[发明专利]一种变量泵式液压飞轮蓄能器系统及其稳压控制方法

说明书

本发明公开了一种变量泵式液压飞轮蓄能器系统及其稳压控制方法，本发明的变量泵式液压飞轮蓄能器系统包括液压飞轮蓄能器、双向变量泵/马达、高速开关阀、溢流阀、油箱、传感器以及控制器，适用于任何需要进行能量存储的液压系统。本发明之方法是一种将临界排量与实时控制相结合的切换式稳压控制方法，在保证系统转速范围的条件下，根据“转速优先、压力恒定”的控制原则，通过控制三个高速开关阀的工作与否、离合器的通断以及变量泵的排量，实现各工作模式的切换，将蓄能系统的压力维持在设定值。

技术领域

本发明涉及蓄能系统及其控制方法领域，特别涉及一种变量泵式液压飞轮蓄能器系统及其稳压控制方法。

背景技术

液压系统中，传统蓄能器能量密度较低，难以满足大型系统的蓄能需求，且系统压力依赖于蓄能器的储能状态，影响系统的工作特性。

已有的储能装置的稳压方法(如中国实用新型申请，申请公布号：CN 202593289U，公布日：2012.12.12)是将飞轮作为储能元件，另用一个液压蓄能器来稳压，形成定压源。这种方式虽然也能够维持蓄能系统压力的恒定，但系统的质量和体积较大，不利于零部件的布置；此外，蓄能元件个数增多，系统控制困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种变量泵式液压飞轮蓄能器系统及其稳压控制方法。

本发明的变量泵式液压飞轮蓄能器系统包括液压飞轮蓄能器、双向变量泵/马达、高速开关阀、溢流阀、油箱、传感器以及控制器，适用于任何需要进行能量存储的液压系统。针对该能量存储系统存在的多种工作模式，本发明提出了一种使蓄能系统存储能量的同时维持系统压力恒定的控制方法。该方法基于变量泵的工作特性，采用将临界排量与实时控制相结合的切换式稳压控制方法，在保证系统转速范围的条件下，通过控制高速开关阀的工作与否、离合器的通断以及双向变量泵/马达的排量，实现蓄能系统的稳压控制。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.壳体内油液由于离心力作用形成的抛物面形压力分布，使液压飞轮蓄能器存储的液压能相对于同体积的传统蓄能器增加；

2.通过油液及壳体的转动将液压能转换为大量动能存储，能量存储量比同条件下传统蓄能器的能量存储量大大增加；

3.同一元件的双能量存储方式，提高了储能元件的能量密度，减小了储能元件的体积；

4.由于两种能量的相互作用关系，使液压飞轮蓄能器系统压力与蓄能系统的能量存储量解耦，维持系统压力为设定的恒定值；

附图说明

图1是本发明的结构组成与工作原理示意图。

图2是本发明的蓄能器充能模式图。

图3是本发明的转速优先充能模式图。

图4是本发明的压力恒定充能模式图。

图5是本发明的转速稳态能量维持模式图。

图6是本发明的转速优先能量维持模式图。

图7是本发明的压力恒定能量维持模式图。

图8是本发明的控制总流程图。

图9是本发明充能时的模式选择流程图。

图10是本发明能量维持时的模式选择流程图。

图中：1.液压系统，2.液压系统总控制器3.液压飞轮蓄能器系统，4.第一压力传感器，5.流量传感器，6.高速开关阀，7.液压飞轮蓄能器系统控制器，8.溢流阀，9.油箱，10.第二压力传感器，11.高速旋转接头，12.液压飞轮蓄能器，13.转速传感器，14.离合器信号放大电路，15.离合器，16.双向变量泵/马达，17.壳体，18.活塞。