崔金元 權(quán) 龍 劉志奇 葛 磊 黃偉男

(1.太原理工大學新型傳感器與智能控制教育部重點實驗室, 太原 030024;2.太原科技大學機械工程學院, 太原 030024)

0 引言

隨著化石能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出,保有量大且能耗高的工程機械節(jié)能減排技術(shù)的研究已刻不容緩[1-2]。在常見的工程機械中,如挖掘機、起重機和卷揚機等,均存在頻繁啟動和制動作業(yè)的大慣量液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。在大慣量液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)制動時,制動動能經(jīng)過閥口節(jié)流作用轉(zhuǎn)換為熱能而散失,造成大量的能量損失[3-4]。如果能夠?qū)剞D(zhuǎn)系統(tǒng)制動動能回收再利用,不僅可降低系統(tǒng)能耗和工程機械使用成本,還可以節(jié)約能源、保護環(huán)境[5]。

近年來,針對大慣量回轉(zhuǎn)系統(tǒng)節(jié)能研究已成為工程機械節(jié)能技術(shù)的研究熱點,典型的節(jié)能系統(tǒng)有:液壓節(jié)能系統(tǒng)、純電動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和混合動力系統(tǒng)等。液壓節(jié)能系統(tǒng)包括:開式和閉式液壓節(jié)能系統(tǒng)。針對開式液壓節(jié)能系統(tǒng),文獻[6-8]提出泵閥復合進出口獨立控制和主驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)增加被動回路的方法,分別對加速和制動工況制定相應策略,使系統(tǒng)平均功率降低25.5%。文獻[9-10]運用二次調(diào)節(jié)靜液壓技術(shù),將泵/馬達作為回轉(zhuǎn)執(zhí)行元件,蓄能器回收制動動能再利用,油耗降低21%。LEE等[11]通過在原有回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中,增加能量再生閥和蓄能器,實現(xiàn)回轉(zhuǎn)制動動能回收再利用,系統(tǒng)能耗減小18.5%。為進一步消除液壓系統(tǒng)中的節(jié)流損失并將制動動能直接再利用,專家學者提出了閉式液壓節(jié)能系統(tǒng)。文獻[12-13]分別設計了多蓄能器閉式回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和雙閉式回路并聯(lián)驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng),采用泵/馬達和液壓泵構(gòu)建閉式液壓回路,消除了節(jié)流損失,系統(tǒng)能量回收效率為22%。純電動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中,采用電機代替液壓馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)體,并將制動動能轉(zhuǎn)換為電能,存儲于電儲能元件再利用[14]。文 獻[15-16] 制定了轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速復合控制策略,采用超級電容作為儲能元件,實現(xiàn)電動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)制動能量的回收再利用。YOON等[17]在純電動回轉(zhuǎn)基礎上,構(gòu)建了電容和蓄電池混合儲能系統(tǒng),制定變量輸入/輸出的控制策略,實現(xiàn)了制動能量回收再利用。混合動力系統(tǒng)中,通過電氣與液壓系統(tǒng)結(jié)合,形成混合動力源供給系統(tǒng),具有較好的節(jié)能效果[18-19]。FRESIA等[20]設計了內(nèi)燃機同軸驅(qū)動發(fā)電機和液壓泵,電機代替回轉(zhuǎn)馬達,發(fā)電機為回轉(zhuǎn)電機供電,且超級電容回收能量再利用,系統(tǒng)能耗降低28%。GONG等[21]提出對挖掘機整機可回收能量的集中回收再利用,設計了基于參數(shù)規(guī)則策略的實時控制,運用超級電容對能量存儲再利用,系統(tǒng)減少能耗約17.6%。

現(xiàn)有液壓節(jié)能系統(tǒng)中,開式液壓系統(tǒng)節(jié)流損失大,而閉式液壓系統(tǒng)控制特性和響應特性較差[22-24]。純電動和混合動力回轉(zhuǎn)系統(tǒng),采用超級電容或蓄電池作為儲能元件,功率密度較低,制約了電氣儲能方式對制動能量的回收再利用[25]。本文結(jié)合電機控制精度高和液壓系統(tǒng)功率密度高的優(yōu)點[26-28],采用液壓蓄能器作為儲能元件,提出電機和液壓馬達并聯(lián)混合驅(qū)動大慣量回轉(zhuǎn)系統(tǒng),以期實現(xiàn)系統(tǒng)制動動能回收再利用。建立多學科聯(lián)合仿真模型,基于全周期工況識別速度控制策略,搭建電液混合驅(qū)動試驗平臺,對系統(tǒng)動態(tài)特性和能耗進行分析。

1 系統(tǒng)原理

所提出的電液混合驅(qū)動大慣量回轉(zhuǎn)系統(tǒng)原理如圖1所示。系統(tǒng)由電氣單元、液壓驅(qū)動單元、蓄能單元、液壓補油單元和大慣量回轉(zhuǎn)體組成。

圖1 電液混合驅(qū)動大慣量回轉(zhuǎn)系統(tǒng)原理圖Fig.1 Electro-hydraulic hybrid drive large inertia swing system schematic1.補油動力源 2.低壓蓄能器 3.大慣量回轉(zhuǎn)體 4.永磁同步電機 5.驅(qū)動器 6.PLC 7.高壓蓄能器 8.開關閥1 9.開關閥2 10.換向閥 11.溢流閥 12.開關閥3 13.液壓馬達

系統(tǒng)采用永磁同步電機和液壓馬達并聯(lián)混合驅(qū)動大慣量回轉(zhuǎn)體。永磁同步電機作為主動力源,控制回轉(zhuǎn)系統(tǒng)運動;由蓄能器提供動力的液壓馬達作為輔助動力源,為電機啟動加速提供扭矩補償,蓄能器高效回收制動動能再利用。系統(tǒng)采用PLC控制,大慣量回轉(zhuǎn)體安裝有扭矩和速度傳感器,液壓回路安裝有壓力傳感器,實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀況。

在工作過程中,回轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要包括正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)2種工況,每種工況包括:啟動加速、勻速運行和減速制動3個階段。當回轉(zhuǎn)系統(tǒng)正轉(zhuǎn)啟動加速時,電機啟動輸出扭矩,換向閥至右位、開關閥1開通,高壓蓄能器釋放能量為馬達提供動力,給電機提供扭矩補償;當回轉(zhuǎn)體達到預期轉(zhuǎn)速且保持正轉(zhuǎn)勻速運行時,換向閥至中位、開關閥3開通,馬達處于隨動狀態(tài),電機輸出扭矩減小,回轉(zhuǎn)體保持勻速運動;當回轉(zhuǎn)體正轉(zhuǎn)減速制動時,換向閥至左位、開關閥2開通,回轉(zhuǎn)體慣性帶動馬達將高壓油液儲存于高壓蓄能器,在制動結(jié)束或蓄能器壓力達到限定壓力后,換向閥至中位,開關閥2關閉?；剞D(zhuǎn)系統(tǒng)反轉(zhuǎn)工況與正轉(zhuǎn)工作原理基本相同。

2 控制策略

為了保證系統(tǒng)減速制動動能的順利回收再利用,且合理調(diào)節(jié)主輔動力源的供給,并保證系統(tǒng)按照預期轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運行,以控制信號、電機轉(zhuǎn)速、蓄能器壓力為輸入信號,實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況,提出了全周期工況識別速度控制策略。通過調(diào)節(jié)電機驅(qū)動器、液壓系統(tǒng)中換向閥和開關閥的通斷,對主輔動力源的能量供給進行調(diào)控,滿足系統(tǒng)運轉(zhuǎn)速度的需求,充分發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)勢,具體控制策略如圖2所示。

圖2 全周期工況識別速度控制策略Fig.2 Full cycle condition identification speed control strategy diagram

系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)包括:工況識別控制、電氣控制和液壓控制。其中,工況識別控制是根據(jù)輸入控制信號、傳感器采集信息和外部狀態(tài)信息的反饋,確定系統(tǒng)當前的運行工況和目標運行工況,從而進行回轉(zhuǎn)運行控制;電氣控制是電機控制系統(tǒng)運行速度和調(diào)節(jié)自身電磁扭矩的輸出;液壓控制是液壓系統(tǒng)對制動能量的回收/釋放和回路補油的控制。

電氣和液壓混合驅(qū)動本質(zhì)是電機和馬達輸出扭矩共同作用于回轉(zhuǎn)體。在回轉(zhuǎn)體啟動加速時,馬達最大限度地提供輔助扭矩補償,電機調(diào)節(jié)自身電磁扭矩的輸出,保證回轉(zhuǎn)體保持預期的加速度。在回轉(zhuǎn)體勻速運行時,馬達處于隨動狀態(tài),電機控制運行速度,使回轉(zhuǎn)體按照設定轉(zhuǎn)速運行。

判斷回轉(zhuǎn)平臺反饋數(shù)據(jù),回轉(zhuǎn)體角速度ωh和角加速度αh的相互關系為

(1)

當ωhαh<0時,回轉(zhuǎn)體處于減速制動狀態(tài)。通過控制開關閥和換向閥的通斷,高壓蓄能器回收馬達制動動能轉(zhuǎn)換為液壓能的高壓油液,運用于下一階段系統(tǒng)的啟動加速。在蓄能器壓力達到最高工作壓力或制動結(jié)束后,停止制動能量回收。若高壓蓄能器釋放能量后,壓力低于最低工作壓力,補油單元對蓄能器進行補油。圖3為系統(tǒng)能量回收和釋放控制策略。

圖3 系統(tǒng)能量回收和釋放控制策略Fig.3 Energy recovery system and release control strategy

由于系統(tǒng)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)工況能量流基本相同,以正轉(zhuǎn)為例分析系統(tǒng)能量流,圖4為回轉(zhuǎn)系統(tǒng)正轉(zhuǎn)工作能量流示意圖。在啟動加速階段,高壓蓄能器釋放高壓油液,供給馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)體,經(jīng)換向閥回到低壓蓄能器,同時驅(qū)動器控制電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)體。在勻速運行階段,驅(qū)動器控制電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)體,而馬達處于隨動狀態(tài),液壓回路形成低壓閉式回路。在減速制動階段,高壓蓄能器回收制動形成的高壓油液,低壓蓄能器向液壓回路供油,電機處于隨動狀態(tài)。

圖4 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)正轉(zhuǎn)工作能量流Fig.4 Forward working energy flow of large inertia swing system

3 系統(tǒng)建模與仿真分析

根據(jù)電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作原理和實際運行工況,建立電液混合驅(qū)動動力學系統(tǒng)模型,進行仿真分析,為進一步試驗提供理論依據(jù)。

3.1 數(shù)學模型

永磁同步電機作為系統(tǒng)主要動力源,輸出功率與扭矩、轉(zhuǎn)速關系式為

(2)

式中Pe——電機輸出功率,kW

Te——電機輸出扭矩,N·m

ne——電機轉(zhuǎn)速,r/min

ηe——電機機械效率,%

液壓馬達作為系統(tǒng)輔助動力源,由回轉(zhuǎn)減速制動儲存于蓄能器中的能量提供動力。液壓馬達輸出扭矩模式為

(3)

式中Tm——馬達輸出扭矩,N·m

Δp——馬達進出油口壓差,MPa

Vm——馬達排量,mL/r

ηm——馬達機械效率,%

系統(tǒng)中蓄能器采用氣囊式液壓蓄能器,預充壓力、最低壓力、最高壓力和回收/釋放能量方程為

(4)

式中p1——蓄能器最低工作壓力,MPa

p2——蓄能器最高工作壓力,MPa

V0——蓄能器容積,L

Eace——回收制動能量,kJ

n0——氣體多變過程指數(shù),取1.4

回轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由電機和液壓馬達共同驅(qū)動,且受外界摩擦阻力矩影響,則系統(tǒng)力矩平衡方程為

(5)

式中ie——電機減速器減速比

im——液壓馬達減速器減速比

ic——回轉(zhuǎn)體減速比

Bh——回轉(zhuǎn)體摩擦因數(shù)

n——回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速,r/min

J——回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動慣量,kg·m2

3.2 仿真分析

通過多學科聯(lián)合仿真軟件Simulation X,建立電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)仿真模型,參數(shù)如表1所示。圖5為電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)仿真模型,主要包括電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和大慣量回轉(zhuǎn)體。該模型模擬回轉(zhuǎn)系統(tǒng)特性,實現(xiàn)電機和液壓馬達并聯(lián)驅(qū)動回轉(zhuǎn)體。

表1 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)仿真模型參數(shù)Tab.1 Swing system simulation model parameters

圖5 電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)仿真模型Fig.5 Simulation model of electro-hydraulic hybrid drive swing system

圖6為回轉(zhuǎn)體動態(tài)特性曲線。在輸入控制信號作用下,從初始啟動加速到減速制動停止,最大轉(zhuǎn)速為1 399 r/min,平均轉(zhuǎn)速約為1 348 r/min,最大位移轉(zhuǎn)角為623.1 rad,最大加速度為98 rad/s2。在1.9～3.5 s和10～11.5 s時,回轉(zhuǎn)體正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)啟動加速,在3.5～6 s和11.5～14 s時,回轉(zhuǎn)體正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)勻速運行,在6～8 s和14～16 s時,回轉(zhuǎn)體正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)減速制動。整個運動過程,電液混驅(qū)回轉(zhuǎn)體運行平穩(wěn),僅在啟動加速臨近結(jié)束和勻速運行初期有一定的振蕩。

圖6 回轉(zhuǎn)體動態(tài)特性曲線Fig.6 Motion characteristic curve of swing body

圖7為馬達輸出扭矩和蓄能器壓力曲線。在啟動加速階段,馬達最大輸出扭矩為284.9 N·m,蓄能器壓力由24.6 MPa降至22.3 MPa;在勻速運動階段,馬達處于隨動狀態(tài),不輸出扭矩;在減速制動階段,馬達回收制動能量,形成較大反向扭矩,最大扭矩為293.1 N·m,蓄能器壓力升至24.5 MPa。

圖7 馬達輸出扭矩和蓄能器壓力曲線Fig.7 Motor output torque and accumulator pressure curve

由于電液混合驅(qū)動大慣量回轉(zhuǎn)系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動慣量的情況下,蓄能器回收/釋放能量占回轉(zhuǎn)體制動動能的比例(能量回收效率)不同,因此,運用待定系數(shù)法對系統(tǒng)能量回收效率比較分析。

3.2.1不同轉(zhuǎn)速的回轉(zhuǎn)特性分析

當轉(zhuǎn)動慣量為4.7 kg·m2,回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速分別為600、800、1 000、1 200、1 400 r/min,對馬達輸出扭矩、蓄能器壓力和輸出功率進行分析。

如圖8所示,隨著回轉(zhuǎn)體設定轉(zhuǎn)速的不斷增大,馬達輸出扭矩不斷增大,不同速度對應馬達輸出峰值扭矩分別為128.8、165.9、206.5、243.8、284.9 N·m。 同時,隨著設定轉(zhuǎn)速的不斷變大,蓄能器工作壓差平均增大0.42 MPa,則蓄能器輸出功率增大,回收/釋放能量不斷增大。

圖8 不同轉(zhuǎn)速馬達輸出扭矩、蓄能器壓力和輸出功率曲線Fig.8 Motor output torque, accumulator pressure and output power curves with different speeds

對不同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)系統(tǒng)制動動能回收效率進行比較分析,如表2所示,回收效率分別為40.5%、46.0%、52.6%、58.5%和65.9%。

表2 不同轉(zhuǎn)速的制動動能回收效率Tab.2 Braking energy recovery efficiency with different speeds

3.2.2不同轉(zhuǎn)動慣量的回轉(zhuǎn)特性分析

當回轉(zhuǎn)體速度為1 400 r/min,回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動慣量分別為2.7、3.2、3.7、4.2、4.7 kg·m2,對馬達輸出扭矩、蓄能器壓力和輸出功率進行分析。

如圖9所示,隨著設定轉(zhuǎn)動慣量的不斷增大,馬達輸出扭矩不斷增大,輸出峰值扭矩分別為:140.1、170.9、198.3、229.1、284.9 N·m。同時,隨著設定轉(zhuǎn)動慣量的增大,蓄能器工作壓差平均增大0.22 MPa,則蓄能器輸出功率增大,回收/釋放能量不斷增大。

圖9 不同轉(zhuǎn)動慣量馬達輸出轉(zhuǎn)矩、蓄能器壓力和輸出功率曲線Fig.9 Motor output torque, accumulator pressure and output power curves with different moment of inertia

對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)不同轉(zhuǎn)動慣量的制動動能回收效率比較分析,如表3所示,回收效率分別為53.6%、55.9%、57.9%、60.5%和65.9%。

表3 不同轉(zhuǎn)動慣量的制動動能回收效率Tab.3 Braking energy recovery efficiency with different moment of inertia

由表2、3可知,隨著轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動慣量的變化,回轉(zhuǎn)制動動能回收效率為40.5%～65.9%。

4 試驗系統(tǒng)與結(jié)果分析

4.1 試驗系統(tǒng)

為進一步驗證所提系統(tǒng)的特性和能效,搭建電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗臺。圖10為電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗臺原理圖,采用匯川ISMG1-30D15CD型永磁同步電機,結(jié)合A6V80EP22FP2型回轉(zhuǎn)馬達,以飛輪代替回轉(zhuǎn)體,電機和馬達并聯(lián)驅(qū)動回轉(zhuǎn)體?；剞D(zhuǎn)體運行轉(zhuǎn)速設定為1 400 r/min,回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動慣量為4.7 kg·m2,高/低壓蓄能器容量分別為40 L。圖11為電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗臺。

圖10 電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗臺原理圖Fig.10 Schematic of electro-hydraulic hybrid drive swing system test bench

圖11 電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗臺Fig.11 Electro-hydraulic hybrid drive swing system test bench

4.2 動態(tài)特性

圖12為電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速、馬達輸出扭矩和蓄能器壓力曲線。由圖12a可知,在1.8～3.5 s正向啟動加速和9.8～11.4 s反向啟動加速階段,回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速試驗比仿真快0.4 s;在3.5～6 s正向勻速和11.4～13.9 s反向勻速運行階段,回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速試驗較仿真有明顯的波動;在6～7.9 s正向減速制動和13.9～16 s反向減速制動階段,試驗與仿真情況基本相同,僅在正向制動臨近結(jié)束,轉(zhuǎn)速有一定程度的振蕩。

圖12 回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速、馬達輸出扭矩和蓄能器壓力曲線Fig.12 Speed of swing body, motor output torque and accumulator pressure curves

由圖12b、12c可知,在1.8～3.5 s正向啟動加速和9.8～11.4 s反向啟動加速階段,馬達輸出最大扭矩約為302.0 N·m,蓄能器釋放能量,蓄能器壓力逐漸減小;在3.5～6 s正向勻速和11.4～14 s反向勻速運行階段,蓄能器停止放能,馬達不輸出扭矩;在6～8 s正向減速制動和14～16 s反向減速制動階段,蓄能器回收制動動能,馬達產(chǎn)生反向扭矩,最大扭矩為290.3 N·m,蓄能器工作壓力為22.1～24.6 MPa。從圖12可以看出,電液混合驅(qū)動系統(tǒng)仿真與試驗曲線基本一致,證明所建立模型的準確性。

上述工作過程中,蓄能器回收/釋放能量為63.4 kJ,回轉(zhuǎn)系統(tǒng)減速制動動能為99.8 kJ,系統(tǒng)制動動能回收效率為63.5%。

4.3 對比分析

為了進一步分析系統(tǒng)特性,對所提出的電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)與純電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)比較分析。圖13為純電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的原理圖和試驗臺。通過斷開上述電液混合驅(qū)動回轉(zhuǎn)試驗臺中液壓馬達與回轉(zhuǎn)體的離合器,形成純電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

圖13 純電機驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)原理圖和試驗臺Fig.13 Principle of pure motor drive swing system and test bench

由于正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)工況基本相同,以正轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和功率進行對比分析。圖14為電液混合驅(qū)動系統(tǒng)與純電機驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和電機功率曲線。由圖14a 可知,在啟動加速階段,電液混合驅(qū)動系統(tǒng)中的電機在馬達扭矩補償作用下,比純電機驅(qū)動系統(tǒng)達到設定的目標轉(zhuǎn)速提前1.2 s;勻速運行狀況基本相同;在減速制動階段,電液混合驅(qū)動系統(tǒng)由馬達制動,并回收制動能量,而純電機驅(qū)動系統(tǒng)由制動電阻進行制動,響應較快,導致電液混合驅(qū)動系統(tǒng)比純電機驅(qū)動系統(tǒng)制動減速慢0.6 s。

圖14 電液混合驅(qū)動系統(tǒng)與純電機驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和電機功率曲線Fig.14 Speed and motor power curves of electro-hydraulic hybrid drive system and pure motor drive system

由圖14b可知,對于電液混合驅(qū)動系統(tǒng),在啟動加速階段,電機在馬達補償作用下,初期功率增長緩慢,隨后快速增長,峰值功率達15.8 kW;在勻速運行階段,電機輸出功率逐漸減小;在減速制動過程中,電機不輸出功率,馬達回收制動能量;對于純電機驅(qū)動系統(tǒng),在啟動加速階段,電機的輸出功率隨著速度的增大而快速增大,最大輸出功率達 27.8 kW;在勻速運行階段,電機輸出功率有適當?shù)牟▌硬⒅饾u減小;在減速制動階段,制動電阻進行制動。

上述工作過程中,電液混合驅(qū)動系統(tǒng)電機平均輸出功率為6.8 kW,而純電機驅(qū)動系統(tǒng)平均輸出功率為11.4 kW,顯著降低系統(tǒng)能耗40.8%。

5 結(jié)論

(1)電液混合驅(qū)動大慣量回轉(zhuǎn)系統(tǒng),解決了回轉(zhuǎn)系統(tǒng)節(jié)流損失大和制動動能浪費嚴重的問題?；谥鬏o動力源合理供給原則,設計全周期工況識別速度控制策略,對系統(tǒng)運行特性和制動動能回收效率進行分析。仿真結(jié)果表明,隨著回轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動慣量的變化,制動動能回收效率為40.5%～65.9%。

(2)通過建立回轉(zhuǎn)試驗平臺,將電液混合驅(qū)動系統(tǒng)與純電機驅(qū)動系統(tǒng)相比。結(jié)果表明,電液混合驅(qū)動系統(tǒng)啟動加速時間減少1.2 s,制動動能高效回收效率為63.5%,顯著降低系統(tǒng)能耗40.8%,使回轉(zhuǎn)系統(tǒng)更加平穩(wěn)地運行。