[發明專利]挖掘機回轉制動能量回收控制方法

有效

• 申請號: 201410087883.4
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103882901A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 何清華;劉昌盛;張大慶;唐中勇;龔俊
• 申請（專利權）人: 山河智能裝備股份有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

1.一種挖掘機回轉制動能量回收控制方法，其特征在于，采用挖掘機能量回收系統，所述挖掘機能量回收系統包括發動機（1）、液壓泵（3）、多路閥（4）、臂油缸（8）、回轉馬達（5）和整機控制器（14），驅動電機（2）與所述的液壓泵（3）傳動連接；所述的動臂油缸（8）的無桿腔油口與所述的多路閥之間設有第一電磁換向閥（9），所述的第一電磁換向閥（9）出口連接回收液壓馬達（11）的入口；所述的回收液壓馬達（11）與具有發電功能的回收電機（10）傳動連接，所述的驅動電機（2）和所述的具有發電功能的回收電機（10）通過電機控制器（12）與電儲能元件（13）電相連，所述回轉馬達（5）的進油口與出油口之間并聯有單向閥（6），單向閥（6）后連接第一電磁閥（7），第一電磁閥（7）與回收液壓馬達（11）油路相連；所述的回轉馬達（5）并聯有單向閥（6）；

控制方法包括以下步驟：

步驟1：設定電儲能元件正常工作時電荷狀態SOC的上限SOC_max與下限SOC_min；；

步驟2：挖掘機上車回轉平臺進入回轉工況，檢測電儲能元件SOC值，當SOC<SOC_max時，進入步驟3；否則，重復步驟2；

步驟3：利用整機控制器（14）通過壓力傳感器采集回轉先導手柄輸出的先導壓力，當回轉先導手柄輸出的先導壓力在設定的ΔT時間內呈遞增變化時，啟動具有發電功能的電機(10)，并使具有發電功能的回收電機（10）的轉速穩定在設定的第一轉速，進入步驟4，否則，返回步驟2；

步驟4：當回轉先導手柄輸出的先導壓力在設定的ΔT時間內呈遞減變化時，第一電磁換向閥（9）開啟，挖掘機能量回收系統開始進行能量回收，進入步驟5，否則，重復步驟4；

步驟5：整車控制器發出指令由電機控制器向具有發電功能的回收電機（10）施加方向轉矩信號，通過與回收電機同軸相聯的回收馬達作用于回轉馬達，完成上車回轉平臺制動，同時具有發電功能的回收電機（10）向電儲能元件充電，完成發電儲存的回轉制動能量回收，返回步驟2。

2.根據權利要求1所述的挖掘機回轉制動能量回收控制方法，其特征在于，所述電儲能元件正常工作時電荷狀態SOC的上限SOC_max與下限SOC_min分別為0.4和0.8。

3.根據權利要求2所述的挖掘機回轉制動能量回收控制方法，其特征在于，用于判斷回轉先導手柄輸出的先導壓力在設定的時間ΔT變化情況的時間ΔT為10ms-20ms。

4.根據權利要求1-3任一項所述的挖掘機回轉制動能量回收控制方法，其特征在于，所述電儲能元件為超級電容。

5.根據權利要求4所述的挖掘機回轉制動能量回收控制方法，其特征在于，所述步驟5中整車控制器發出指令由電機控制器向具有發電功能的回收電機（10）施加方向轉矩信號T_m是按照以下公式進行計算獲得：

Tm=P·Vr2π(1+JrVrJsVs)+JrVrJsVsTfs-Tfr]]>

其中，P為制動過程中回轉馬達制動口的壓力，通過壓力傳感器采集獲得；V_s為回轉馬達的額定排量；V_r為回收馬達的額定排量；J_s為上車回轉作用在回轉馬達上的轉動慣量；J_r為回收馬達及電機作用在回收馬達上的轉動慣量；T_fs為制動過程中上車回轉平臺作用在回轉馬達上的阻力矩；T_fr為制動過程中回收馬達和回收電機作用在回收馬達上的阻力矩；Q_s為制動過程中回轉馬達的額定輸出流量；Q_r為制動過程中回收馬達的額定輸入流量；ω_s為回轉馬達的額定角速度；ω_r為回收馬達的額定角速度。