[发明专利]用于起重机变幅机构的电动机驱动液压系统及其作用方法

说明书

用于起重机变幅机构的电动机驱动液压系统及其作用方法，属于工程机械领域。包括电驱动装置和液压装置。蓄电池给控制器供电，控制器调节电动机的转动方向和转速，电动机驱动液压马达，当液压马达反拖电动机时，电驱动装置能实现反拖发电能量回收。在变幅上升时，电动机正转驱动马达，输出压力油供给液压缸无杆腔，活塞杆伸出，此过程中电能转换为重力势能。在变幅下降时，电动机反转，液压缸无杆腔的压力油通过液压马达驱动电动机，电动机处于反拖发电工况，产生的电能储存到蓄电池中，在变幅上升时能量可以重新被利用。本发明将变幅下降时起重臂和吊重的重力势能加以回收利用，能够显著降低能耗、提高系统效率、减少发热。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，主要应用于汽车起重机、集装箱正面吊和高空作业车等起重机械的臂杆液压缸变幅机构，也适用于集装箱堆高机等起重机械的液压缸驱动起升机构，以电驱动装置为液压系统动力源，实现变幅升降动作及下降过程中的能量回收和再利用。

背景技术

汽车起重机、集装箱正面吊等起重机械作业过程中，需要改变工作幅度，通常通过液压缸的活塞杆伸缩改变起重臂的仰角实现。

液压缸为单出杆双作用活塞缸，液压回路调速方式通常为开式泵控容积调速、开式阀控节流调速或开式阀控容积节流调速回路，在液压缸的无杆腔接有平衡阀或节流阀。

在变幅机构工作时，对于泵和主阀，开式泵控容积调速无溢流损失、无节流损失，开式阀控节流调速有溢流损失、有节流损失，开式阀控容积节流调速回路无溢流损失、有节流损失。

当变幅下降时，无杆腔的压力油液通过平衡阀或节流阀回油箱，臂杆和起吊物的重力势能转换为节流阀口处的油液发热，最终通过油箱散热释放。当采用平衡阀时，为了打开平衡阀和使下降速度稳定可控，泵还需提供决定下降速度的流量且约3Mpa压力的油液进入有杆腔，这部分液压功率也通过散热释放。

为了最大限度地降低变幅机构的能耗，减少发热，提高系统效率，应采用容积调速避免泵溢流损失和主阀节流损失，并且将变幅下降过程中的重力势能加以回收利用。已公开的能量回收技术通常采用液压蓄能器，液压回路复杂，体积大，回收效率低，能量储存量受限，能量再利用难度大。

另一方面，常规的移动起重机通常采用柴油发动机驱动液压泵。柴油发动机体积大、效率低、噪音大、排放污染大，不符合节能减排的环保大趋势。

发明内容

为实现起重机作业的节能减排，本发明提供了一种电动机驱动的液压系统，实现变幅升降动作及下降过程中的能量回收和再利用。

本发明采用的技术方案是：

用于起重机变幅机构的电动机驱动液压系统，所述的电动机驱动液压系统包括电驱动装置和液压装置。

电驱动装置包括依次相连的蓄电池1、控制器2和电动机3。蓄电池1储存高压直流电能，给控制器2供电，控制器2连接电动机3，并且控制电动机3的启动、停止、转动方向及调速。当电动机3驱动外负载时，电动机3对外做功，电能转换为液压能及机械能；当外负载反拖驱动电动机3时，机械能及液压能转换为电能，电动机3处于发电状态，所发电能通过控制器2回馈到蓄电池1进行充电和能量回收。进一步的，电动机3的轴与液压马达4的轴相连接，电动机3驱动液压马达4时输出能量，当液压马达4反拖驱动电动机3时，电动机3发电储存至蓄电池1实现能量回收。