【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械，具体而言，涉及一种正流量系统、控制方法和电动工程机械。
技术介绍
1、正流量液压控制系统广泛应用于以中大型液压挖掘机为典型代表的工程机械中。在燃油机型中，正流量系统的动力源采用定转速-变排量的流量匹配方式，液压泵的排量在工作过程中与先导手柄的开度呈正相关关系变化，而柴油发动机在操作员通过工作模式和油门旋钮调定后以固定转速运行。
2、一方面，经验不足的驾驶员很难根据当前工况确定合适的转速，造成在高转速下存在较大的空载损耗、在低转速下作业效率难以满足等不足；另一方面，定转速-变排量的流量匹配方式，导致液压泵的运行能效波动，造成较大能量损失。此外，通过变量泵单独变量的流量响应速度与多路阀相比更慢，造成多路阀阀芯开启和关闭的压力冲击，不得不通过人为降低多路阀的响应速度以实现泵阀匹配，进而导致了系统操控性能的降低。
3、在巨大节能减排压力和强劲经济驱动力作用下，电动化已经成为工程机械行业的发展方向。现有电动工程机械采用高效节能、调速性能优异、响应速度更快的永磁同步电机替代柴油发动机，但在控制方式上仍沿用传统方式，仅实现了初步动力替换带来的节能减排，电驱系统所具备的众多优势并没有被充分发挥以提升传统正流量液压控制系统的性能。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种正流量系统、控制方法和电动工程机械，以解决上述问题。
2、本专利技术采用了如下方案：
3、本申请提供了一种正流量系统，包
4、所述驱动电机组件包括电机，所述电机与正流量变量泵机械连接，所述正流量变量泵适于接收所述驱动电机组件提供的变转速形式的动力，所述正流量变量泵的输出端连接至所述电控多路阀组件，所述正流量变量泵的输入端外接一液压油箱，以将液压油提供至所述电控多路阀组件；
5、所述执行器组件连接在电控多路阀上，所述电控多路阀组件配置为能调节进入至所述执行器组件内的流量，以对应控制所述执行器组件的运行速度；
6、所述控制器电性连接于所述电控先导操控组件和电控多路阀组件，以接收电控先导操控组件的信号，并发送控制信号至所述电控多路阀组件进而控制所述电控多路阀组件的阀芯开度；同时，所述控制器与所述驱动电机组件、正流量变量泵分别电性连接，以发送转速控制信号至所述驱动电机组件，并发送排量控制信号至所述正流量变量泵。
7、进一步地，所述驱动电机组件包括电源、驱动器以及电机；所述电源与驱动器的输入端相电性连接，所述驱动器的输出端与电机电性连接，所述电机同轴传动连接至正流量变量泵。
8、进一步地，所述电控多路阀组件包括至少相并联设置的第一电控三位六通阀和第二电控三位六通阀，所述电控先导操控组件包括第一手柄件、第二手柄件，且所述第一电控三位六通阀和第二电控三位六通阀分别与所述第一手柄件、第二手柄件相联动。
9、进一步地，所述执行器组件包括第一执行件、第二执行件，且所述第一执行件、第二执行件分别与所述第一电控三位六通阀相连、第二电控三位六通阀相连接。
10、本专利技术还提供了一种控制方法，基于上述任意一项所述的变转速与变排量的正流量系统，包括以下步骤：
11、s1:定义变量切换流量值，变量切换流量值为正流量变量泵的最大排量与驱动电机的最低工作转速的乘积；
12、s2:获取电控先导操控组件的各手柄开度信号，对应控制电控先导操控组件各手柄对应的电控三位六通阀的阀芯开度，并计算总流量需求；
13、s3:判断总流量需求与变量切换流量值的大小；
14、s4：当总流量需求小于变量切换流量值，进入变排量调节阶段，控制电机运行在最低工作转速，并控制正流量变量泵的排量值等于总流量需求除以电机的最低工作转速；当总流量需求大于等于变量切换流量值，进入变转速调节阶段，控制正流量变量泵运行在最大排量，控制电机的转速值等于总流量需求除以正流量变量泵的最大排量。
15、进一步地，在s4中，当各个电控先导操控组件均无动作时，所述电机工作在最低转速，所述正流量变量泵工作在最低排量，此时正流量变量泵的出口流量为最小值，以降低系统的怠速损耗，此时，当电控先导操控组件快速复合动作时，对应的目标流量需求瞬时阶跃上升并跨过变量切换流量值时，系统将从变排量调节阶段跨入变转速调节阶段，增加正流量变量泵的排量和电机的转速，以匹配目标流量需求。
16、进一步地，各电控先导操控组件的手柄开度信号值乘以需求流量加权系数，并进行求和以得到所述总流量需求，所述需求流量加权系数根据油缸参数设定。
17、本专利技术还提供了一种电动工程机械装置，包括上述任意一项所述的正流量系统。
18、通过采用上述技术方案，本专利技术可以取得以下技术效果：
19、1、在运行过程，当电控先导操控组件开始动作，系统进入变排量调节阶段，电机的转速维持在最低转速，目标流量需求的增加由正流量变量泵的排量增加实现匹配；当排量达到最大，随着电控先导操控组件的信号对应的目标需求流量进一步增加并大于变量切换流量值时，动力源的流量匹配方式由变排量调节阶段进入变转速调节阶段，正流量变量泵的排量维持在最大值，目标流量需求的增加由电机的转速增加实现匹配，直至达到最高转速，当电机达到最高转速时，泵出口流量为最大值；相反，当电控先导操控组件信号对应的目标需求流量不断减小，则由变转速调节阶段进入变排量调节阶段；
20、因此，在系统的整个运行过程中，动力源通过变转速与变排量分阶段调节的方式实现了全范围的流量自适应匹配，自动适应工程机械的精细作业和快速复合动作等复杂多变的工况需求，降低了对用户的操作要求，提高了操作性能。同时，正流量变量泵的排量在运行过程中始终处于系统流量所需的最大值，由于电机的能效显著高于液压泵并且高效区间更宽，因此正流量变量泵和电机组成动力源的综合能效得到显著改善。
21、2、当各个电控先导操控组件均无动作时，电机工作在最低转速，正流量变量泵工作在最低排量，此时泵出口流量为最小值，系统的怠速损耗降至最低。
22、3、当电控先导操控组件快速复合动作，对应的目标需求流量瞬时阶跃上升并跨过变量切换流量值时，系统将从变排量调节阶段跨入变转速调节阶段，此时正流量变量泵的排量和电机的转速将同时增加以匹配流量需求，提高了动力源的流量匹配响应速度，进而提高了整个系统的响应速度，改善了操控性能。
23、本专利技术系统充分利用了电驱动系统的优良特性，实现了正流量系统的节能性和操控性的提升。
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1.一种正流量系统，包括执行器组件、控制器，其特征在于，还包括：驱动电机组件、正流量变量泵、电控多路阀组件、电控先导操控组件；其中，所述驱动电机组件包括电机，所述电机与正流量变量泵机械连接，所述正流量变量泵适于接收所述驱动电机组件提供的变转速形式的动力，所述正流量变量泵的输出端连接至所述电控多路阀组件，所述正流量变量泵的输入端外接一液压油箱，以将液压油提供至所述电控多路阀组件；
2.根据权利要求1所述的正流量系统，其特征在于，所述驱动电机组件包括电源、驱动器以及电机；所述电源与驱动器的输入端相电性连接，所述驱动器的输出端与电机电性连接，所述电机同轴传动连接至正流量变量泵。
3.根据权利要求1所述的正流量系统，其特征在于，所述电控多路阀组件包括至少相并联设置的第一电控三位六通阀和第二电控三位六通阀，所述电控先导操控组件包括第一手柄件、第二手柄件，且所述第一电控三位六通阀和第二电控三位六通阀分别与所述第一手柄件、第二手柄件相联动。
4.根据权利要求3所述的正流量系统，其特征在于，所述执行器组件包括第一执行件、第二执行件，且所述第一执行件、第二执行件
5.一种控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至4任意一项所述的变转速与变排量的正流量系统，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在S4中，当各个电控先导操控组件均无动作时，所述电机工作在最低转速，所述正流量变量泵工作在最低排量，此时正流量变量泵的出口流量为最小值，以降低系统的怠速损耗；而当电控先导操控组件快速复合动作时，对应的目标流量需求瞬时阶跃上升并跨过变量切换流量值时，系统将从变排量调节阶段跨入变转速调节阶段，增加正流量变量泵的排量和电机的转速，以匹配目标流量需求。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，各电控先导操控组件的手柄开度信号值乘以需求流量加权系数，并进行求和以得到所述总流量需求，所述需求流量加权系数根据油缸参数设定。
8.一种电动工程机械装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的正流量系统。
...【技术特征摘要】
1.一种正流量系统，包括执行器组件、控制器，其特征在于，还包括：驱动电机组件、正流量变量泵、电控多路阀组件、电控先导操控组件；其中，所述驱动电机组件包括电机，所述电机与正流量变量泵机械连接，所述正流量变量泵适于接收所述驱动电机组件提供的变转速形式的动力，所述正流量变量泵的输出端连接至所述电控多路阀组件，所述正流量变量泵的输入端外接一液压油箱，以将液压油提供至所述电控多路阀组件；
2.根据权利要求1所述的正流量系统，其特征在于，所述驱动电机组件包括电源、驱动器以及电机；所述电源与驱动器的输入端相电性连接，所述驱动器的输出端与电机电性连接，所述电机同轴传动连接至正流量变量泵。
3.根据权利要求1所述的正流量系统，其特征在于，所述电控多路阀组件包括至少相并联设置的第一电控三位六通阀和第二电控三位六通阀，所述电控先导操控组件包括第一手柄件、第二手柄件，且所述第一电控三位六通阀和第二电控三位六通阀分别与所述第一手柄件、第二手柄件相联动。
4.根据权利要求3所述的正流量系统，其特征在于，所述执行...
【专利技术属性】
技术研发人员：林元正，林添良，陈其怀，赵恒，缪骋，任好玲，付胜杰，陈龙，陈俊屹，石家榕，郑伟杰，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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