[發明專利]一種可調多功能流通試驗槽平臺

有效

• 申請號: 201210574213.6
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104196080A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 權龍;郝惠敏;黃家海;武兵;韓曉紅
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22;F15B21/14
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

1.變轉速容積直驅純電液壓挖掘機驅動及能量回收系統，包括動臂液壓缸 (1)、斗桿液壓缸(2)、鏟斗液壓缸(3)、回轉馬達(4)、左行走馬達(5)、 右行走馬達(6)、共用直流母線(7)、總電源開關(8)、整流器(9)、平滑電 容(10)、DC-DC變換器(11)和蓄電池(12)，其特征在于：它還包括驅動控 制回路；所述驅動控制回路包括A動力源(13)、B動力源(14)、C動力源(15)、 動臂缸控制閥組(16)、斗桿缸控制閥組(17)、回轉馬達控制閥組(18)、鏟斗 控制閥(20)、回轉控制閥(21)、左行走控制閥(22)、右行走控制閥(23)、 第Ⅰ—第Ⅷ兩位兩通閥(24～31)、第Ⅰ和第Ⅱ兩位三通閥(32、33)、第Ⅰ和第 Ⅱ蓄能器(34、35)；所述A、B和C動力源均包括液壓泵(40)、電動發電機 (39)及逆變器(38)，逆變器的輸入端與直流母線連接，逆變器的輸出端連接 所驅動電動發電機，電動發電機連接所驅動液壓泵；所述動臂缸控制閥組、斗 桿缸控制閥組及回轉馬達控制閥組均由A、B、C和D兩位兩通閥組成，A兩位 兩通閥和D兩位兩通閥的一個油口均與油箱連接，另一個油口分別與B兩位兩 通閥的一個油口和C兩位兩通閥的一個油口連通，B兩位兩通閥的另一個油口 與C兩位兩通閥的另一個油口連通，從A、B兩位兩通閥連接的管路上引出一 條油路分別與動臂液壓缸的有桿腔、斗桿液壓缸的有桿腔及回轉馬達的第一油 口連接；從C、D兩位兩通閥連接的管路上引出一條油路分別與動臂液壓缸的無 桿腔、斗桿液壓缸的無桿腔及回轉馬達的第二油口連接；

所述的A動力源中液壓泵的第一工作油口連接第Ⅰ兩位三通閥的第一油 口，第Ⅰ兩位三通閥的第二和第三油口分別連接第Ⅰ蓄能器和油箱；A動力源 中液壓泵的第二工作油口與左行走控制閥的第一油口、鏟斗控制閥的第一油口、 動臂缸控制閥組中B兩位兩通閥和C兩位兩通閥連接的管路以及第Ⅳ、第Ⅴ兩 位兩通閥的第一油口連接；

所述的B動力源中液壓泵的進油口與油箱連接，其出油口與第Ⅴ兩位兩通 閥的第二油口連接；同時，B動力源中液壓泵的出油口與斗桿缸控制閥組和回轉 馬達控制閥組中B兩位兩通閥和C兩位兩通閥連接的管路以及右行走控制閥的 第一油口連接，還與第Ⅵ兩位兩通閥的第一油口相連；B動力源中液壓泵的出油 口還通過第Ⅶ兩位兩通閥與第Ⅱ蓄能器連接；

所述的C動力源中液壓泵的第一工作油口連接第Ⅱ兩位三通閥的第一油 口，第Ⅱ兩位三通閥的第二和第三油口分別連接第Ⅱ蓄能器和油箱；C動力源中 液壓泵的第二工作油口與第Ⅵ兩位兩通閥的第二油口相連，還與第Ⅰ兩位兩通 閥、第Ⅱ兩位兩通閥的第二油口以及回轉控制閥的第一油口相連；同時，C動力 源中液壓泵的第二工作油口分別通過第Ⅷ兩位兩通閥和第Ⅳ兩位兩通閥與第Ⅱ 蓄能器和A動力源中液壓泵的第二工作油口連接；第Ⅰ兩位兩通閥和第Ⅱ兩位 兩通閥的第一油口分別與動臂液壓缸和斗桿液壓缸的有桿腔連通；

所述回轉控制閥的第二和第三油口分別與回轉馬達的兩個油口連接；所述 的左行走馬達、右行走馬達的工作油口分別與左行走控制閥和右行走控制閥連 接；所述第Ⅲ兩位兩通閥的第一工作油口與斗桿液壓缸的無桿腔連接，第Ⅲ兩 位兩通閥的第二工作油口與第Ⅱ兩位兩通閥的第一工作油口連接；

所述的動臂液壓缸、斗桿液壓缸和回轉馬達的控制回路均為容腔獨立的變 轉速泵控容積直驅回路，所述的A動力源為左行走馬達、鏟斗液壓缸和動臂液 壓缸供油；所述的B動力源為斗桿液壓缸、回轉馬達和右行走馬達供油；通過 控制第Ⅳ、第Ⅴ、第Ⅵ兩位兩通閥的通斷，所述的C動力源可以為左行走馬達、 鏟斗液壓缸、動臂液壓缸、斗桿液壓缸、回轉馬達及右行走馬達供油；

所述的A、B和C動力源冗余控制為：所述動臂液壓缸的有桿腔和無桿腔 兩腔可分別由A動力源或C動力源或A、C動力源的組合和B動力源或C動力 源或B、C動力源的組合控制；所述斗桿液壓缸的有桿腔和無桿腔兩腔可分別由 B動力源或C動力源或B、C動力源的組合和B動力源或C動力源或B、C動 力源的組合控制；通過調節第Ⅲ兩位兩通閥的通斷，斗桿液壓缸的有桿腔和無 桿腔中的油液可以直接連通；

所述的動臂液壓缸、斗桿液壓缸和回轉馬達的控制回路也是主被動復合能 量回收回路，當第Ⅰ和第Ⅱ蓄能器內壓力低于蓄能器設定的最低值時，所述動 臂液壓缸、斗桿液壓缸的勢能和回轉馬達制動的動能通過接通第Ⅳ-第Ⅷ兩位兩 通閥存入第Ⅰ或第Ⅱ蓄能器內；當第Ⅰ和第Ⅱ蓄能器內壓力達到蓄能器設定的 最高值時，動臂液壓缸、斗桿液壓缸的勢能和回轉馬達制動的動能經過電動發 電機轉化為電能存入直流母線；向第Ⅰ或第Ⅱ蓄能器、直流母線中儲能也可以 同時進行；系統能量在蓄能器、直流母線、電動發電機之間傳遞、轉換，也可 通過控制A、B或C動力源驅動負載；

所述的A、B和C動力源能量回收的冗余控制為：當電動發電機回收能量 時為發電機，A動力源、B動力源及C動力源可以單獨，也可以任意組合實現 動臂液壓缸、斗桿液壓缸勢能和回轉馬達制動動能的能量回收。