[发明专利]液压系统能量匹配控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压系统控制方法，特别是涉及一种液压系统能量匹配控制，用于实现了液压系统负载需求与能量输入的匹配。

背景技术

伴随发电设备、大型飞机、船舶、军机、航天和车辆的快速发展，公称压力在800吨至数万吨的液压设备不断出现，总装机功率高达几百千瓦已屡见不鲜。液压系统工作过程具有瞬间高载的特点，工作周期内负载变化差异大，导致液压系统长期工作在低效率阶段，大量能量在溢流或节流中耗散殆尽，能量损失严重。在定量泵的液压系统中，据统计由高压节流造成的能量损失高达36％～68％，如何大幅推进这类产品的低碳化转型成为装备制造企业面临的迫切问题。

为解决液压系统效率低下的问题，目前所采取单一变量泵法一定程度上实现了泵的输出功率和负载需求功率的匹配问题，但是由于电机仍维持定高速运转，匹配可调空间有限，造成系统流量低时，电机损耗无法控制。或是采用单一变频电机驱动定量泵法，避免了“大马拉小车”的现象，但是当电机慢速运转时，难以满足系统控制精度要求；

变频电机驱动比例变量泵法能更好的根据工作载荷的变化或人为的要求改变电机的输出功率，但所涉及的现有技术仍存在系统稳定性问题，而且在能量匹配过程是只以流量实现为目标，而忽略了电机自身效率提高的问题。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种液压系统能量匹配控制方法，可实现液压系统的负载需求与能量输入相匹配，并最大程度保证电机工作在高效阶段，提高了液压系统的能量利用率。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明液压系统能量匹配控制方法，所述液压系统包括变频电机和由所述变频电机驱动的比例变量泵，其特点是所述能量匹配控制方法按如下过程进行：

步骤a、根据液压设备主机工作方式与工件成形工艺特征制定液压系统的时间与流量关系曲线，以及时间与压力关系曲线；对所述变频电机进行效率测试，建立所述变频电机在各级工作频率下的效率与负载特性曲线；

步骤b、根据所述液压系统的时间与流量关系曲线和时间与压力关系曲线，获取t时刻的负载率β_t和流量需求Q_t；查询系统数据库是否存在负载率β_t和流量需求Q_t对应下的原始最佳频率f_t'和原始斜盘倾斜角γ_t'；

若存在，则将所述系统数据库中的原始最佳频率f_t'和原始斜盘倾斜角γ_t'分别作为实际最佳频率f_t″和实际斜盘倾斜角γ_t″，即有：f_t″＝f_t'，γ_t″＝γ_t'；

若不存在，则根据所述变频电机的效率与负载特性曲线，以所述变频电机效率最高与流量需求Q_t可实现性为判断准则，计算获取所述负载率β_t和流量需求Q_t对应的理论最佳频率f_t；根据所述流量需求Q_t和所述理论最佳频率f_t，计算获取所述负载率β_t和流量需求Q_t对应的所述比例变量泵的理论斜盘倾斜角γ_t；将所述理论最佳频率f_t同时作为原始最佳频率f_t'和实际最佳频率f_t″，将所述理论斜盘倾斜角γ_t同时作为原始斜盘倾斜角γ_t'和实际斜盘倾斜角γ_t″，并存入系统数据库中，即有f_t″＝f_t'＝f_t，γ_t″＝γ_t'＝γ_t；

步骤c、通过变频器的控制使所述变频电机在t时刻的工作频率为实际最佳频率f_t″，通过变量机构控制使所述比例变量泵在t时刻的斜盘倾斜角为所述实际斜盘倾斜角γ_t″；检测获得所述比例变量泵在t时刻的流量输出的测量值Q_测，根据系统设定的精度给定容差度ε₁，判断式(1)是否成立

|Q_t-Q_测|≤ε₁     (1)