[發明專利]動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710698411.6
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107482840B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 權龍;穆曉鵬;權仲翊;夏連鵬
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02J7/34
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

本發明公開了一種動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統及其控制方法，該系統由動勢能儲運回路輔助電動機共同驅動負載，主電動機制動時將能量儲存入超級電容，以備后用。本發明公開的動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統具有減小電動機體積、降低電動機的裝機功率、提高電動機的工作效率、降低電動機工作過程中的能量損耗等優勢。

技術領域

本發明屬液壓驅動領域，具體涉及一種動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統及其控制方法。

背景技術

電動機是目前工業領域應用最為廣泛的動力源之一，為了達到節能減排的目的，一般采用變頻技術調節電動機轉速，使電動機的輸出功率與負載需求一致。為了滿足某些應用場合下的大功率需求，電動機的體積需要很大，其在機器中的合理布置就變得極為困難，甚至無法布置，并且，許多應用場合要求電動機處于低速大扭矩運行工況，受目前電動機輸出扭矩的制約，必須附加減速器才能實現這一功能，這就使得電動機整體的體積進一步增大。除此之外，當前電動機驅動系統存在著啟動電流大、發熱嚴重等問題，尤其是在負載減速制動過程中，電動機工作在發電動機狀態，通常采用設置制動電阻的方式，將慣性負載減速制動過程中的動能轉化為熱能消耗掉，這樣會造成較大的能耗并引起電動機發熱。為滿足短時間的峰值功率需求，需按照最大的啟動負載來配置電動機裝機功率，使電動機長時間工作在低效率工作區域，造成較大的能量損耗，過大的啟動電流也會對電網產生沖擊和影響。為了回收利用電動機制動過程中的動能，現有的方法是：通過逆變器將電動機制動過程中發出的電能回饋到主電網，但這種方法會對電網電壓產生沖擊并引起大的波動，影響其他用電設備安全運行。

發明內容

針對現有電動機驅動存在的上述技術問題，本發明提供一種動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統及其控制方法。該復合驅動系統由動勢能儲運回路與電動機共同驅動，具有減小電動機體積、降低電動機的裝機功率、提高電動機的工作效率、降低電動機工作過程中的能量損耗等優勢。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統，它包括動勢能儲運回路、主電動機、第I變頻器、控制器、電磁離合器、減速器、雙向DC-DC變換器、超級電容器組、轉速傳感器、電流互感器和慣性負載，所述主電動機的第一輸出軸與減速器的輸入軸通過電磁離合器連接，減速器的輸出軸與慣性負載連接，第I變頻器的輸入端和輸出端分別與控制器和主電動機連接，第I變頻器的直流母線與雙向DC-DC變換器的一端連接，雙向DC-DC變換器的另一端連接到超級電容器組，雙向DC-DC變換器的控制端與控制器連接；轉速傳感器與主電動機的第二輸出軸連接，其輸出信號輸入控制器，電流互感器設在第I變頻器與主電動機連接的電源線上，其檢測信號端與控制器連接；

所述動勢能儲運回路由電比例四象限液壓泵/馬達、恒壓變量液壓泵、液壓泵驅動電動機、第II變頻器、安全閥、油箱、二位二通電磁閥、液壓蓄能器、壓力傳感器和位移傳感器組成；所述電比例四象限液壓泵/馬達的驅動軸通過電磁離合器與主電動機的第二輸出軸連接，電比例四象限液壓泵/馬達的第一油口P₁、恒壓變量液壓泵的出油口和安全閥的進油口與二位二通電磁閥的A油口通過液壓管路連接；二位二通電磁閥的B油口和壓力傳感器與液壓蓄能器連接，壓力傳感器的輸出信號輸入控制器；電比例四象限液壓泵/馬達的第二油口P₂、恒壓變量液壓泵的進油口和安全閥的出油口均與油箱連通；位移傳感器與電比例四象限液壓泵/馬達的變量活塞連接檢測其擺角變化，位移傳感器的輸出信號輸入控制器；第II變頻器的輸入端和輸出端分別與控制器和液壓泵驅動電動機連接，液壓泵驅動電動機的輸出軸與恒壓變量液壓泵的驅動軸連接；電比例四象限液壓泵/馬達的擺角控制器和二位二通電磁閥的控制端與控制器連接。

本發明又一技術方案是：