钢铁液压站节能控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及伺服控制领域，具体涉及一种钢铁液压站节能控制系统，包括伺服驱动器、伺服电机、油泵、油箱、储能罐、油缸、系统压力传感器和油泵压力传感器，伺服驱动器连接伺服电机以控制伺服电机运转，伺服电机传动连接油泵，油泵连接油箱，油箱的出口油路上设有相互并联的储能罐和油缸，系统压力传感器的信号输入端分别与储能罐和油缸电气连接，系统压力传感器的信号输出端与伺服驱动器电气连接，油泵压力传感器的信号输入端与油泵电气连接，油泵压力传感器的信号输出端与伺服驱动器电气连接。本实用新型专利技术的钢铁液压站节能控制系统，使系统油压稳定在设定值波动范围内，同时使伺服电机在压力需求量小时能低压低速运行，节省电能损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及伺服控制领域，具体涉及一种钢铁液压站节能控制系统。
技术介绍
1800年伏特专利技术电池，是电气出现的开端，电动机的诞生和发展在这之后可以分成几个阶段。从1820年一直到整个19世纪末叶，发现了电磁现象以及相关的各种法则，诞生了交流电机的原型，并确立了电机的工业运用。从20世纪开始一直到1970年代，是电动机的成长和成熟期，有刷直流电机、感应电动机、同步电动机和步进电动机等各种电机相继诞生，半导体驱动技术和电子控制概念引入，带来变频驱动的实用化。从1970年代到20世纪末期，计算技术的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会，随着设计、评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。进入21世纪，在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。我国从1970年代开始跟踪开发交流伺服技术，主要研究力量集中在高等院校和科研单位，以军工、宇航卫星为主要应用方向，不考虑成本因素。主要研究机构是北京机床所、西安微电机研究所、中科院沈阳自动化所等。80年代之后开始进入工业领域，直到2000年，国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态，技术水平和可靠性难以满足工业需要。2000年之后，随着中国变成世界工厂、制造业的快速发展为交流伺服提供了越来越大的市场空间，国内有几家单位开始推出自己品牌的交流伺服产品。目前电气控制的工作原理为：电机带动油泵旋转，泵从油泵中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过集成块(或阀组合)被液压阀实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中，从而控制了液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。然而原系统工况存在诸多问题：a.因液压站设计者对系统余量的放大，电机的容量比实际需要高出很多，往往钢铁设计院在设计该类型设备方案时都不会过多考虑节电因素，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的在量浪费。b.普通异步电机工频直接起动，起动电流很大会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。c.普通异步电机在压力需求已满足的时候仍持续运行，多余的流量则通过溢流安全阀流回油箱，造成液压油长时间不间断的循环工作，产生热能，促使液压的氧化时间加快，更造成整个设备漏油严重，属非经济运行，严重浪费电能及液压油。d.普通异步电机工频运行时噪音很大。e.普通异步电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护量大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种钢铁液压站节能控制系统，使系统油压稳定在设定值波动范围内，同时使伺服电机在压力需求量小时能低压低速运行，节省电能损耗。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：包括伺服驱动器、伺服电机、油泵、油箱、储能罐、油缸、系统压力传感器和油泵压力传感器，伺服驱动器连接伺服电机以控制伺服电机运转，伺服电机传动连接油泵，油泵连接油箱，油箱的出口油路上设有相互并联的储能罐和油缸，系统压力传感器的信号输入端分别与储能罐和油缸电气连接，系统压力传感器的信号输出端与伺服驱动器电气连接，油泵压力传感器的信号输入端与油泵电气连接，油泵压力传感器的信号输出端与伺服驱动器电气连接。优选的，所述油箱的油路出口处串设有溢流安全阀。优选的，位于系统压力传感器和油泵压力传感器之间的油路上设有单向阀。优选的，所述油缸的出口油路上设有用于控制液流的流动方向的方向阀。采用上述技术方案后，本技术具有以下积极效果：(1)本技术中的系统压力传感器将储能罐内的油压信号传递给伺服驱动器，储能罐内压力到达设定值后伺服驱动器自动控制伺服电机调节转速，使储能罐内油压稳定在设定值波动范围内，进行恒压控制；(2)本技术中的油缸停止带载时间较长时，系统压力传感器会检测出储能罐内当前压力超出了目标设定值，伺服驱动器控制伺服电机处于低速运行状态，从而保证了储能罐压力需求的情况下节省电能，节约能源损耗；(3)本技术的控制系统提高了系统压力控制精度，油泵的输出油量随着伺服电机转速的改变而改变，使液压站油压输出与用户设备所需的油压相匹配，采用矢量控制方式并且伺服电机上的编码器能够检测反馈伺服电机转速，既保证了伺服电机低速时的转矩，又保证了伺服电机在负载变化情况下的转速稳定，使伺服电机的动静态性能得到充分的保证；(4)同步伺服电机与异步电机相比，其工作效率有明显提高，且其运行平稳，噪音低。附图说明图1为本技术的钢铁液压站节能控制系统流程示意图。其中：1、伺服驱动器，2、伺服电机，3、油泵，4、油箱，5、储能罐，6、油缸，7、系统压力传感器，8、油泵压力传感器，9、溢流安全阀，10、单向阀，11、方向阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示，为本技术的钢铁液压站节能控制系统，包括伺服驱动器1、伺服电机2、油泵3、油箱4、储能罐5、油缸6、系统压力传感器7和油泵压力传感器8。伺服驱动器1控制连接伺服电机2，伺服电机2传动连接油泵3，油泵3与油箱4驱动连接，油箱4的油路出口处串设有溢流安全阀9，油箱4的出口油路上并联有储能罐5和油缸6。油箱4的出口油路上设有系统压力传感器7和油泵压力传感器8，系统压力传感器7和油泵压力传感器8之间的油路上设有单向阀10。系统压力传感器7的信号输入端分别与储能罐5和油缸6电气连接，系统压力传感器7的信号输出端与伺服驱动器1电气连接，系统压力传感器7用于采集储能罐5和油缸6内的油压，并将采集到的油压传递给伺服驱动器1。油泵压力传感器8的信号输入端与油泵3电气连接，油泵压力传感器8的信号输出端与伺服驱动器1电气连接，油泵压力传感器8用于采集油泵3内的油压，并将采集到的油压传递给伺服驱动器1。油缸6的出口油路设有方向阀11，方向阀11用于控制液流的流动方向。本技术的钢铁液压站节能控制系统操作控制时，系统压力传感器7用于监测储能罐5和油缸6内油压，并将此油压信号传递给伺服驱动器1，伺服驱动器1对此油压信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁液压站节能控制系统，其特征在于：包括伺服驱动器(1)、伺服电机(2)、油泵(3)、油箱(4)、储能罐(5)、油缸(6)、系统压力传感器(7)和油泵压力传感器(8)，伺服驱动器(1)连接伺服电机(2)以控制伺服电机(2)运转，伺服电机(2)传动连接油泵(3)，油泵(3)连接油箱(4)，油箱(4)的出口油路上设有相互并联的储能罐(5)和油缸(6)，系统压力传感器(7)的信号输入端分别与储能罐(5)和油缸(6)电气连接，系统压力传感器(7)的信号输出端与伺服驱动器(1)电气连接，油泵压力传感器(8)的信号输入端与油泵(3)电气连接，油泵压力传感器(8)的信号输出端与伺服驱动器(1)电气连接。

【技术特征摘要】
1.一种钢铁液压站节能控制系统，其特征在于：包括伺服驱动
器(1)、伺服电机(2)、油泵(3)、油箱(4)、储能罐(5)、
油缸(6)、系统压力传感器(7)和油泵压力传感器(8)，伺服驱
动器(1)连接伺服电机(2)以控制伺服电机(2)运转，伺服电机
(2)传动连接油泵(3)，油泵(3)连接油箱(4)，油箱(4)的
出口油路上设有相互并联的储能罐(5)和油缸(6)，系统压力传
感器(7)的信号输入端分别与储能罐(5)和油缸(6)电气连接，
系统压力传感器(7)的信号输出端与伺服驱动器(1)电气连接，
油泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，张洪弛，
申请(专利权)人：常州勇驰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32