[发明专利]高效势能回收系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高效势能回收系统，包括油箱、液压油泵/马达、电机、电源组件、可控单(换)向阀、液压油缸、控制器，所述控制器一侧与电源组件电连接，所述控制器另一侧与电机电连接，所述电机与液压油泵/马达相连接，所述液压油泵/马达一侧与油箱连通，所述液压油泵/马达另一侧通过可控单(换)向阀与所述液压油缸连通；所述控制器通过控制电机来控制系统升降运动。本系统通过控制器直接控制电机实现系统的升降运动，同时能够在符合条件的下降过程中进行势能回收，在不需要平衡压力的情况下也可以避免速差的问题，降低了系统的成本，提高了势能回收的效率而且提高了设备的实用性能。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及能量回收系统，尤其是涉及高效势能回收系统及其控制方法。

背景技术

机械设备中工业车辆(叉车)、挖掘机、装载机、堆高机、高空作业平台等众多起升设备都会利用液压系统驱动其升降部件升降，这些设备都可以利用该液压系统回收升降部件的重力势能，并将该重力势能转换为电能进行储存。

专利号为201911373009.6的中国发明专利，公开了一种高效势能回收系统及其控制方法，包括油箱、第一电源、第一电机、马达、举升油缸和控制器，第一电源为蓄电池，第一电机能够在电动机模式与发电机模式之间转换，举升油缸用于带动升降部件升降；蓄电池与第一电机电连接，第一电机与马达相连接，马达的第一接口与举升油缸通过阀门组件连通，马达的第二接口与油箱连通；阀门组件与举升油缸之间安装有第一压力传感器，马达与阀门组件之间安装有第二压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、阀门组件和第一电机均与控制器电连接。

上述技术方案通过第一压力传感器和第二压力传感器感测阀门组件上下两侧的压力差，在势能回收之前，需要通过控制，使得阀门组件上下两侧的压力达到一个平衡，以防止出现速差的问题(即阀门组件两侧油液压力相差太大造成的升降部件失速现象)，因此上述技术方案中的第一电机由停机状态切入发电机模式之前，需要先进入电动机模式，并等待一段时间，等到第一压力传感器和第二压力传感器的压力值相等时才能开始势能回收，工作效率有待提高，且设备结构和控制逻辑都相对复杂；并且平衡压力的过程需要消耗能量，这将影响能量回收效率。

此外，为了减小平衡压力过程所消耗的能量，该技术方案还提到一套替代/优选方案，通过增加第二电机、第二电源、泵(泵的排量小于马达的排量)和单向阀，来实现压力的平衡进而避免速差的产生，但是，排量变小意味着平衡压力的过程需要更长时间，而且设备结构将会进一步的复杂化，进而导致设备成本较高，实用性有待提高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种高效势能回收系统及其控制方法，不仅结构简单而且克服了现有的技术偏见，通过控制器直接控制电机实现系统的升降运动，同时能够在符合条件的下降过程中进行势能回收，在不需要平衡压力的情况下也可以避免速差的问题，降低了系统的成本，提高了势能回收的效率而且提高了设备的实用性能。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本系统包括油箱、液压油泵/马达、电机、电源组件、可控单(换)向阀、液压油缸、控制器，其特征在于，所述控制器一侧与电源组件电连接，所述控制器另一侧与电机电连接，所述电机与液压油泵/马达相连接，所述液压油泵/马达一侧与油箱连通，所述液压油泵/马达另一侧通过可控单(换)向阀与所述液压油缸连通；

所述电机能够在电动机和发电机模式之间切换；

所述液压油泵/马达能够在油泵和马达模式之间切换；

所述控制器通过控制电机正转运行或反转运行进而控制与液压油缸相连的升降部件作上升运动或者下降运动；

当所述的控制器控制电机转速为零或处于停机状态时，所述的升降部件为悬停状态。

作为优选，所述的控制器能够通过控制电机的正/反转动速度，进而控制升降部件上升运动或下降运动时的速度。

作为优选，所述控制器能够控制电机实现无级调速。