[發明專利]一種電控式恒功率電動泵

在審

• 申請號: 202011605040.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112901438A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張寧寧;徐禮林;衛健
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: F04B17/03
• 分類號: F04B17/03;F04B1/22;F04B1/2014;F04B1/30
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于液壓領域，一種電控式恒功率電動泵，包括電機控制器、調速電機、轉軸、定量柱塞泵、吸油口、高壓口、驅動數據線、信號采集數據線。采用電機調速，在小流量需求工況下，可以通過降低電機轉速的方式，減小攪拌損失，油液的溫升小；可以實現負載功率在線控制，保壓工況和空轉工況無能量損失；控制靈活，可以按照負載變化實時調整流量，可以實現高壓小流量工況和低壓大流量工況。可使系統選用排量較小的液壓泵，減小系統中液壓泵和電機的功率，使系統能量的利用更加合理，降低能耗。電機電流的分析方法具有非接觸、直接性測量特點，同時它的傳感器安裝方法簡便且不易受到原系統干擾，因此測量的精度也可以保證。

技術領域

本發明屬于液壓領域，涉及一種電控式恒功率電動泵。

背景技術

電控式恒功率電動泵采用調速電機和定量泵結合合理的控制方式實現恒功率功能。電控式恒功率電動泵采用電機相電流表征轉軸轉矩，進一步表征泵出口壓力情況，采用電機轉速表征泵轉速，進一步表征泵出口流量情況。對于由電機拖動柱塞泵的機械系統，電機作為動力源通過聯軸器與柱塞泵相連，電機中的定子和轉子繞組都可以等效為電磁耦合電路。當液壓負載變化,導致柱塞泵轉軸上扭矩變化，轉軸扭矩的狀態變化就會通過電機和轉軸之間的傳動系統影響電機的運轉，并最終導致定轉子間的電磁耦合磁通量發生變化，從而也就引起了定子電流發生變化。因此通過對電機電流信號分析就能夠得到反映電機泵外載荷變化的情況。

發明內容

本發明的目的是：設計一種電控式恒功率電動泵，采用電機調速，在小流量需求工況下，可以通過降低電機轉速的方式，減小攪拌損失，油液的溫升小；可以實現負載功率在線控制，保壓工況和空轉工況(等待周期)無能量損失；控制靈活，可以按照負載變化實時調整流量，可以實現高壓小流量工況和低壓大流量工況。可使系統選用排量較小的液壓泵，減小系統中液壓泵和電機的功率，使系統能量的利用更加合理，降低能耗。電機電流的分析方法具有非接觸、直接性測量特點，同時它的傳感器安裝方法簡便且不易受到原系統干擾，因此測量的精度也可以保證。適用于蓄壓器、增壓油箱等需要進行體積補償和穩壓的領域，具有體積小、容積利用率高、伸縮量大、運動摩擦力小、充放油液響應快、體積補償能力強、供油特性好的特點，且制造成本低，材料利用率高，焊縫量少，可靠性好，方便實時監控和控制。

本發明的技術解決方案是：一種電控式恒功率電動泵，其特征在于：包括電機控制器1、調速電機2、轉軸3、定量柱塞泵4、吸油口5、高壓口6、驅動數據線7、信號采集數據線8。電機控制器1通過驅動數據線7和信號采集數據線8與調速電機2連接，實現電機調速驅動和電機轉速和電機電流信號采集作用。轉軸3作為傳動軸連接調速電機2和定量柱塞泵4，實現轉矩傳遞作用。吸油口5、高壓口6分別作為定量柱塞泵的吸油和高壓出口，與外界負載連通。

其中，電機控制器1包括電機控制器殼體10、控制器驅動模塊11、控制器調理模塊12、數據傳輸線13，控制器驅動模塊11和控制器調理模塊12單獨固定安裝在電機控制器殼體10的兩個隔離區域，數據傳輸線13連接在控制器驅動模塊11和控制器調理模塊12之間，實現數據傳輸作用。

調速電機2包括電機殼體20、電機定子21、電機轉子22、電機測速傳感器23、電機電流傳感器24。電機殼體20固定在地面。電機定子 21是由銅線繞制的線圈組成，并且固定在電機殼體20上，電機電流傳感器24安裝在電機定子21上，用于檢測線圈上的電流。電機轉子22 通過軸承安裝在電機殼體20上，電機轉子22可在電機定子21的驅動下實現轉動，電機測速傳感器23安裝在電機轉子上，用于檢測電機轉子22的轉速。電機轉子22通過花鍵與轉軸3進行固定。

定量柱塞泵4包括泵殼體40、斜盤41、柱塞42、缸體43。泵殼體 40固定地面。斜盤41固定安裝在泵殼體40上，并與泵殼體40的垂直方向呈一定固定角度。缸體43與轉軸3通過花鍵固定連接，并可在轉軸的帶動下，繞軸線旋轉，同時，通過布置在泵殼體40中的油道與吸油口5和高壓口6相連通。柱塞43安裝在缸體43內部，并可以實現軸向運動，在缸體43旋轉過程中，柱塞42與斜盤41相對運動，實現油液從低壓變成高壓輸出。