[發明專利]具有能量回收系統的電靜液作動器系統

有效

• 申請號: 201810511510.3
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108591193B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 尚耀星;李曉斌;焦宗夏;李志輝;潘清新
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 韓德凱;孟奎

本公開提供一種具有能量回收系統的電靜液作動器系統，包括電機泵組、能量回收系統和作動器；電機泵組向作動器提供液壓能；電機泵組包括泵，泵包括第一油口和第二油口；作動器包括第一腔和第二腔；能量回收系統包括第一液控單向閥、第二液控單向閥、伺服換向閥和高壓蓄能器；由泵的第一油口輸出的油液能夠經由第一液控單向閥傳輸至第一腔；由泵的第二油口輸出的油液能夠經由第二液控單向閥傳輸至第二腔。

技術領域

本公開涉及能量回收技術領域，尤其涉及一種具有能量回收系統的電靜液作動器系統。

背景技術

電靜液作動器(EHA)是應用于多電/全電飛機中核心的作動系統，具有高效率和高可靠性等優點，研究和工程實際應用EHA具有十分重要的意義。EHA是由電機、泵、作動器、油箱等組成的一種高度集成的局部閉式液壓系統，具有高效性和高可靠性。根據控制方式的不同，EHA主要分為三種類型：定排量變轉速(EHA-FPVM)、變排量定轉速(EHA-VPFM)和變排量變轉速(EHA-VPVM)。與其他類型相比，定排量變轉速(EHA-FPVM)具有結構簡單、可靠性高等一系列優點，所以世界各地的研究人員主要對EHA-FPVM系統進行了廣泛的研究。然而,EHA-FPVM電機發熱嚴重，特別是在大負載時電機的發熱非常大，嚴重時導致電機失效。一般情況下，EHA-FPVM具有四象限工作機制，分別包括兩個逆向載荷過程和順向載荷過程，其中在順向載荷狀態下，負載對系統的做功被轉化為電能發熱消耗或反饋電網，造成能量損失，負載力驅動電機工作在發電機狀態，不僅造成了能量的損失，而且電機處于發電狀態，將電能反饋到電網，造成對電網的擾動和污染。因而，研究和利用負載能量，并且減小電機發熱成為一個重要的研究內容。

焦宗夏等學者提出了自饋能剎車系統，該系統能夠回收飛機著陸時的部分動能，并儲存在高壓蓄能器中，然后利用蓄能器中儲存的能力，控制剎車系統實現對飛機的制動。在工程機械中，管成等學者針對挖掘機回轉制動能量回收系統，提出一種以復合恒功率－負流量動力控制決策發動機和蓄能器主輔動力源的能量分配方法，充分利用回收到液壓蓄能器中的能量，提高了系統的工作效率。

然而，現有技術中的能量回收系統多用于挖掘機等工程機械，雖然可以實現能量回收，但由于機械臂等的順載工作不需要高精度的控制，故其能量回收系統在順載工況下并沒有且無法實現高精度控制，這是EHA系統無法接受的。

發明內容

為了解決至少一個上述技術問題，本公開提供一種具有能量回收系統的電靜液作動器系統。本公開的能量回收系統，在順逆載工況下同時實現良好控制，減少系統能耗，同時降低發熱。

本公開的具有能量回收系統的電靜液作動器系統通過以下技術方案實現。

一種具有能量回收系統的電靜液作動器系統，包括電機泵組、能量回收系統和作動器；

電機泵組向作動器提供液壓能；

電機泵組包括泵，泵包括第一油口和第二油口；

作動器包括第一腔和第二腔；

能量回收系統包括第一液控單向閥、第二液控單向閥、伺服換向閥和高壓蓄能器；

由泵的第一油口輸出的油液能夠經由第一液控單向閥傳輸至第一腔；

由泵的第二油口輸出的油液能夠經由第二液控單向閥傳輸至第二腔；

當電靜液作動器系統工作在順載工況時，第一腔作為高壓腔，第二腔作為低壓腔，第一液控單向閥反向關閉，隔開第一腔和電機泵組的油路，伺服換向閥導通第一腔與高壓蓄能器，第一腔中的油液通過伺服換向閥進入高壓蓄能器。

根據本公開的至少一個實施方式，還包括低壓蓄能器，低壓蓄能器與泵的第一油口和第一液控單向閥之間的油路連通，低壓蓄能器與泵的第二油口和第二液控單向閥之間的油路連通。