[发明专利]一种液压机驱动系统匹配节能方式

说明书

本发明公开了一种液压机驱动系统匹配节能方式，其特征是设计与液压机工作周期中负载匹配程度较高的多个电机泵一一对应组成的驱动系统；根据液压机工作周期中各阶段的压力及时长需求，结合所选泵集合中所有变量泵在液压机各工作阶段所需压力下的流量，选择多个变量泵的组合，使工作周期中处在卸荷状态变量泵的综合指数最小；根据选定的变量泵，选择与之匹配的电机，使每个电机至少在两个工作阶段处于设定的负载率范围。其中，针对系统压力较低的阶段，通过提升变量泵工作压力提高异步电动机的负载率，进一步减少其能量损耗。本发明能有效减小驱动系统总额定功率，减少液压机一个工作周期的能耗，提高多电机泵组液压机能量效率，降低使用成本。

技术领域

本发明涉及一种液压机节能方法，特别涉及一种液压机驱动系统匹配节能方式，用于提高液压机驱动系统与负载的匹配程度，提升液压机驱动系统的能量效率。

背景技术

成形加工具有生产效率高、加工质量好、节约材料等优点，广泛应用于生产中。液压机以其传动平稳、控制简单、承载能力大的优点，成为成形装备的重要传动形式。

但限于液压成形装备的负载特性与驱动特点，现有液压机的驱动系统额定功率选的过大，导致液压成形装备的能量损失高，效率甚至低至50％以下。液压机在一个工作周期中，驱动系统在快降、慢降、卸荷和待机阶段的效率低于30％，并且快回和慢回阶段液压机的驱动系统和负载匹配效果也较差；而压制成形过程液压机驱动系统效率达85％左右。额定功率过大的驱动系统增加了快降、慢降、卸荷、慢回、快回和待机阶段的能耗，导致液压机的一个工作周期中损失了大量的能量。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种液压机驱动系统匹配节能方式，以设计与液压机工作负载匹配程度较高的驱动系统，减小驱动系统的总功率，提升液压机的能量效率，减少液压机一个工作周期中的能量损失。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明液压机驱动系统匹配节能方式的特点是：

由异步电动机和变量泵一一对应构成驱动单元，所述液压机驱动系统是由m组驱动单元共同作为液压机的动力源，m不小于2；设定可选用的变量泵的泵集合元素个数为n，所述泵集合中的变量泵输出流量和压力的相关性与液压机各动作所需流量和压力的相关性相一致；

将所述液压机的一个工作周期划分为r个工作阶段，所述r个工作阶段与液压机的各不同动作一一对应；设置所述液压机在第j工作阶段所需压力为p_j、时长为t_j、活塞位移为l_j、进油腔活塞面积A_j，j＝1,2,…,r；

定义：n个变量泵中的第k个变量泵在液压机第j工作阶段所需压力p_j下的流量为q_k(p_j)，k＝1,2,…,n；针对所述泵集合，设定选取第k个变量泵的数量为a_k，a_k是包含零的正整数，且满足：

根据液压机一个工作周期中各工作阶段的所需压力及时长需求，对于m个变量泵的选择应使得一个工作周期中所有处在卸荷状态的变量泵的综合指数T为最小，M_0j为所述液压机第j工作阶段中处于卸荷状态的各变量泵的流量与卸荷时长的乘积；

对于T≠0，要求构成液压机驱动系统的m个变量泵在液压机的一个工作周期中满足式(1)所表征的流量需求：

并满足式(2)所表征的液压机一个工作周期中所有处在卸荷状态的变量泵的综合指数T为最小：

针对已选取的m个变量泵，按如下方式对应选择各异步电动机：