[发明专利]基于变转速与变排量的负流量系统和电动工程机械装置

说明书

本发明提供了一种基于变转速与变排量的负流量系统和电动工程机械装置，该基于变转速与变排量的负流量系统包括驱动电机组件、负流量变量泵组件、多路阀组件、先导操控组件、执行器组件、流量检测组件、压力感应组件和控制组件；通过驱动电机组件驱动负流量变量泵组件为多路阀组件供给液压油，由先导操控组件控制多路阀组件的阀芯位移进而控制执行器组件的运动速度，流量检测组件用以检测多路阀组件的回油流量并反映出负流量压力大小，负流量变量泵组件感应到负流量压力并通过调节其排量以维持在第一设定压力，同时控制组件以压力感应组件所采集的负流量压力为实际值，以较小的第二设定压力为目标值，通过调节驱动电机组件的转速进行闭环控制。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种基于变转速与变排量的负流量系统和电动工程机械装置。

背景技术

在双碳战略和绿色生态发展的背景下，电动化因其可实现零排放、零污染、高效节能、低噪声和易于智能化等众多优点，已成为工程机械绿色转型升级的重要途经。

但是，当前工程机械电动化技术仍处于初级阶段，以中型挖掘机为例，主要采用电机替代原本柴油发动机驱动负流量液压控制系统，然而在控制方面仍沿用传统方式，由驾驶员通过油门旋钮给定转速后恒速运行。

在一方面，经验不足的驾驶员很难根据当前工况选定和调整合适的转速，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。而另一方面，电机恒速运行，液压泵变排量匹配负载流量需求的方式，导致液压泵的运行能效波动，造成较大能量损失。

因此，现有的电驱系统相对于柴油发动机所具备的优良调速特性、强过载能力、宽高效工作区间以及高动态响应等众多性能优势,并没有被充分发挥以优化系统的操控性和节能性。尤其是，对于系统的负流量压力，仅仅通过对电驱转速的单一调节控制，仍不能够满足恒压稳定和节能减排的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于变转速与变排量的负流量系统和电动工程机械装置，以解决上述问题。

本发明采用了如下方案：

本申请提供了一种基于变转速与变排量的负流量系统，包括：驱动电机组件、负流量变量泵组件、多路阀组件、先导操控组件、执行器组件、流量检测组件以及压力感应组件和控制组件；所述驱动电机组件与负流量变量泵组件相机械连接，所述负流量变量泵组件用于接收驱动电机组件所输出的变转速形式的动力，所述负流量变量泵组件的输入端外接一液压油箱，所述负流量变量泵组件的输出端用于提供液压油至多路阀组件；所述先导操控组件与执行器组件分别连接在多路阀组件上，所述先导操控组件用于调节多路阀组件进入至执行器组件内的流量，对应控制所述执行器组件的运行速度；所述流量检测组件安装在多路阀组件至油箱的油路上，并与负流量变量泵组件相油路连接，用于实时监测多路阀组件流回油箱的流量，以将流量以负流量压力的形式表征出来，进而通过流量检测组件所反馈出的负流量压力来调节负流量变量泵组件的排量；所述控制组件与压力感应组件和驱动电机组件分别电性连接，所述压力感应组件对应配置在流量检测组件的输入端，所述控制组件用于接收压力感应组件的信号，进而发送转速控制信号至驱动电机组件；其中，基于变转速与变排量的负流量系统，包括以下步骤：

S1：获取流量检测组件所感应到的实时负流量压力并反馈至负流量变量泵组件，定义出第一设定压力，判断出实时负流量压力与第一设定压力的大小关系，对应调节负流量变量泵组件的排量大小，以将负流量压力维持在第一设定压力；

S2：由控制组件通过执行其内部存储的计算机程序，控制驱动电机组件的转速，对压力感应组件所检测到的负流量压力进行闭环控制，定义出第二设定压力，判断出实时负流量压力与第二设定压力的大小关系，对应调节驱动电机组件的转速大小。

作为进一步改进，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相电性连接，所述电机同轴传动连接至负流量变量泵组件。