[發明專利]一種主動式能量管理系統

有效

• 申請號: 201910757141.0
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110504673B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張朋;王傳英;柴恒輝;趙先進;李堯;王冬;陳超
• 申請（專利權）人: 濟南二機床集團有限公司
• 主分類號: H02J1/16
• 分類號: H02J1/16
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 侯德玉

1.一種主動式能量管理系統，其特征在于，包括能量主回路(10)和能量管控系統(11)；

所述能量主回路(10)包括整流單元(1)，壓力機主驅電機(2)及其驅動單元(3)，飛輪儲能電機(4)及其驅動單元(5)，電容儲能單元(6)和制動單元(7)；所述壓力機主驅電機(2)通過驅動單元(3)與直流母線(9)連接；所述飛輪儲能電機(4)通過驅動單元(5)與直流母線(9)連接；電容儲能單元(6)和制動單元(7)均直接與直流母線(9)連接；

所述能量管控系統(11)在正常生產前，通過壓力機主驅電機(2)的運動規劃求解器求解出壓力機主驅電機(2)的速度曲線(12)和扭矩曲線(13)；所述能量管控系統通過壓力機主驅電機(2)的速度曲線(12)和扭矩曲線(13)求解出壓力機主驅電機(2)共直流母線連接的各耗電單元的總功率曲線(15)；根據設定的直流母線電壓波動設定限值，規劃求解出飛輪儲能電機(4)的運行數量及速度曲線(14)，然后將飛輪儲能電機(4)的速度曲線(14)傳遞至飛輪儲能電機(4)的驅動單元(5)；

所述能量管控系統(11)在正常生產前，通過壓力機主驅電機(2)的運動規劃求解器求解出壓力機主驅電機(2)的速度曲線(12)和扭矩曲線(13)的方法為：根據工藝要求參數，利用多項式參數曲線插值求解出速度曲線(12)；所述工藝要求參數包括成形力、成形速度和節拍要求；通過伺服壓力機動力學方程求解出扭矩曲線(13)；

扭矩曲線(13)確定的過程包括以曲柄轉角轉速ω作為狀態變量，而以伺服電機等效驅動扭矩T_d作為控制變量，則伺服壓力機動力學方程為

其中為機構、傳動、電機轉子及慣性負載等效到曲柄的總慣量，是曲柄角度的函數；滑塊行程對于單自由度執行機構，由曲柄角度唯一確定、滑塊速度v_slide、滑塊加速度皆為滑塊的運動參數；T_work為工作力相應的力矩、T_G為重力力矩、T_r為阻力矩。

2.根據權利要求1所述的一種主動式能量管理系統，其特征在于，在正常生產時，壓力機主驅電機(2)與飛輪儲能電機(4)同步控制，保證壓力機主驅電機(2)加速時，飛輪儲能電機(4)主動減速，壓力機主驅電機(2)減速時，飛輪儲能電機(4)主動加速；在能量主回路(10)內，飛輪儲能電機(4)主動與壓力機主驅電機(2)進行能量轉換。

3.根據權利要求1所述的一種主動式能量管理系統，其特征在于，所述制動單元(7)包括制動電阻(7A)和接觸器(7B)；

在能量管控系統(11)接收制動指令后，接觸器(7B)接通，將制動電阻(7A)接到能量主回路(10)，吸收壓力機主驅電機(2)能量。

4.根據權利要求3所述的一種主動式能量管理系統，其特征在于，在制動單元(7)工作過程中，若飛輪儲能電機(4)轉速N高于額定轉速Nn，能量管控系統(11)控制飛輪儲能電機(11)以勻速N運行；若飛輪儲能電機(4)轉速N低于額定轉速Nn，能量管控系統(11)直接控制飛輪儲能電機加速至極限轉速Nmax，并以極限轉速Nmax勻速運行。

5.根據權利要求1所述的一種主動式能量管理系統，其特征在于，所述能量管控系統通過壓力機主驅電機(2)的速度曲線(12)和扭矩曲線(13)求解出壓力機主驅電機(2)共直流母線連接的各耗電單元的總功率曲線(15)的方法為：首先通過P＝T*n/9550計算出各功耗單元的功率；所述T為扭矩，所述n為速度；然后根據各功耗單元的相位差進行疊加，得出壓力機主驅電機(2)共直流母線連接的各耗電單元的總功率曲線；

所述各功耗單元包括直流母線連接的壓力機主驅電機(2)、伺服墊和送料裝置。