量泵/马达调节机构，一端连接油箱46，另一端通过管路40与管路32、33连接，15是蓄能器压力信号输入线，把压力传感器13-1的信号输入到计算机控制系统49，16是控制蓄能器回路电磁阀的信号输出线，把计算机控制系统49的控制信号输出给液控单向阀11，17是变量泵/马达调节机构的控制信号线，把计算机控制系统49的控制信号输出给变量泵/马达调节机构14，18是定量泵/马达出口压力信号输入线，把压力传感器13-2的信号输入到计算机控制系统49，19是控制主回路电磁阀的信号输出线，把计算机控制系统49的控制信号输出给液控单向阀4，20是压力—能量转换装置轴端转速信号输入线，把光电编码器3的信号输入给计算机控制系统49，21是负载压力信号输入线，把压力传感器13-3的信号输入到计算机控制系统49，22是轿厢速度信号输入线，把光电编码器8的信号输入给计算机控制系统49，管路23连接柱塞缸7、管路24、25，管路24连接管路23、25，管路25连接管路23、24，管路26连接手动下降阀5、压力传感器13-3、管路25、27，管路27连接主回路液控单向阀4、压力传感器13-3、管路25、27，管路28连接主回路液控单向阀4、压力传感器13-2、管路29，管路29连接压力传感器13-2、定量泵/马达2、管路28，管路30连接定量泵/马达2、管路31、32，管路31连接变量泵/马达1、管路30、32，管路32连接管路30、31、33、40，管路33连接管路32、34、35、36、40，管路34连接补能装置9、管路33、35、36，管路35连接管路33、34、36，管路36连接蓄能器回路液控单向阀11、管路33、34、35，管路37连接蓄能器回路液控单向阀11、蓄能器12、管路48，管路38连接手动泵6和油箱46，管路39连接手动下降阀5和油箱46，管路40连接变量泵/马达调节机构14、管路32、33，管路41连接变量泵/马达1和过滤器45，管路42连接过滤器45和油箱46，管路43连接补油系统9和油箱46，管路44连接蓄能器回路安全阀10和油箱46，45是过滤器，一端通过管路41与变量泵/马达1连接，另一端通过管路42与油箱46连接，46是油箱，47是连接变量泵/马达1和定量泵/马达2的联轴器，49是计算机控制系统。
下面分上行和下行两个工况来说明该系统的工作原理。
上行工况当计算机控制系统49接受到层站或轿厢内的上行召唤信号后，对压力传感器13-1和13-2的压力信号进行比较，并发出控制信号17。控制信号17根据控制压力传感器13-1和13-2的压力信号比较结果，调节变量泵/马达1的排量，使液压变压器在液控电磁开关阀11打开之后，变量泵/马达1和定量泵/马达2的力矩和为零。然后控制信号16使液控电磁开关阀11打开，并且计算机控制系统49改变控制信号17，从而调节变量泵/马达1的排量，使定量泵/马达2输出扭矩大于变量泵/马达1输出扭矩，此时定量泵/马达2做“马达”，带动变量泵/马达1做“泵”，液压变压器正转，从油箱46吸油，定量泵/马达2输出流量。当主动压力达到负载压力值时，液控单向阀4被推开，液压缸开始加速向上运动。在电梯加速运行过程中，计算机控制系统49根据光电编码器8的电梯轿厢反馈的实际速度，与理想速度运行曲线进行比较，并根据光电编码器3的转速信号，压力传感器13-1、13-2的压力信号，调节变量泵/马达1的排量，从而改变变量泵/马达1和定量泵/马达2间的扭矩差值，改变电梯的加速度，从而改变变压器的转速；当电梯速度进入匀速时，计算机控制系统49根据光电编码器8的电梯轿厢反馈的实际速度，与理想速度运行曲线进行比较，并根据光电编码器3的转速信号，压力传感器13-1、13-2的压力信号，调节变量泵/马达1的排量，使变量泵/马达1和定量泵/马达2间的扭矩达到一种动态平衡；当电梯轿厢接近层站时，开始进入减速阶段，计算机控制系统49调整变量泵/马达1的排量，使变量泵/马达1和定量泵/马达2之间的扭矩差值为负，液压变压器加速度为负值，从而使转速降低至平层转速；当电梯速度进入平层段时，计算机控制系统49调节控制信号17，调整变量泵/马达1的排量，使变量泵/马达1、定量泵/马达2间的扭矩又重新达到动态平衡，电梯以低速运行；计算机控制系统49接受到井道中的干簧开关给出的停止信号，就关闭电磁开关阀11，电梯轿厢靠液控单向阀4截止，停靠在层站。下行工况当计算机控制系统49接受到层站或轿厢内的下行召唤信号后，对压力传感器13-1和13-2的压力信号进行比较，并发出控制信号17。控制信号17根据控制压力传感器13-1和13-2的压力信号比较结果，调节变量泵/马达1的排量，使液压变压器在液控电磁开关阀11打开之后，变量泵/马达1和定量泵/马达2的力矩和为零。然后控制信号16使液控电磁开关阀11打开，并且计算机控制系统49改变控制信号17，从而调节变量变量泵/马达1的排量，使定量泵/马达2输出扭矩大于变量泵/马达1输出扭矩，此时定量泵/马达2做“马达”，带动变量泵/马达1做“泵”，液压变压器正转，从油箱46吸油，定量泵/马达2输出流量。当主动压力达到负载压力值时，计算机控制系统49发出的控制信号19使液控单向阀4打开，同时改变控制信号17，调节变量泵/马达1的排量，使定量泵/马达2输出扭矩小于变量泵/马达1输出扭矩，使液压变压器正向减速，并进入反向加速阶段。在电梯加速运行过程中，计算机控制系统49根据光电编码器8的电梯轿厢反馈的实际速度，与理想速度运行曲线进行比较，并根据光电编码器3的转速信号，压力传感器13-1、13-2的压力信号，调节变量泵/马达1的排量，从而改变变量泵/马达1和定量泵/马达2间的扭矩差值，改变电梯的加速度，从而改变变压器的转速；当电梯速度进入匀速时，计算机控制系统49根据光电编码器8的电梯轿厢反馈的实际速度，与理想速度运行曲线进行比较，并根据光电编码器3的转速信号，压力传感器13-1、13-2的压力信号，调节变量泵/马达1的排量，使变量泵/马达1和定量泵/马达2间的扭矩达到一种动态平衡；当电梯轿厢接近层站时，开始进入减速阶段，计算机控制系统49调整变量泵/马达1的排量，使变量泵/马达1和定量泵/马达2之间的扭矩差值为负，液压变压器加速度为负值，从而使转速降低至平层转速；当电梯速度进入平层段时，计算机控制系统49调节控制信号17，调整变量泵/马达1的排量，使变量泵/马达1、定量泵/马达2间的扭矩又重新达到动态平衡，电梯以低速运行；当计算机控制系统49接受到井道中的干簧开关给出的停止信号，就关闭电磁开关阀11，电梯轿厢靠液控单向阀4截止，停靠在层站。
权利要求
1.一种采用液压变压器的液压电梯节能控制系统，其特征在于系统中包括由变量泵/马达(1)、定量泵/马达(2)组成的液压变压器，其结构如下1)液压变压器中的变量泵/马达(1)的一端经过滤器(45)接油箱(46)，另一端分别与定量泵/马达(30)的一端、变量泵/马达调节机构(14)、补油装置的安全阀(10)、系统的补油泵(9)和液控单向阀(11)连接，液控单向阀(11)还与第一压力传感器(13.1)和蓄能器(12)连接；2)液压变压器中的定量泵/马达(2)通过联轴器(47)与变量泵/马达(1)机械联结，通过另一联轴器(50)与测速光电编码器(3)连接，定量泵/马达(2)另一端与主回路液控单向阀(4)的一端和第二压力传感器(13.2)连接，主回路液控单向阀(4)的另一端与第三压力传感器(13.3)和柱塞油缸(7)连接；3)测速光电编码器(3)、主回路液控单向阀(4)、柱塞油缸(7)上的测速光电编码器(8)、液控单向阀(11)、变量泵/马达调节机构(14)、第一、二、三压力传感器(13.1、13.2、13.3)分别与计算机控制系统(49)电连接。
2.根据权利要求1所说的一种采用液压变压器的液压电梯节能控制系统，其特征在于主回路液控单向阀(4)和柱塞油缸(7)之间接有手动下降阀(5)和手动泵(6)。
全文摘要
本发明公开了一种采用液压变压器的液压电梯节能控制系统。包括变量泵/马达、定量泵/马达组成的液压变压器。它通过液压变压器这一特殊的压力一能量转换元件，从恒压网络中提取能量供给负载，作为压力变换器，它能将网络压力无节流损失地调整为压力变化范围内的任一值，从而实现能量的无损传递；变压器变压过程可逆的，既可以向负载输出能量，也可以从负载回收能量，从而实现能量的再利用；液压变压器的动态响应快，可以方便地实现实时控制；液压变压器可以做为压力放大器使用，产生较输入压力高得多的输出压力。
文档编号B66B1/04GK1439591SQ03116048
公开日2003年9月3日 申请日期2003年3月26日 优先权日2003年3月26日
发明者徐兵, 杨华勇, 欧阳小平, 刘贺 申请人:浙江大学