[发明专利]一种掘进机电液混合动力驱动系统及控制方法

权利要求书

1.一种掘进机电液混合动力驱动系统，其特征是：主电机的一轴端通过第一联轴器与减速器连接，减速器与截割臂连接，截割臂通过花键将动力传递给截割头；主电机的另一轴端通过第二联轴器与液压泵/马达连接，液压泵/马达的进、出油口分别和液压换向回路的工作油口连接，补油电机通过第三联轴器与补油泵连接，补油泵的出油口经过第二单向阀后通过管路与液压换向回路的进油口、蓄能器的进油口、溢流阀的进油口及压力传感器的进油口连通，液压换向回路的回油口接油箱；油箱经过第一单向阀后通过管路与补油泵的进油口、二位二通电磁换向阀的进油口连接，二位二通电磁换向阀的出油口与蓄能器的进油口、溢流阀的进油口及压力传感器的进油口连通，溢流阀的出油口与油箱接通；压力传感器检测蓄能器的压力，将输出的信号传递给控制器；转速传感器检测主电机的转速，将转速信号传递给控制器和变频器；电流传感器检测主电机的电流，将电流信号传递给控制器；控制器的输出端通过导线分别与液压换向回路的控制端、变频器的控制端、补油电机的控制端、二位二通电磁换向阀的控制端连接。

2.根据权利要求1所述一种掘进机电液混合动力驱动系统，其特征是：它的控制方法是在截割头启动工作前，通过控制器向补油电机发出指令信号，使得补油电机启动工作，带动补油泵向蓄能器补充压力油，当压力传感器检测蓄能器压力到达设定值，控制器控制补油电机停止工作；

在截割头启动工作时，控制器向变频器发出指令信号，主电机开始启动；同时控制器向液压换向回路发出指令信号，使得蓄能器压力油与液压泵/马达的第一油口接通，通过液压泵/马达的第二油口与液压换向回路的回油口连通回油箱，此时液压泵/马达处于马达工作状态，马达的输出扭矩与主电机一致，辅助主电机快速启动，即驱动截割头快速启动工作；

当截割头达到稳定工作状态，转速传感器检测主电机转速达到变频器的设定值，控制器向液压换向回路发出指令信号，使得蓄能器断开与液压泵/马达的连接，蓄能器停止输出压力油，液压泵/马达的两个油口均与回油箱连通，液压泵/马达不对主电机产生任何影响；

当截割头在工作过程中遇到障碍物，产生峰值载荷，电流传感器检测到主电机的电流超过设定值，控制器向液压换向回路发出指令信号，使蓄能器压力油与液压泵/马达的第一油口接通，通过液压泵/马达的第二油口与液压换向回路的回油口连通到回油箱，液压泵/马达处于马达工作状态，马达的输出扭矩与主电机一致，辅助掘进机克服峰值载荷；

在掘进机渡过峰值载荷，电流传感器检测到主电机的电流小于设定值，控制器向液压换向回路发出指令信号，使蓄能器断开与液压泵/马达的连接，蓄能器停止输出压力油，液压泵/马达的两个油口均与回油箱连通，液压泵/马达不对主电机产生任何影响；

当截割头制动时，控制器向变频器发出指令信号，控制主电机制动减速；同时控制器向液压换向回路发出指令信号，使得液压泵/马达的第二油口与蓄能器接通，液压泵/马达的第一油口与油箱接通，液压泵/马达处于液压泵工作状态，在主电机的带动下，将油箱的油液泵入到蓄能器中，蓄能器成为主电机的负载，实现辅助主电机快速制动，截割头快速制动；在制动结束后，控制器向液压换向回路发出指令信号，使蓄能器断开与液压泵/马达的连接，停止向蓄能器补充压力油，液压泵/马达的两个油口均与回油箱连通；

通过控制器向补油电机发出指令信号，使补油电机启动工作；同时控制器向二位二通电磁换向阀发出指令，使二位电磁换向阀连通，蓄能器的高压油通过管路与补油泵的进油口连通，辅助补油泵快速启动，减小补油电机的启动功率；补油泵向蓄能器补充压力油，当压力传感器检测蓄能器压力到达设定值，控制器控制补油电机停止工作，蓄能器为下次截割头启动工作做好准备。