[发明专利]一种主动式能量管理系统

权利要求书

1.一种主动式能量管理系统，其特征在于，包括能量主回路(10)和能量管控系统(11)；

所述能量主回路(10)包括整流单元(1)，压力机主驱电机(2)及其驱动单元(3)，飞轮储能电机(4)及其驱动单元(5)，电容储能单元(6)和制动单元(7)；所述压力机主驱电机(2)通过驱动单元(3)与直流母线(9)连接；所述飞轮储能电机(4)通过驱动单元(5)与直流母线(9)连接；电容储能单元(6)和制动单元(7)均直接与直流母线(9)连接；

所述能量管控系统(11)在正常生产前，通过压力机主驱电机(2)的运动规划求解器求解出压力机主驱电机(2)的速度曲线(12)和扭矩曲线(13)；所述能量管控系统通过压力机主驱电机(2)的速度曲线(12)和扭矩曲线(13)求解出压力机主驱电机(2)共直流母线连接的各耗电单元的总功率曲线(15)；根据设定的直流母线电压波动设定限值，规划求解出飞轮储能电机(4)的运行数量及速度曲线(14)，然后将飞轮储能电机(4)的速度曲线(14)传递至飞轮储能电机(4)的驱动单元(5)；

所述能量管控系统(11)在正常生产前，通过压力机主驱电机(2)的运动规划求解器求解出压力机主驱电机(2)的速度曲线(12)和扭矩曲线(13)的方法为：根据工艺要求参数，利用多项式参数曲线插值求解出速度曲线(12)；所述工艺要求参数包括成形力、成形速度和节拍要求；通过伺服压力机动力学方程求解出扭矩曲线(13)；

扭矩曲线(13)确定的过程包括以曲柄转角转速ω作为状态变量，而以伺服电机等效驱动扭矩T_d作为控制变量，则伺服压力机动力学方程为

其中为机构、传动、电机转子及惯性负载等效到曲柄的总惯量，是曲柄角度的函数；滑块行程对于单自由度执行机构，由曲柄角度唯一确定、滑块速度v_slide、滑块加速度皆为滑块的运动参数；T_work为工作力相应的力矩、T_G为重力力矩、T_r为阻力矩。

2.根据权利要求1所述的一种主动式能量管理系统，其特征在于，在正常生产时，压力机主驱电机(2)与飞轮储能电机(4)同步控制，保证压力机主驱电机(2)加速时，飞轮储能电机(4)主动减速，压力机主驱电机(2)减速时，飞轮储能电机(4)主动加速；在能量主回路(10)内，飞轮储能电机(4)主动与压力机主驱电机(2)进行能量转换。

3.根据权利要求1所述的一种主动式能量管理系统，其特征在于，所述制动单元(7)包括制动电阻(7A)和接触器(7B)；

在能量管控系统(11)接收制动指令后，接触器(7B)接通，将制动电阻(7A)接到能量主回路(10)，吸收压力机主驱电机(2)能量。

4.根据权利要求3所述的一种主动式能量管理系统，其特征在于，在制动单元(7)工作过程中，若飞轮储能电机(4)转速N高于额定转速Nn，能量管控系统(11)控制飞轮储能电机(11)以匀速N运行；若飞轮储能电机(4)转速N低于额定转速Nn，能量管控系统(11)直接控制飞轮储能电机加速至极限转速Nmax，并以极限转速Nmax匀速运行。

5.根据权利要求1所述的一种主动式能量管理系统，其特征在于，所述能量管控系统通过压力机主驱电机(2)的速度曲线(12)和扭矩曲线(13)求解出压力机主驱电机(2)共直流母线连接的各耗电单元的总功率曲线(15)的方法为：首先通过P＝T*n/9550计算出各功耗单元的功率；所述T为扭矩，所述n为速度；然后根据各功耗单元的相位差进行叠加，得出压力机主驱电机(2)共直流母线连接的各耗电单元的总功率曲线；

所述各功耗单元包括直流母线连接的压力机主驱电机(2)、伺服垫和送料装置。