變頻液壓站的原理圖如圖1 所示, 主要由變頻器、交流電動機、定量液壓泵、溢流閥、冷卻器、過濾器、測速器、壓力傳感器、溫度傳感器、空氣過濾器、液位計等元器件組成。

  變頻器主要由主回路、控制回路、保護回路構成。主回路的作用是直接給交流電動機提供調頻調壓電源; 控制回路的作用是根據預先設定或由閉環反饋信號( 輸出量向輸入端饋送運行信號作為比較或控制信號) 來控制主回路,使主回路按一定的規律調節電壓與頻率并輸出, 有驅動回路( 提供主回路按一定規律的調節電壓與頻率) 、運算回路( 根據檢測的信號進行計算并與設定值比較而決定輸出) 、輸入/設定參數回路( 對液壓參數及工藝曲線進行設定) 、電壓/電流檢測回路( 檢測主回路的實際電壓/電流) 、速度檢測回路( 檢測電機的實際轉速) 、壓力檢測回路( 檢測液壓系統的實際壓力) 、冷卻控制回路( 檢測液壓系統的溫度并控制冷卻電機的開關) 等組成; 保護回路則為變頻器的各個部分及電動機提供完善的保護, 如過流、過載過電壓等故障的保護, 使變頻器及電動機工作具有高可靠性。變頻器是變頻調速系統的核心部分, 所以變頻器是變頻液壓站最為重要的部件。其控制方式有開環恒壓比(V/f=常數)的控制、矢量控制、直接轉矩控制等。交流電動機在變頻液壓站中也是個重要的元件,用普通的交流電動機也可以實現變頻控制, 但因為結構較大, 慣性大, 其節能效果不是特別明顯, 控制精度較差, 所以有很多的研究機構和廠家在減小交流電動機轉子的慣性、增強輸出扭矩做了很多的研究, 且取得不少的成果。日本大金工業株式會社的專利產品IPM電動機的轉子使用了如圖2 所示的結構, 在轉子的中心鑲入了四條稀土類磁石; 磁石在定子產生的磁場里會產生磁石扭矩; 由于電磁鋼板接近磁石時, 磁力線比空氣更易于通過電磁鋼板, 集中在鐵的周圍, 磁力線想通過最短距離將鐵拉向左側, 如圖3 所示, 形成向左磁阻力,IPM電動機在圖4 位置時, S 極的磁力線變短, 從而在箭頭方向因磁阻扭矩產生旋轉力; IPM電動機的輸出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩, 比同等規格普通電動機的輸出扭矩大大增加, 其效率達82%以上, 低速能平穩地控制在350r/min, 最高轉速能達4500r/min, 響應時間達0.1s。

 

   變頻液壓站大多選用的液壓泵是定量齒輪泵, 因為定量齒輪泵的結構簡單, 低速自吸能力強; 溢流閥在系統中的作用是安全閥, 冷卻器、過濾器、空氣過濾器、液位計等元件的作用跟普通的液壓系統是一樣的。