[实用新型]一种基于变频技术的泵阀联控液压舵机装置

说明书

技术领域

本实用新型属于船舶控制技术领域，具体涉及一种基于变频技术的泵阀联控液压舵机装置。

背景技术

目前船舶舵机系统主要为液压系统，液压系统以其功率密度大、操纵能力强、工作可靠性好在船舶领域中受到了广泛的好评。在船舶航行过程中，为了保证船舶安全,船舶舵机始终处于运行状态,以应对船舶操纵的要求。

但在航程的大部分时间里,舵机都是处于空载运行的状态,虽然此时液压系统处于卸载状态,但电机、泵等却仍高速运转,存在一定的功率消耗，且设备磨损加快，使用寿命降低，系统总体效率不高。变频液压泵调速从源头上解决功率匹配问题，通过调节系统运行的参数控制电机转速，避免了电机和液压泵的高速连续运转，能够有效地降低系统噪声和机件磨损，提高系统使用寿命和可靠性，减少液压系统能量损失。与阀控系统相比，变频液压泵控系统存在动态响应慢，不能适应船舶舵机快速操纵的要求，特别是在港内机动航行时矛盾更为突出。

综合目前船舶舵机为液压系统，根据调速原理不同主要有泵控液压舵机和阀控液压舵机两种形式。

1.泵控液压舵机的缺点：

(1)即使无转舵操作，只要船舶航行舵机必须运转，效率低，能耗高；

(2)由于电机和泵长期处于高速运转状态，噪声大，磨损大，寿命较短；

(3)为了达到较精确调速目的，伺服机构复杂；

2.阀控液压舵机的缺点：

(1)冲击大；

(2)效率低。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种减少船舶航行中的操舵能量损失，提高操舵响应时间，延长舵机寿命的基于变频技术的泵阀联控液压舵机装置。

技术方案：本实用新型所述的一种基于变频技术的泵阀联控液压舵机装置，包括泵控液压回路和阀控液压回路，所述泵控液压回路是由变频液压泵、单向阀和双向溢流阀构成的液压回路，所述变频液压泵连接有变频电机；所述阀控液压回路是由电液换向阀、低压溢流阀、负荷阀、溢流阀和辅助油泵构成的液压回路，所述辅助油泵还连接有辅助电机和油箱；所述泵控液压回路和阀控液压回路并联连接，所述泵控液压回路和阀控液压回路并联连接后通过手动隔离阀连接有拨叉式转舵机构组，所述拨叉式转舵机构组连接有舵叶，所述舵叶通过舵角反馈装置与初始输入舵角端连接。

进一步的，还包括控制器，所述控制器分别与所述变频电机以及各电磁阀相互通讯连接。

进一步的，所述变频电机连接有变频器，所述变频器采用矢量变频方式实现对变频电机的调速。

进一步的，所述油箱内还设有浮球液位计和温度控制器。

进一步的，所述泵控液压回路还连接有高置油柜，高置油柜内还设有浮球液位计。

进一步的，所述拨叉式转舵机构组上还设有压力表。

进一步的，还包括储能器。

有益效果：本实用新型采用的泵阀联控变频液压舵机系统的开发较好地解决了节能和快响应之间的矛盾，这对于提高和改善当前船舶舵机工作性能具有重要的理论研究和实际应用价值，也能够进一步推动现代船舶高效经济安全航行。且本实用新型还具有如下有益效果：

(1)变频舵机仅在操舵时工作，效率提高，能耗大幅度降低(至少减低50％)；

(2)采用变频电机，噪声小，磨损降低，寿命延长一倍；

(3)采用变频泵控和阀控结合，操舵响应提高，操舵速度至少提高30％；

(4)通过参数匹配可广泛应用于各类航区船舶；

(7)该技术填补了国内变频舵机技术的空白；

该技术实现方便，能耗低，使用寿命长，具有较强的实用性，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型的整体控制结构框图；

图2为本实用新型的泵阀联控液压舵机装置液压原理图；

图3为本实用新型的泵阀联控变频液压舵机系统的传递函数方框图；

图4为本实用新型的泵阀联控、阀控和泵控变频液压舵机系统舵机转角输出曲线图；

图5为本实用新型的泵阀不同流量占比的舵角响应曲线图。

具体实施方式