电力液压推动器能否用齿轮泵？

zengxiaodong · 发表于 2022-2-1 19:51

一种新型的动力执行机构——电动液压推动器_姚化利.pdf (281.77 KB, 下载次数: 1)

这个就是离心泵改进为齿轮泵的原理图，其中增加了阀，可以实现更多的功能。但是，其中的电机仍然是传统的三相交流异步电动机，因此电机转速不够高，多数的同步转速是1500 r/min，或者1000 r/min

zengxiaodong · 发表于 2022-2-2 08:30

良好的离心泵叶片是螺线放射式的，而且旋转转向是单向的，这样才能达到尽可能高的效率。

而电力液压推动器里面的离心泵，其叶片是径向放射式的，与转向无关，也就是说电机转向与工作性能无关，这被认为是传统电力液压推动器的一个很大优点，避免了接线错误、或者电源相序错误导致的制动器故障。

离心泵压力动画.gif

对于集成式永磁无刷电机而言，因为电路结构从原理上保证了，不管是3相交流电还是单相交流电，都是首先通过桥式整流变成了直流电，因此，也是与相序无关的，换句话说，电机转向也与电源相序无关（且可以使用单相交流电源）。

电机转向完全是由永磁无刷电机的逆变器来决定的！

甚至，直流电源也可以使用，因为直流通过桥式整流器后仍然是直流的缘故，因此，这个新方案对电源的适应性更加好，3相交流电、缺相的3相交流电、单相交流电、直流电源等都可以使用，无非是确保电压匹配就可以了！

zengxiaodong · 发表于 2022-2-2 08:30

离心泵由于有限的叶片数量，所以其流量和压力也是脉动的。

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2022-2-2 15:32

驱动电机的成本主要跟转矩有关，因此，在功率确定的条件下，尽量提高电机转速，就可以尽量减小电机的转矩，从而显著降低电机的成本。

对于永磁同步电机而言，由于可以采用尽可能多的极数，也就可以尽最大可能增加转矩密度，换言之，也就是在转矩确定的条件下，多极数永磁电机可以缩小电机的体积。

外转子电机，相对于传统的内转子电机而言，由于气隙圆直径最大化，从而在体积一定时可输出更大的转矩。

假设，电机极数为16极，在额定转速10000 r/min时可以计算出电机的频率为1333.33Hz，这个频率远高于工频50 Hz，因此，铁芯损耗是主要矛盾，可以使用0.2mm硅钢片来解决高频损耗问题。对于小功率应用而言，MOSFET其实比IGBT更有优势，而且MOSFET的开关频率远高于IGBT

zengxiaodong · 发表于 2022-2-3 07:23

电力液压推动器样本（华伍）.pdf (3.57 MB, 下载次数: 0)

JBT 6434-2010 输油齿轮泵.pdf (1.09 MB, 下载次数: 1)

从华伍样本可见，电力液压推动器的电机功率都很小，最大的不过1100W，多数只有几百瓦而已，所以，用3相交流电有点浪费，其实用单相电足够了。所以，整流后逆变成永磁无刷电机驱动的3相电，应该是可行的方案。

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2022-2-3 09:49

经分析对比各种齿轮泵的性能，内啮合摆线转子泵似乎最适合用于推动器，主要原因：

1、摆线转子泵适合高转速运转，5000 r/min~10000 r/min的转速是可以达到的，这有利于大幅度降低驱动电机的成本；

2、需要的压力不高，输出压力能达到1.0Mpa~1.5Mpa即可，这个要求也是一齿差摆线转子泵可以实现的；

3、摆线转子泵的生产成本也不太高，粉末冶金齿轮再加上金加工，可以经济地得到所需精度。

摆线齿轮泵.gif

zengxiaodong · 发表于 2022-2-3 10:01

摆线转子泵的高转速限制，主要是空化问题，因此应通过CFD计算和优化，精确确定空化限制转速。

摆线转子泵空化.gif

zengxiaodong · 发表于 2022-2-3 11:46

zengxiaodong · 发表于 2022-2-3 14:00

zengxiaodong · 发表于 2022-2-4 09:00

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