專利名稱：一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓控制控制系統(tǒng)及其控制方法，尤其是涉及一種液壓的閉環(huán)節(jié)能控制 系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
電液控制系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、精度高的優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用，電液控制系統(tǒng)主要有 節(jié)流控制系統(tǒng)與容積式控制系統(tǒng)兩大類。很多液壓系統(tǒng)中，尤其是在節(jié)流控制的液壓系統(tǒng)中 ，在多數(shù)時間內(nèi)負(fù)載的實際耗油量均小于油泵的供油量，造成高壓狀態(tài)下液壓油部分經(jīng)溢流 閥溢出。該溢流部分不僅沒有任何作用，而且產(chǎn)生熱量，造成液壓油發(fā)熱，使得液壓系統(tǒng)的 溫度更高，也加速了液壓油的變質(zhì)，同時造成了能源的極大浪費。為此，人們找尋了很多的 方法，試圖解決這個問題，也有一些方法達(dá)到了一些有益的效果，如變頻調(diào)整技術(shù)在液壓系 統(tǒng)中的使用使得系統(tǒng)最大限度的減少了溢流損失，效率高、節(jié)能。它的主要原理是，以變頻 器控制普通異步電機的轉(zhuǎn)速，由此帶動定量泵，通過改變電機的轉(zhuǎn)速而使泵的輸出流量發(fā)生 變化，使泵的輸出流量與系統(tǒng)要求相適應(yīng)。但是這種技術(shù)從目前的技術(shù)水平上來看，在系統(tǒng) 處于不同的工作狀態(tài)時的自動轉(zhuǎn)換上，控制系統(tǒng)處于同一工作狀態(tài)的即時調(diào)整上還是存在很 大的缺陷，同時，變頻器控制的電機加減速時間長，動態(tài)響應(yīng)速度慢，不能滿足液壓系統(tǒng)的 要求，這些都影響了液壓設(shè)備的產(chǎn)生速度、精度和自動程度。為了提高電液復(fù)合控制系統(tǒng)的 工作性能，專利號為02136174. 6的發(fā)明專利公開了一種基于變頻調(diào)速的電液復(fù)合控制系統(tǒng)及 其控制方法，它包括變頻器、電機、液壓泵、檢測反饋單元、液壓控制系統(tǒng)、能量調(diào)節(jié)單元 、控制器。由變頻器控制電機和電液控制閥對液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，而對電液控制閥，對能量 調(diào)節(jié)單元以及對變頻器控制是由統(tǒng)一的控制器來完成。該方案利用變頻器改變泵的轉(zhuǎn)速，使 泵的輸出流量與系統(tǒng)要求相適應(yīng)，減少了溢流損失，效率高、節(jié)能。但該技術(shù)方案未注意到 電機在運行過程中的反饋補償，并根據(jù)該補嘗調(diào)整電機的運行狀態(tài)。同時該技術(shù)方案也無法 作到液壓設(shè)備在不同的工作過程下對油壓的自動轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的液壓設(shè)備的溢流多、油溫高、能量損耗大，對電機的控制不精確，自動化程度不高等的技術(shù)問題，提供一種溢流少、油溫低、節(jié)能、準(zhǔn)備、自 動化程度高的油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)及其控制方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的 一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán) 控制系統(tǒng)，由控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機、驅(qū)動電源裝置、液壓油路、前向控制電路以 及反饋電路構(gòu)成，其特征在于所述的前向控制電路上順序連接著控制器、伺服驅(qū)動器、驅(qū)動 電源裝置、伺服電機，所述的伺服電機的動力輸出端與油泵相連，伺服電機的工作信號通過 反饋電路反饋給電源裝置，液壓油路內(nèi)設(shè)有一個壓力傳感器，壓力傳感器的信號電路與控制 器相連。本開環(huán)節(jié)能控制裝置是利用伺服電機不同控制模式，按設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)由控制 器根據(jù)反饋信號，主動調(diào)整控制指令控制伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器根據(jù)指令控制電源裝置向 伺服電機提供電流，伺服電機帶動油泵工作。同時伺服電機的工作狀態(tài)通過反饋電路反饋給 電源裝置，電源裝置根據(jù)反饋信號進(jìn)行電流輸出補嘗，從而達(dá)到輸出電流的即時調(diào)整。液壓 油路內(nèi)的壓力傳感器負(fù)責(zé)將液壓油路內(nèi)的油壓(油壓反應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài))信號反饋給控制 器，控制器根據(jù)反饋的信息調(diào)整工作模式或指令伺服驅(qū)動器改變伺服電機的輸入電流，從而 控制伺服電機的工作狀態(tài)。
作為優(yōu)選，所述的伺服電機工作信號的反饋電路上順序設(shè)有解碼器、濾波器。解碼器將 電機工作信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由濾波器對信號進(jìn)行選擇并傳給電源裝置。
作為優(yōu)選，驅(qū)動電源裝置與伺服電機之間設(shè)有電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器的信號電路與控 制器相連。電流的感應(yīng)器反應(yīng)了實際電流的大小，這個電流可能與系統(tǒng)希望得到的電流會有 一些誤差，而控制器可以根據(jù)實際電流的大小發(fā)出指令，由伺服驅(qū)動器對電流大小進(jìn)行調(diào)整 。系統(tǒng)一直處于一個動態(tài)調(diào)整中，有利于提高控制的精確性。
上述控制系統(tǒng)的控制方法是， 一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，它由前向控制和反饋 補償構(gòu)成，其特征在于它包括以下步驟
a. 控制器向伺服驅(qū)動器發(fā)出啟動指令；
b. 伺服驅(qū)動器控制電源裝置向伺服電機提供電流；
C.伺服電機帶動油泵工作，并將自身的工作信號通過反饋電路反饋給電源裝置，電 源裝置接受反饋電路的信號補償調(diào)整供給伺服電機的電源強度；
d.液壓油路內(nèi)的壓力傳感器將不同工作狀態(tài)的油壓信號通過信號電路反饋給控制器， 控制器通過對油壓信號判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制伺服驅(qū)動器改變電源電流強度，從而改變 伺服馬達(dá)的工作狀態(tài)。
作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動電源輸出的電流由電流感應(yīng)器通過信號電路反饋給控制器，控制器根據(jù)電流信號對伺服驅(qū)動器作出調(diào)整命令。
作為優(yōu)選，所述的伺服電機的工作信號根據(jù)系統(tǒng)不同的工作狀態(tài)分為電壓信號和力矩信 號兩種。
作為優(yōu)選，系統(tǒng)處于速度要求高的工作狀態(tài)時，伺服電機的工作信號采用電壓信號；系 統(tǒng)處于壓力要求高的工作狀態(tài)時，伺服電機的工作信號采用電壓信號。伺服電機工作時的電 壓大小能反應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速，伺服電機的工作力矩能反應(yīng)出液壓管路內(nèi)的油壓狀況。
作為優(yōu)選，所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)可分別用于擠出機、注塑機或者沖床的液壓系統(tǒng)。
本發(fā)明的帶來的有益效果是，節(jié)能效果明顯提高，可以達(dá)到30%-65%，提高速度的穩(wěn)定 性，降低油溫，延長密封件的使用周期，從而提高整機的使用壽命。操作也更加方便，生產(chǎn) 中全程自動跟蹤控制，且簡單、安全。同也還具有噪音低，控制靈活等特點。
因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理，簡單操作方便、成本低、壽命長等特點。


附圖l是本發(fā)明一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實施例方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。 實施例附圖l是本發(fā)明一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖它由控制 器、伺服驅(qū)動器、伺服電機、驅(qū)動電源裝置、液壓油路、前向控制電路以及反饋電路構(gòu)成， 前向控制電路上順序連接著控制器、伺服驅(qū)動器、驅(qū)動電源裝置、伺服電機，所述的伺服電 機的動力輸出端與油泵相連，伺服電機的工作信號通過反饋電路反饋給電源裝置，該反饋電 路上還連接有解碼器和濾波器，分別對電機的工作信號從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)之信號，然后對 數(shù)字信號進(jìn)行篩選，需要的信號反饋給電源裝置。液壓油路內(nèi)設(shè)有一個壓力傳感器，壓力傳 感器的信號電路與控制器相連。驅(qū)動電源裝置與伺服電機之間設(shè)有電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器 的信號電路與控制器相連。
上述的控制系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟
a. 控制器向伺服驅(qū)動器發(fā)出啟動指令；
b. 伺服驅(qū)動器控制電源裝置向伺服電機提供電流；
c. 伺服電機帶動油泵工作，并將自身的工作信號通過反饋電路反饋給電源裝置， 電源裝置接受反饋電路的信號補償調(diào)整供給伺服電機的電源強度；d.液壓油路內(nèi)的壓力傳感器將不同工作狀態(tài)的油壓信號通過信號電路反饋給控制 器，控制器通過對油壓信號判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制伺服驅(qū)動器改變電源電流強度，從而 改變伺服馬達(dá)的工作狀態(tài)。
在上述的控制方法的基礎(chǔ)上，驅(qū)動電源輸出的電流由電流感應(yīng)器通過信號電路反饋給控 制器，控制器根據(jù)電流信號對伺服驅(qū)動器作出調(diào)整命令。伺服電機的工作信號根據(jù)系統(tǒng)不同 的工作狀態(tài)分為電壓信號和力矩信號兩種。當(dāng)系統(tǒng)對油壓的要求高時，控制器指令伺服驅(qū)動 器通過伺服電機反饋的力矩信號進(jìn)行補償，從而控制電流；當(dāng)系統(tǒng)對速度要求高時，控制器 指令伺服驅(qū)動器通過伺服電機反饋的電壓信號進(jìn)行反饋。所以該系統(tǒng)可以滿足液壓設(shè)備不同 工作狀態(tài)的需求。
本發(fā)明的技術(shù)方案適合于擠出機、注塑機或者沖床等多種設(shè)備的液壓系統(tǒng)，具有節(jié)能效 果明顯提高，可以達(dá)到30%-65%，提高速度的穩(wěn)定性，降低油溫，延長密封件的使用周期， 從而提高整機的使用壽命。操作也更加方便，生產(chǎn)中全程自動跟蹤控制，且簡單、安全。同 也還具有噪音低，控制靈活等特點。
權(quán)利要求
1.一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)，由控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機、驅(qū)動電源裝置、液壓油路、前向控制電路以及反饋電路構(gòu)成，其特征在于所述的前向控制電路上順序連接著控制器、伺服驅(qū)動器、驅(qū)動電源裝置、伺服電機，所述的伺服電機的動力輸出端與油泵相連，伺服電機的工作信號通過反饋電路反饋給電源裝置，液壓油路內(nèi)設(shè)有一個壓力傳感器，壓力傳感器的信號電路與控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征 在于所述的伺服電機工作信號的反饋電路上順序設(shè)有解碼器、濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制系統(tǒng)，其 特征在于所述的驅(qū)動電源裝置與伺服電機之間設(shè)有電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器的信號電路與控 制器相連。
4. 一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，它由前向控制和反饋補償構(gòu) 成，其特征在于它包括以下步驟a. 控制器向伺服驅(qū)動器發(fā)出啟動指令；b. 伺服驅(qū)動器控制電源裝置向伺服電機提供電流；c. 伺服電機帶動油泵工作，并將自身的工作信號通過反饋電路反饋給電源裝置， 電源裝置接受反饋電路的信號補償調(diào)整供給伺服電機的電源強度；d. 液壓油路內(nèi)的壓力傳感器將不同工作狀態(tài)的油壓信號通過信號電路反饋給控制 器，控制器通過對油壓信號判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制伺服驅(qū)動器改變電源電流強度，從而 改變伺服馬達(dá)的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，其特征在于所述的驅(qū)動電源輸出的電流由電流感應(yīng)器通過信號電路反饋給控制器，控制器根據(jù)電流 信號對伺服驅(qū)動器作出調(diào)整命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，其 特征在于所述的伺服電機的工作信號根據(jù)系統(tǒng)不同的工作狀態(tài)分為電壓信號和力矩信號兩種
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，其特征 在于系統(tǒng)處于速度要求高的工作狀態(tài)時，伺服電機的工作信號采用電壓信號；系統(tǒng)處于壓力 要求高的工作狀態(tài)時，伺服電機的工作信號采用電壓信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，其 特征在于所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)可分別用于擠出機、注塑機或者沖床的液壓系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，其特征 在于所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)可分別用于擠出機、注塑機或者沖床的液壓系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種油電復(fù)合節(jié)能型閉環(huán)控制方法，其特 征在于所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)可分別用于擠出機、注塑機或者沖床的液壓系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓控制控制系統(tǒng)及其控制方法，尤其是涉及一種液壓的閉環(huán)節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法。它由控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機、驅(qū)動電源裝置、液壓油路、前向控制電路以及反饋電路構(gòu)成，前向控制電路上順序連接著控制器、伺服驅(qū)動器、驅(qū)動電源裝置、伺服電機，所述的伺服電機的動力輸出端與油泵相連，伺服電機的工作信號通過反饋電路反饋給電源裝置，液壓油路內(nèi)設(shè)有一個壓力傳感器，壓力傳感器的信號電路與控制器相連。本發(fā)明具有節(jié)能效果明顯提高，提高速度的穩(wěn)定性，降低油溫，延長密封件的使用周期，從而提高整機的使用壽命等作用。
文檔編號F15B21/08GK101408211SQ20081030460
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者何萬三 申請人:寧波弘訊科技有限公司