[发明专利]一种节能型绞车式主动升沉补偿系统及方法

权利要求书

1.一种节能型绞车式主动升沉补偿系统，其特征在于：包括油箱、过滤器、单向变量泵、溢流阀、换向阀、二次元件、蓄能器、比例阀、回油马达、控制器、发电机、超级电容、逆变器、电动机、动力耦合装置；

所述的油箱用来提供液压油或接收回收的液压油；所述的过滤器用来过滤液压系统油路中出现的各种杂质；所述的单向变量泵提供系统升沉补偿时所需的液压动力；所述的溢流阀作为保护装置，用来防止油路外溢；所述的二次元件在上升补偿和下降补偿时，切换到相应的液压马达状态和液压泵状态，实现液压能和机械能的转换；所述的蓄能器在负载下降时，将其重力势能经换向阀、比例阀储存在内部的气体压力中，用作系统的补偿动力；所述的比例阀在升沉补偿过程中控制液压油进出蓄能器的速度，进而反向控制二次元件的转速；所述的回油马达用以接收二次元件回流的液压油，并利用液压能驱动发电机工作；所述的控制器用于接收各种信号，预测下一阶段状态，并给出命令到执行机构实现系统的升沉补偿；所述的超级电容用来存放电动机释放的电能，并在下一次负载补偿时释放电能用以补偿系统能量；所述的逆变器实现发电机和超级电容间的直流、交流转换；所述的动力耦合装置用来实现升沉补偿系统电能的综合调度。

2.一种节能型绞车式主动升沉补偿系统的工作方法，其特征在于：当负载需要下降以补偿船舶上升对其运动状态所造成的影响时，控制器输出信号，使换向阀左位工作，此时二次元件具有液压泵的工作特性，并减小变量泵的排量使其只需满足系统的泄漏；负载在其重力的作用下向下运动，成为系统的动力来源，绞车将负载的直线运动转化为旋转运动驱动二次元件转动，输出高压油，通过控制回油马达的排量，发电机的扭矩及比例阀的开口大小，改变系统背压，实现对二次元件转速的调节，同时负载的重力势能被等量的转换为电能和液压能储存在超级电容中、蓄能器中。

3.根据权利要求2所述一种节能型绞车式主动升沉补偿系统的工作方法，其特征在于：，当负载需要上升以补偿船舶下降对其运动状态所造成的影响时，换向阀工作在右位，二次元件此时具有液压马达的工作特性，发动机提供系统所需的动力，变量泵输出高压油，驱动二次元件，提升负载；控制器输出控制信号改变变量泵的排量，从而控制二次元件的转速，达到补偿目的；同时，蓄能器释放上一次下降补偿时所回收的液压油，释放的高压油驱动回油马达及与之同轴相连的发电机一起旋转，发电机发电，液压能被转换为电能进入动力耦合装置实现能量的回收利用。