技术领域
[0001] 本
发明涉及液压发电技术领域，尤其涉及一种安全节能的液压发电系统。
背景技术
[0002] 液压发电是一种通过
液压马达旋转来拖动发
电机运转，将机械能转化为
电能的技术。其应用依托于液压系统，丰富了液压系统
能量输出形式的多样性，填补了液压系统不能输出电能的空白，相比于燃油
发电机组液压发电机大大提高了功率
密度，并且依靠其体积小、重量轻、可靠性高、环境适应性强的特点，得到了非常广泛的应用。
[0003] 目前液压发电已经较多的应用在
工程机械、救援车辆、
铁路运输、飞机、
船舶等领域，现在的液压发电机已经解决了发电功率低、突加突减发电指标差及空载转速
稳定性差、交流直流不能互相转换等技术问题。
[0004] 但是现有液压发电机存在如下缺点：
[0005] 1.由于液压系统的特性为系统压
力是由压力需求最高的负载决定的，在单
泵多负载的液压系统中，由于用电负载的特殊性，在很多情况下要求液压发电机处于空载运转待机或小功率输出的状态，而其他负载需求压力很高，此时流经发电机液压马达的液压油仍为高压液压油，液压能并未转化为电能提供给用电负载，因此高压液压能转化为
热能，此种情况不仅是
能源大大的浪费，而且会导致液压系统的液压油
温度快速升高，降低液压原件寿命。其能量转化率低、发热大的缺点依然没有得到有效的解决。
[0006] 2.现有液压发电机仅从发电机输出端进行安全防护措施的设置，例如安装
断路器、漏电保护器、保险等，此类安全保护措施安全等级不足，一旦安全防护措施失效，发电机的高
电压将对人员安全产生巨大威胁，同时设备也面临损坏的
风险。
[0007] 3.现有液压
交流发电机在进行负载突加突减时瞬态指标很难达到轴带直连发电机组产品的标准，难以克服不能满足高
精度用电负载使用要求的缺点。
发明内容
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供响应速度快，发电机的瞬态发电特性更加趋于稳定，液压发电系统具有更高的安全性，发电指标有极大提升且满足高精度用电负载使用需求的一种安全节能的液压发电系统。
[0009] 本发明是通过以下技术方案予以实现：
[0010] 一种安全节能的液压发电系统，其包括液压油箱、
液压泵、比例多路
阀、电控卸荷阀、变量马达、发电机及控制系统，所述液压泵其吸油口通过吸油管路与液压油箱连接，输油口通过高压管路与比例多路阀的高压口连通，比例多路阀的高压油输出口与变量马达的高压油口之间安装电控卸荷阀，变量马达的回油口通过回油管路经比例多路阀的回油口后回到液压油箱，变量马达的
输出轴与发电机
输入轴之间通过
联轴器连接，所述控制系统包括
控制器、安装于变量马达高压口处的第一压力
传感器、安装于变量马达低压口处的第二
压力传感器、安装于变量马达内的
排量传感器、安装于发电机内的
电流传感器、电压传感器、安装于联轴器处的
转速传感器及安装于液压泵高压口处的第三压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、排量传感器、电流传感器、电压传感器、转速传感器及第三压力传感器分别与控制器的输入端通过线缆连接，控制器的输出端分别与比例多路阀、电控卸荷阀及变量马达的执行元件通过线缆连接。
[0012] 本发明的有益效果
[0013] 一种安全节能的液压发电系统，具有如下优点：
[0014] 1.由于变量液压马达排量可调而且响应速度快等特点，可将发电机调速控制点从控制
比例阀或液压泵直接变更为更为接近负载端的液压马达，更加方便快捷，响应速度快，从而使发电机的瞬态发电特性更加趋于稳定。
[0015] 2.在
电路系统的安全防护措施失效后，仍能切实有效的为人员及设备提供安全的保护措施，使液压发电系统具有更高的安全性。
[0016] 3.对发电指标有极大提升，满足高精度用电负载的使用需求，使液压发电的使用范围更加广泛。
附图说明
[0017] 图1为本发明系统结构示意图；
[0018] 图2为本发明液压原理结构示意图；
[0019] 图3为本发明系统控制原理示意图；
[0020] 图中：1.变量马达，2.联轴器，3.发电机，4.第一压力传感器，5.第二压力传感器，6.排量传感器，7.电流传感器，8.电压传感器，9.转速传感器，10.第三压力传感器，11.控制器，12.电控卸荷阀，13.液压泵，14.液压油箱，15.比例多路阀。
具体实施方式
[0021] 一种安全节能的液压发电系统，其包括液压油箱14、液压泵13、比例多路阀15、电控卸荷阀12、变量马达1、发电机3及控制系统，所述液压泵其吸油口通过吸油管路与液压油箱连接，输油口通过高压管路与比例多路阀的高压口连通，比例多路阀的高压油输出口与变量马达的高压油口之间安装电控卸荷阀，变量马达的回油口通过回油管路经比例多路阀的回油口后回到液压油箱，变量马达的输出轴与发电机输入轴之间通过联轴器2连接，所述控制系统包括控制器11、安装于变量马达高压口处的第一压力传感器4、安装于变量马达低压口处的第二压力传感器5、安装于变量马达内的排量传感器6、安装于发电机内的电流传感器7、电压传感器8、安装于联轴器处的转速传感器9及安装于液压泵高压口处的第三压力传感器10，所述第一压力传感器、第二压力传感器、排量传感器、电流传感器、电压传感器、转速传感器及第三压力传感器分别与控制器的输入端通过线缆连接，控制器的输出端分别与比例多路阀、电控卸荷阀及变量马达的执行元件通过线缆连接。
[0022] 进一步，液压泵通过原动机驱动。
[0023] 本发明的工作原理是：原动机驱动液压泵，液压泵通过吸油管路从液压油箱吸油，液压泵吸收原动机的功率后通过高压管路将高压液压油输送到比例多路阀组的高压口。比例多路阀组根据工况需求将液压油分配给发电机变量马达高压油口来驱动变量马达旋转，变量马达通过联轴器驱动交流发电机，变量马达将释放完压力能的液压油通过管路汇集到比例多路阀组的回油口。比例多路阀组的回油口通过回油管路将液压油输送回液压油箱，完成液压油的循环过程，从而实现将液压能转化为电能的能量转化。
[0024] 发明的控制系统原理为：第一压力传感器用于读取变量马达高压口压力，第二压力传感器用于读取变量马达低压口压力，排量传感器用于读取变量马达排量，电流传感器用于读取交流发电机输出电流，电压传感器用于读取交流发电机输出电流，转速传感器用于读取变量液压马达即发电机转速，第三压力传感器用于读取液压系统压力，控制器用于接收传感器的信息并进行比较，控制系统的运行。
[0025] 节能功能的实现体现在液压系统中多个负载同时运行时，包含发电机，控制器通过第一压力传感器读取变量马达高压口压力p1，通过第三压力传感器读取液压系统高压压力p3，并进行比较，当p1低于p3时，控制器调节变量马达控制电流控制变量马达的排量减小，直至p1接近p3，此时的发热功率为P(千瓦)＝(p3-p1)*Q/60(Q为流经变量马达的流量)，由于p1接近p3因此发热功率极低，达到节能的效果。
[0026] 安全功能的实现原理为：控制器根据发电机技术参数预设功率安全保护值为P(预设)，通过第一压力传感器读取变量马达高压口压力p1，通过第二压力传感器读取变量马达高压口压力p2，通过转速传感器读取变量马达转速n，通过排量传感器读取变量马达排量v，利用公式计算出P(实际)＝(p1-p2)*v*n/60，然后对P(实际)及P(预设)进行比较，当P(实际)高于P(预设)时，控制器控制电控卸荷阀开启，使变量马达卸荷，使液压油跨过变量马达，直接流回比例多路阀组回油口。从而起到安全保护的作用。此保护功能区别发电机电路保护措施，能从能量源头彻底切断功率输出，使得系统的安全保护措施进一步提升。
[0027] 发电瞬态指标控制原理为：控制器通过电压传感器读取发电机
输出电压，通过转速传感器读取发电转速及发电机
频率。将以上读取参数与预设参数进行比较计算，当发电机输出功率突加时，发电机瞬态转速会降低，导致输出电压及频率下降，此时控制器将控制变量马达排量减小，从而使发电机转速迅速回复，当发电机输出功率突减时，发电机瞬态转速会上升，导致输出电压及频率上升，此时控制器将控制变量马达排量加大，从而使发电机转速迅速回复。将发电机调速控制点从控制比例阀或液压泵直接变更为更为接近负载端的液压马达，响应速度非常快。
[0028] 综上所述，本
申请所保护的一种安全节能的液压发电系统，响应速度快，发电机的瞬态发电特性更加趋于稳定，液压发电系统具有更高的安全性，发电指标有极大提升且满足高精度用电负载使用需求。
[0029] 以上所述仅为本发明的优选
实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
