根据有无能量储存元件的类型,能量回收系统分为无储能元件的能量回收系统和有储能元件的能量回收系统,其中有储能元件的能量回收系统主要分为机械式、电气式和液压式三大类。有储能元件的系统将可回收的能量储存在储能元件中,然后在下一周期释放出来提供辅助动力,该类能量回收系统受实际负载工况影响较小,节能效果显著,但有储能元件的能量回收系统增加了能量转换环节。因此,能量回收和再生的整体效率很大程度上取决于储能元件和能量回收方式。
根据有无平衡单元,能量回收系统又可以分成无平衡单元的能量回收系统和有平衡单元的能量回收系统。无平衡单元的系统中所有的液压缸或者液压马达都是驱动执行元件,执行机构可回收能量通过液压缸或马达的油腔与能量回收单元相连接,如图4-13所示。有平衡单元的能量回收系统如图4-14所示,其平衡单元应用直线驱动负载的驱动系统是在原来的驱动系统前提下,在直线运动执行器上增加一个或多个平衡液压缸,其节能原理为:①通过控制平衡液压缸的两腔压力来平衡动臂的重力,等效于驱动液压缸驱动一个较轻的重物,进而降低驱动液压缸的消耗功率,实现节能的目的;②平衡单元和原驱动单元通过力在动臂上的耦合,速度控制仍然可以通过原驱动单元保证,回收能量的再利用可以直接通过平衡单元释放出来,实现了驱动和再生的一体化,避免能量转换环节较多;③当执行器的驱动负载波动剧烈时,也可以通过控制平衡液压缸的输出力来平衡负载波动,将削峰填谷原理直接应用于执行器和负载之间,使得驱动液压缸只需要输出负载的平均功率。同理,旋转运动执行元件的平衡节能原理如图4-15所示。根据平衡单元的储能元件类型,平衡单元分为机械式、电气式和液压式。
图4-13 无平衡单元势能回收原理图
图4-14 直线运动执行元件平衡节能原理图(www.xing528.com)
a)机械式平衡 b)电气式平衡 c)液压式平衡
图4-15 旋转运动执行元件平衡节能原理图
a)机械式平衡 b)电气式平衡 c)液压式平衡
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