一種伺服節能液壓站的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于液壓傳動領域，特別涉及一種伺服節能液壓站。
【背景技術】
[0002]液壓站是由液壓栗、電機、油箱、方向閥、節流閥、溢流閥等構成的液壓源裝置或包括控制閥在內的液壓裝置，即PID調節各種閥門。按驅動裝置要求的流向、壓力和流量供油，適用于驅動裝置與液壓站分離的各種機械上，將液壓站與驅動裝置(油缸或馬達)用油管相連，液壓系統既可實現各種規定的動作。
[0003]對于液壓站來說，每個階段對壓力，流量的匹配各不一樣，而油栗馬達的功率是根據其運行過程中最大負載配置的，而相應的液壓機械，如注塑機一個工作周期中只有高壓鎖模和注塑工作階段負載較大，其他工作階段一般較小，在冷卻過程的負載幾乎為零。對于油栗馬達而言，注塑機過程是出于變化的負載狀態，在定量栗的液壓系統中，油栗馬達以恒定的轉速提供恒定的流量，而工作所需壓力和流量大小是靠壓力比例閥和流量比例閥來調節的，通過調整壓力或流量比例閥的開度來控制壓力或流量大小。多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓截流，高壓溢流會使液壓油油溫升高，能源浪費且會對液壓回路的液壓器件造成熱損耗。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種伺服節能液壓站，該液壓站通過采集實時流量和實時壓力，構成流量閉環控制和壓力閉環控制的雙閉環系統，從而有效抑制能源浪費，以達到可靠節能的效果。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供的一種伺服節能液壓站，包括液壓回路和電氣回路，
[0006]液壓回路包括供液單元、液控單元、作為執行機構的液壓缸、風冷卻器和全程監測的油溫油面計，液壓油從供液單元依次通過液控單元、液壓缸、風冷卻器最后回到供液單元構成回路，
[0007]供液單元包括提供液壓油的油箱、變量栗和帶動變量栗運行的伺服電機，所述油箱的進油口設有空氣濾清器，油箱的出油口與變量栗連接，變量栗的出口與伺服電機連接，
[0008]液控單元包括變量栗出口端連接液壓集成閥組，與液壓集成閥組出油口連接的壓力傳感器，位于油箱右側的電氣控制箱和位于油箱左側的伺服驅動器，液壓集成閥組包含多個液壓集成閥塊，
[0009]電氣回路包括液壓站的控制器和用于測量伺服電機轉速的編碼器，編碼器電信號連接在與伺服驅動器和伺服電機之間，伺服驅動器、壓力傳感器通過電信號與控制器連接；伺服驅動器包括主控制單元、降低噪音的過濾電路和消除過壓的制動電阻，主控制單元、過濾電路與制動電阻電連接，過濾電路包括斷路器、與斷路器電連接的接觸器和與接觸器電連接的EMC過濾器。
[0010]本實用新型的優點在于:伺服驅動器從液壓站的控制器接收壓力、流量信號，然后將一定的電流輸送給伺服電機，伺服電機將電流轉換成轉矩，將轉矩傳給變量栗。伺服電機帶動變量栗旋轉，變量栗從油箱中吸油后打油，將機械能轉化為液壓油的壓力能，液壓油通過液壓集成閥組進行多個通道的出油，并且推動執行機構的液壓缸進行機械運動。其中，為了防止機械運動過程中出現多余的液壓油，壓力傳感器測試液壓集成閥組的液壓閥塊出油口的信號，并反饋給伺服驅動器，伺服驅動器將根據設定值和反饋值進行比較，并自動調整伺服電機的轉速。編碼器測量伺服電機的旋轉位置，時時監控伺服電機的位置是否正確。伺服驅動器的主控制單元采用壓力控制模式和流量控制模式兩種控制模式控制伺服電機的轉速，構成流量閉環控制和壓力閉環控制的雙閉環系統，可取代傳統的PID多閥門配合三相電機的液壓回路。這樣可避免伺服電機一直以額定轉速帶動液壓栗旋轉，產生必要的電能損耗，同時提高液壓站工作效率、可靠性，提高液壓站的使用壽命。
[0011]液壓回路中設有空氣濾清器，空氣濾清器又稱為加油口，在往油箱加入液壓油時過濾雜質，確保管路不因液壓油中的雜質出現堵塞現象，保證液壓站安全使用。
[0012]液壓回路中設有油溫油面計，監測油箱中液壓油容量及液壓油的溫度，使得液壓器件不易產生故障，提高機器性能和壽命。
[0013]電氣控制箱是整個伺服節能液壓站電線路連接總匯，確保線路整潔美觀，單獨的控制箱使得液壓站結構簡單，電線路不易出錯。
[0014]伺服驅動器中的過濾電路主要用于抑制電路噪聲和高諧波及開關電源所產生的噪聲和高頻諧波。其中的EMC過濾器串接于自動化控制設備的開關控制輸出端，用于消除后級各種感性負載通、斷電期間產生電磁干擾和火花干擾。
[0015]消除過壓的制動電阻，伺服電機在工作頻率下降過程中，將處于再生制動狀態，拖動系統的動能要反饋到直流電路中，使直流電壓UD不斷上升，甚至可能達到危險的地步。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使UD保持在允許范圍內。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。
[0016]優選的，變量栗為內嚙合齒輪栗。伺服系統節能就是將油栗更換成內嚙合齒輪栗，能夠減少滲漏，并利用液壓站電腦信號直接控制伺服電機，根據系統工作需要的流量壓力，調整內嚙合齒輪栗，直接輸出相應的功率，減少原油栗的能耗和多余的功耗。
[0017]優選的，伺服電機為交流永磁同步伺服電機。交流永磁同步伺服電機采用永磁體生成電機的磁場，無需勵磁線圈也無需勵磁電流，效率高結構簡單。
[0018]優選的，風冷卻器回油口設有過濾器。液壓集成閥塊回油口連接風冷卻器，風冷卻器回油口連接過濾器。可以減少回到油箱的液壓油所含的雜質，降低液壓油溫度。
【附圖說明】
[0019]圖1為伺服節能液壓站的液壓回路結構圖；
[0020]圖2為伺服節能液壓站的電氣回路結構框圖。
[0021]附圖標記列舉:風冷卻器1，油溫油面計2，變量栗3，伺服電機4，油箱5，空氣濾清器6，液壓集成閥組7，壓力傳感器8，電氣控制箱9，伺服驅動器10，液壓站的控制器11，編碼器12。
【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0023]如圖1和圖2所示的一種伺服節能液壓站的液壓回路包括供液單元、液控單元、作為執行機構的液壓缸、風冷卻器I和全程監測的油溫油面計2，液壓油從供液單元依次通過液控單元、液壓缸、風冷卻器1，最后回到供液單元構成回路，供液單元包括給液壓站提供液壓的變量栗3，其中變量栗3為內嚙合齒輪栗，低噪音，同時具有軸向及徑向壓力補償設計，帶動變量栗3運行的伺服電機4和位于伺服電機4下方的油箱5，油箱5的進油口設有空氣濾清器6，其中伺服電機4與變量栗3均采用臥式布置方式安裝在油箱5的上蓋板上，使得液壓站整體體積小巧，結構緊湊。伺服電機4與變量栗3采用漸開線花鍵傳動，增強承載附和力，使伺服電機4與變量栗3壽命加長，同時，漸開線花鍵傳動不產生徑向推力，減少發熱及動力耗損，節省能源。
[0024]液控單元包括變量栗3出口端連接液壓集成閥組7，與液壓集成閥組7出油口連接的壓力傳感器8，位于油箱5右側的電氣控制箱9和位于油箱5左側的伺服驅動器10，液壓集成閥組7包含多個液壓集成閥塊。
[0025]液壓集成閥組7安裝方便，直接固定在變量栗3出油口，回路選擇多樣化。采用液壓集成閥組7替代傳統的組合閥結構，節省空間，簡化加工工藝，減少零件數量的同時也減少了故障率，免去了在使用過程中繁瑣的維修過程，各元件結構分布合理，系統不易出現污染。
[0026]電氣回路包括液壓站的控制器11和用于測量伺服電機4轉速的編碼器12，其中液壓站的控制器11為計算機，編碼器12電信號連接在與伺服驅動器10和伺服電機4之間，伺服驅動器10、壓力傳感器8通過電信號與液壓站的控制器11連接；伺服驅動器10包括主控制單元、降低噪音的過濾電路和消除過壓的制動電阻，主控制單元、過濾電路與制動電阻電連接，過濾電路包括斷路器、與斷路器電連接的接觸器和與接觸器電連接的EMC過濾器。
[0027]對于由伺服驅動的液壓站，電機由普通電機更換為伺服電機4，伺服電機4的轉速可調，液壓站將壓力和流量的給定信號轉換成DC0-10V或4-20mA信號給伺服驅動器10，伺服驅動器10再拖動伺服電機4旋轉提供系統流量和壓力的動力源。伺服驅動器10采集系統的實時流量和實時壓力，構成流量閉環控制和壓力閉環控制的雙閉環系統，控制精度高。
[0028]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應該視為本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
【主權項】
1.一種伺服節能液壓站，包括液壓回路和電氣回路，其特征在于: 所述液壓回路包括供液單元、液控單元、作為執行機構的液壓缸、風冷卻器和全程監測的油溫油面計，液壓油從供液單元依次通過液控單元、液壓缸、風冷卻器最后回到供液單元構成回路， 所述供液單元包括提供液壓油的油箱、變量栗和帶動變量栗運行的伺服電機，所述油箱的進油口設有空氣濾清器，油箱的出油口與變量栗連接，變量栗的出口與伺服電機連接， 所述液控單元包括變量栗出口端連接液壓集成閥組，與液壓集成閥組出油口連接的壓力傳感器，位于油箱右側的電氣控制箱和位于油箱左側的伺服驅動器，所述液壓集成閥組包含多個液壓集成閥塊， 所述電氣回路包括液壓站的控制器和用于測量伺服電機轉速的編碼器，所述編碼器電信號連接在與伺服驅動器和伺服電機之間，所述伺服驅動器、壓力傳感器通過電信號與控制器連接；所述伺服驅動器包括主控制單元、降低噪音的過濾電路和消除過壓的制動電阻，主控制單元、過濾電路與制動電阻電連接，所述過濾電路包括斷路器、與斷路器電連接的接觸器和與接觸器電連接的EMC過濾器。2.根據權利要求1所述的伺服節能液壓站，其特征在于:所述變量栗為內嚙合齒輪栗。3.根據權利要求1所述的伺服節能液壓站，其特征在于:所述伺服電機為交流永磁同步伺服電機。4.根據權利要求1所述的伺服節能液壓站，其特征在于:所述的風冷卻器回油口設有過濾器，所述的液壓集成閥塊回油口連接風冷卻器，所述的風冷卻器回油口連接過濾器。
【專利摘要】本實用新型屬于液壓傳動領域，特別涉及一種伺服節能液壓站，包括液壓回路和電氣回路，液壓回路包括供液單元、液控單元、作為執行機構的液壓缸、風冷卻器和全程監測的油溫油面計，電氣回路包括控制器和用于測量伺服電機轉速的編碼器。根據液壓站需要的流量壓力，調整變量泵直接輸出相應的功率，本系統的有益效果在于：取消了傳統構成PID調節各種閥門，通過雙閉環調節壓力和流量，實現液壓站的節能和自動調節。
【IPC分類】F15B21/04, F15B21/02, F15B13/16, F15B11/17, F15B13/06
【公開號】CN204851859
【申請號】CN201520497838
【發明人】高戴明
【申請人】重慶市博平液壓機械有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月10日