[发明专利]步进式机构的传动系统及其能量回收系统

说明书

本发明公开了一种能量回收系统，包括液压动力单元、变频驱动单元及能量回收装置。液压动力单元包括调速电机及液压泵，调速电机与液压泵连接。变频驱动单元与调速电机连接，能量回收装置与变频驱动单元连接。变频驱动单元控制调速电机驱动液压泵运转，对液压执行元件进行容积调速控制，驱动液压执行元件动作，从而自动匹配不同工况下的负载重量，避免节流损失达到节能的效果，控制和结构简单。液压执行元件下降或者制动时，液压执行元件驱动所述调速电机处于发电状态，使液压执行元件的势能和/或动能转化为电能，经所述变频驱动单元输送至所述能量回收装置再利用。本发明还公开了一种步进式机构的传动系统，包括上述能量回收系统。

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，具体涉及一种步进式机构的传动系统及其能量回收系统。

背景技术

步进式机构在冶金领域有着较为广泛的应用，常见的有步进式加热炉、步进式运输梁、步进式冷床等等。以步进式加热炉为例进行说明，此步进式机构由升降液压缸、平移液压缸组成的传动系统，主要用于加热炉中提升与平移钢坯，让钢坯在加热炉中受热均匀。步进式炉底机械的升降液压缸在工作过程中，要周而复始的提升与放下几百吨甚至上千吨的重量，被提升后的物体在下降过程中具有很大的重力势能；平移液压缸同样也驱动几百吨的钢坯与设备动作，在制动环节有较大的动能。

这些能量在现有的传动方式里都以节流调速的方式发热浪费掉，不仅于此，还带来了冷却等其他的能耗。此外，现有的步进式机构液压传动系统采用的都是恒压变量的动力源，不管提升重物的多少其压力都是为最大重物而准备的，同样也存在较大的空载能源浪费。

已有的工程实际中有少量用蓄能器回收下降势能再利用的，其方式主要就是采用特殊结构的液压缸或者是另外增加一个平衡缸来实现，这种方法问题在于：

1、需要增加了步进式机构的设备，且其结构相对复杂，对土建与机械机构有要求，不利于已有设备的改造；

2、为了匹配不同工况下的负载重量，其控制与调试很麻烦；

3、采用的还是阀控节流调速的控制原理，无法消除大量的液压节流损失；

4、基于恒压变量泵的动力源，存在较大空载、低负荷工况，必然存在能源浪费；

5、液压蓄能器组回收能源再利用，需要的蓄能器组占用空间大，且蓄能器的使用维护困难。

目前为止市面上还没有对步进式机构平移的动能进行回收再利用的技术方案。

此外，专利CN108383039A公开了一种节能型步进式升降机构液压控制系统，通过蓄能器组能量回收再利用与伺服电机+闭式变量泵的控制方案可以有很好的节能效果，但由于负载的变化使得蓄能器的压力匹配比较困难，当存在高低压切换的过程使得运动的稳定控制较为困难，其次蓄能器的维护困难和使用寿命有限等同样都是使用过程中存在的问题，蓄能器组的使用也同样还有安装空间的要求。此外该专利为全闭式传动系统，油液的温度与清洁度控制会更加难以控制。而且该专利也只有对机构的升降液压缸进行了控制，没有解决同一运动环节中的平移传动问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种节能效果好、控制简单和结构简单的步进式机构的传动系统及其能量回收系统。

一种能量回收系统，包括：

液压动力单元，包括调速电机及液压泵，所述调速电机与所述液压泵连接；

变频驱动单元，与所述调速电机连接；

能量回收装置，与所述变频驱动单元连接；

其中，所述变频驱动单元控制所述调速电机驱动所述液压泵运转，驱动液压执行元件动作；液压执行元件下降或者制动时，液压执行元件驱动所述调速电机处于发电状态，使液压执行元件的势能和/或动能转化为电能，经所述变频驱动单元输送至所述能量回收装置再利用。