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专利号: 2023107636695
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种柴油机单轨吊制动能量回收控制方法,其特征在于,所述柴油机单轨吊包括制动系统及能量回收系统,能量回收系统包括二次元件以及分别与二次元件连接的两个蓄能器;

控制方法包括步骤:

a)获取两个蓄能器内油液压力,其中油液压力较大值记为PmoH,对应蓄能器为第一蓄能器,油液压力较小值记为PmoL,对应蓄能器为第二蓄能器;

b)当单轨吊制动时,根据当前系统状态计算能量回收系统通过第一蓄能器和第二蓄能器分别能提供的减速度εH、εL,同时获取单轨吊所需减速度εneed;

c)当εL>εneed时,能量回收系统不参与能量回收,输出机械制动力Fmec=Fcon,Fcon为仅通过制动系统根据减速度εneed施加的制动力;

d)当εL≤εneed且εH<εneed时,初始压力为PmoH的第一蓄能器参与能量回收,输出机械制动力Fmec=F(t)FH,F(t)为随着制动时间衰减的函数,FH为第一蓄能器参与能量回收,制动系统提供的补偿制动力;

e)当εL≤εneed且εH≥εneed时,控制初始压力为PmoL的第二蓄能器参与能量回收,输出机械制动力Fmec=F(t)FL,FL为第二蓄能器参与能量回收,制动系统提供的补偿制动力。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊制动能量回收控制方法,其特征在于:第一蓄能器和第二蓄能器提供的减速度εH,εL的计算公式为 其中i为L或H,D为二次元件排量,B为二次元件当量粘性阻尼系数,m为机车总质量,g为重力加速度,r为驱动轮半径,J为二次元件转动惯量,ω为单轨吊运行速度,θ为运行坡度。

3.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊制动能量回收控制方法,其特征在于:能量

2

回收系统不工作,机械机构根据减速度εneed施加的制动力Fcon的计算公式为Fcon=[(mr+J)εneed+mgrsinθ‑Bω]/(2rμz),B为二次元件当量粘性阻尼系数,m为机车总质量,g为重力加速度,r为驱动轮半径,J为二次元件转动惯量,μz为摩擦闸片与轨道侧面的摩擦系数,ω为单轨吊运行速度,θ为运行坡度。

4.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊制动能量回收控制方法,其特征在于:第一蓄能器或第二蓄能器分别参与能量回收,机械机构提供的补偿制动力FH或FL的计算公式为2

Fi=[(εneed‑εi)(mr+J)+mgsinθ‑Bω‑DPmoi]/(2rμz),其中i为L或H,D为二次元件排量,B为二次元件当量粘性阻尼系数,m为机车总质量,g为重力加速度,r为驱动轮半径,J为二次元件转动惯量,μz为摩擦闸片与轨道侧面的摩擦系数,ω为单轨吊运行速度,θ为运行坡度。

5.根据权利要求1所述的一种柴油机单轨吊制动能量回收控制方法,其特征在于:关于‑λt

制动时间的衰减函数F(t)计算公式为F(t)=1‑λt或F(t)=e ,其中λ为制动力衰减系数,取值范围为0.2~0.5。

6.一种柴油机单轨吊的制动能量回收系统,其特征在于:包括液压系统和控制系统;

所述液压系统包括第一蓄能器、梭阀、第二蓄能器,二次元件、第一电磁换向阀、第一单向阀、溢流阀、第二单向阀及第二电磁换向阀;第一蓄能器进口同时接第一电磁换向阀的A口和梭阀的P1口,第二蓄能器进口同时接第二电磁换向阀的A口和梭阀的P2口,梭阀的A口接溢流阀的进口,溢流阀的出口接油箱;第一电磁换向阀的P口和第一单向阀的出口相连,第二电磁换向阀的P口和第二单向阀的出口相连,第一单向阀和第二单向阀的进口同时接二次元件的出口;

所述控制系统包括第一压力传感器、第二压力传感器、倾角传感器、速度传感器及控制单元,第一压力传感器安装于第一蓄能器进口,用于检测第一蓄能器的进口压力;第二压力传感器安装于第二蓄能器进口,用于检测第二蓄能器的进口压力;倾角传感器安装于负载上,用于检测机车运行坡度;速度传感器安装于二次元件上,用于检测机车运行速度;

所述控制单元用于处理第一压力传感器、第二压力传感器、倾角传感器、速度传感器检测的参数,并在执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1所述的柴油机单轨吊制动能量回收控制方法。

7.一种柴油机单轨吊,包括制动系统及能量回收系统,其特征在于:所述能量回收系统为如权利要求6所述的能量回收系统,所述制动系统包括:制动液压缸、第一摩擦闸片、第二摩擦闸片、二次三通比例换向阀及第三压力传感器;第一摩擦闸片及第二摩擦闸片分别位于轨道两侧,并在制动液压缸驱动下夹紧或释放轨道;第三压力传感器用以检测制动液压缸有杆腔内油液压力,二位三通比例换向阀用于实时控制制动液压缸有杆腔内油液压力。

8.根据权利要求7所述的柴油机单轨吊,其特征在于:所述能量回收系统还包括压力转换单元,所述压力转换单元将控制单元输出的制动力参考信号Fmec转换为制动液压缸所需的压力值Pmec,并通过二位三通比例换向阀根据制动液压缸上压力传感器的反馈信号对机车制动力进行控制。