CN114645842B - 一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，包括以下步骤：启动变速电机，带动变量泵运转，并且使变速电机的转速为变量泵的最低输入转速；操控手柄，控制器接收手柄传出的信号；控制器根据手柄的信号，判断信号处于a区域还是b区域；如处于a区域，则变速电机的转速不变，手柄信号增加，变量泵排量逐渐增大；如处于b区域，则保持变量泵的最大排量不变，手柄信号增加，变速电机转速逐渐增大；改变手柄的操控角度，重复前述步骤；手柄复位，变速电机的转速自动调整至变量泵的最低输入转速，油泵复位。本发明通过变速电机与变量泵组合，并且搭配形成特定的输出模式，提升整体的总效率，并且兼顾调节范围，适应性强。

Description

一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法

技术领域

本发明涉及液压供油控制领域，具体涉及一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法。

背景技术

在液压供油控制领域中，大多分为两种形式：1、采用伺服电机搭配定量泵，通过调节伺服电机的转速来控制定量泵实现变量，此形式一般适用于功率较小的场合；2、采用定转速电机搭配液压油泵，通过调节液压油泵的排量来实现变量，此形式一般适用于大功率场合。

如图1所示，A、B、C三条曲线，分别代表不同的油泵排量；通过观察，不难得出：同排量下，油泵的输入转速越高，其总效率越低；同等的油泵输入转速下，其排量越大，总效率越高。

针对上述形式2，为了输出较大的功率，定转速电机的转速通常较高，通过图1所示图表可以得出，高转速情况下的效率较低；并且仅靠液压油泵的排量调节实现变化，可调节的范围较小，针对特殊情况的适应性较差。

发明内容

本发明的目的是：

设计一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，通过变速电机与变量泵组合，并且搭配形成特定的输出模式，提升整体的总效率，并且兼顾调节范围，适应性强。

为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：启动变速电机，带动变量泵运转，并且使变速电机的转速为变量泵的最低输入转速；

步骤S2：操控手柄，控制器接收手柄传出的信号；

步骤S3：控制器根据手柄的信号，判断信号处于a区域还是b区域；

步骤S4：如处于a区域，则变速电机的转速不变，变量泵的输入转速不变，随着手柄信号的增加，变量泵的排量逐渐增大；如处于b区域，则保持变量泵的最大排量不变，随着手柄信号的增加，变速电机的转速逐渐增大；

步骤S5：根据实际需要，改变手柄的操控角度，重复步骤S3和步骤S4；

步骤S6：手柄复位，变速电机的转速自动调整至变量泵的最低输入转速，变量泵复位。

进一步的，在步骤S3与步骤S4中，a区域与b区域的集合为手柄信号0-100％区间。

进一步的，在步骤S3与步骤S4中，a区域与b区域的分界点，为变量泵的最低输入转速除以变速电机的最大输出转速的百分比；0％至所述百分比的区间为a区域，所述百分比至100％的区间为b区域。

进一步的，所述a区域为变量泵的排量变化阶段，在此阶段，变速电机的转速保持变量泵的最低输入转速不变，变量泵的排量由0％逐渐增大至100％。

进一步的，所述b区域为变速电机的调速阶段，在此阶段，变量泵的排量维持100％的最大排量不变，变速电机的转速由变量泵的最低输入转速之间增大至变速电机的最大输出转速。

进一步的，所述变量泵的最大输入转速，高于变速电机的最大输出转速。

本发明的有益效果为：一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，通过变速电机与变量泵组合，并且搭配形成特定的输出模式，当手柄信号处于a区域时变速电机的转速保持变量泵的最低输入转速不变，变量泵的排量增大，限制转速，可显著提升整体的总效率；当手柄信号处于b区域时，变量泵的排量维持100％的最大排量不变，变速电机的转速逐渐增大，满足大功率的调节范围，兼顾总效率，针对特殊情况的适应性强。

附图说明

图1为现有技术关于油泵转速、油泵排量以及总效率的曲线图表。

图2为本发明一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法的步骤流程框图。

图3为本发明一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法的手柄信号、变量泵排量以及变速电机转速的曲线图表。

图4为本发明一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法的电气原理示意图。

图中：1、变速电机；2、变量泵；3、控制器；4、手柄；5、泵控制阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图2至图4，一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：启动变速电机1，带动变量泵2运转，准备供应液压油，并且使变速电机1的转速为变量泵2的最低输入转速，即图3中的500rpm；

步骤S2：操控手柄4，控制器3接收手柄4传出的信号；

步骤S3：控制器3根据手柄4的信号，判断信号处于a区域还是b区域，具体是根据手柄4的所处位置的角度与总行程角度的比值来确定；

步骤S4：如处于a区域，则变速电机1的转速不变，即变量泵2的输入转速不变，随着手柄4信号的增加，变量泵2的排量逐渐增大，即同转速下，排量越大，效率越高；如处于b区域，则保持变量泵2的最大排量不变，随着手柄4信号的增加，变速电机1的转速逐渐增大，即变量泵2已经是最大排量，排量作为影响总效率的一个因素，其已经尽可能地为总效率做了保障，为了满足系统所需的功率，只能以转速来实现，即在满足功率需求的前提下，尽可能保障总效率；

步骤S5：根据实际需要，改变手柄4的操控角度，控制器3实时监测手柄4的信号，重复步骤S3和步骤S4，即实现实时反馈、闭环的流程；

步骤S6：操作完成，手柄4复位，变速电机1的转速自动调整至变量泵2的最低输入转速，变量泵2复位，实现节能效果。

在步骤S3与步骤S4中，a区域与b区域的集合为手柄4信号0-100％区间；如图3所示，变量泵2的最低输入转速为500rpm，变速电机1的最大输出转速为3000rpm，变量泵2的最大输入转速为3200rpm。

在步骤S3与步骤S4中，a区域与b区域的分界点，为变量泵2的最低输入转速除以变速电机1的最大输出转速的百分比，即500/3000＝16.67％；0％至所述百分比的区间为a区域，即手柄4信号在0％至16.67％为a区域，所述百分比至100％的区间为b区域，即手柄4信号在16.67％至100％为b区域。

所述a区域为变量泵2的排量变化阶段，在此阶段，变速电机1的转速保持变量泵2的最低输入转速不变，变量泵2的排量由0％逐渐增大至100％；由于同等转速下，排量越大，效率越高，所以优先在变速电机1转速不增大的情况下，提升变量泵2的排量，从而提升0-100％区间内的总效率。并且，变速电机1维持在较低的转速，有利于节能。

所述b区域为变速电机1的调速阶段，在此阶段，变量泵2的排量维持100％的最大排量不变，变速电机1的转速由变量泵2的最低输入转速之间增大至变速电机1的最大输出转速；此阶段，变量泵2的排量维持最大，故排量已经尽可能地保障总效率，为了达到所需的功率，只能通过提升变速电机1的转速来实现。

所述变量泵2的最大输入转速，高于变速电机1的最大输出转速，即变量泵2所能承受的转速，高于变速电机1的最大输出转速，3200rpm大于3000rpm，从而实现安全冗余，确保使用寿命与安全性。

所述变速电机1具体为可变转速永磁电机；所述变量泵2具体为电比例变量液压泵；如图4所示，所述控制器3分别与变速电机1、手柄4以及变量泵2的泵控制阀5电性连接，控制器3用于收集点信号并在逻辑运算后输出控制信号；泵控制阀5用于控制变量泵2的排量。图4中，电机即变速电机1。

如图3所示，图3中的电机转速即变速电机1的输出转速，也是变量泵2的输入转速；图3中的油泵排量即变量泵2的排量；可以看出，当处于0％至16.67％的a区域时，变速电机1的转速维持500rpm不变，变量泵2的排量由0％线性升至100％；当处于16.67％至100％的b区域时，变量泵2的排量维持100％不变，随着手柄4信号的增大，变速电机1的转速线性升至最大的3000rpm；当变速电机1的转速处于3000rpm时，为最大输出功率的状态。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述实施例用于对本发明作进一步的说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应理解为在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：启动变速电机，带动变量泵运转，并且使变速电机的转速为变量泵的最低输入转速；

步骤S2：操控手柄，控制器接收手柄传出的信号；

步骤S3：控制器根据手柄的信号，判断信号处于a区域还是b区域，具体是根据手柄的所处位置的角度与总行程角度的比值来确定；

步骤S4：如处于a区域，则变速电机的转速不变，变量泵的输入转速不变，随着手柄信号的增加，变量泵的排量逐渐增大；如处于b区域，则保持变量泵的最大排量不变，随着手柄信号的增加，变速电机的转速逐渐增大；

步骤S5：根据实际需要，改变手柄的操控角度，重复步骤S3和步骤S4；

步骤S6：手柄复位，变速电机的转速自动调整至变量泵的最低输入转速，变量泵复位；

在步骤S3与步骤S4中，a区域与b区域的集合为手柄信号0-100%区间；

在步骤S3与步骤S4中，a区域与b区域的分界点，为变量泵的最低输入转速除以变速电机的最大输出转速的百分比；0%至所述百分比的区间为a区域，所述百分比至100%的区间为b区域；

所述a区域为变量泵的排量变化阶段，在此阶段，变速电机的转速保持变量泵的最低输入转速不变，变量泵的排量由0%逐渐增大至100%；

所述b区域为变速电机的调速阶段，在此阶段，变量泵的排量维持100%的最大排量不变，变速电机的转速由变量泵的最低输入转速之间增大至变速电机的最大输出转速。

2.根据权利要求1所述的一种变速电机与大功率变量泵高效配合控制方法，其特征在于：所述变量泵的最大输入转速，高于变速电机的最大输出转速。