[发明专利]具有扩展的恒定功率速度范围的机电驱动器

说明书

技术领域

本文公开和主张的发明总体上涉及到一种能够在扩展的速度范围上提供恒定水平或数量的输出功率的机电驱动器。更具体地讲，本发明涉及一种与当前用于在恒定功率的情况下扩展速度范围的其它方式相比降低了复杂性的以上类型的驱动器。

背景技术

当前，可变速度式或可调速度式电驱动器是可用的，它们包括逆变器和电机。然而，这种类型的驱动器的能够提供恒定功率的速度范围趋于是十分受限的。增加这个速度范围的努力已造成了重型、成本高和低效的系统。

包括液压泵和液压马达的一些流体静力驱动器已经用于以上目的。然而，使用机电装置在较大速度范围内实现恒定功率一直以来是总体上不成功的。例如，当在接近零的速度下维持高保持扭矩时遇到困难。在使用由电驱动器驱动的范围转换箱或副变速箱（range box）的另一种方案中，已证明难于实现无缝的范围换挡或范围变换。

发明内容

本发明的可用实施例包括一种由两个或更多个相同的电驱动器进行驱动的多输入范围转换箱。通过瞬间地将流经电机中的几乎一个给定电机的电流增至承载整个负载的水平、而同时将给定电机的扭矩降低至零，来实现了范围换挡。然后，比如通过将一种关联的换挡轴套移至中立位置或空档位置（neutral position）来将给定电机与动力供应断开。断开连接的电机与新速度范围的输入速度同步，并且换挡轴套与给定电机进行接合以针对这个范围提供动力。然后，依次对每个其余电机重复以上顺序。在所有电机已连接于新范围之后，对于所有电机重新均衡了电机电流，从而使得这些电机提供了相等份额的所需扭矩。因此，在范围换挡期间功率流不会出现中断，且这些电机总是用于传送动力/功率、而非用作制动器。

在本发明的一个实施例中，在机电驱动系统中提供了包括可移动动力输出部件且还包括多个电驱动电机的设备。该设备包括第一传递机构，该第一传递机构可与每个电机进行连接以及断开与每个电机的连接，用于传递来自每个所连接着的电机的动力以使得输出部件以包括第一速度比率的相对于电机速度的第一速度进行移动，以及当以第一速度比率进行移动时传送指定的恒定水平的动力/功率。该设备还包括第二传递机构，该第二传递机构可与每个电机进行连接以及断开与每个电机的连接，用于传递来自每个所连接着的电机的动力以使得输出部件以包括第二速度比率的相对于电机速度的第二速度进行移动，以及当以第二速度比率进行移动时传送相同的指定的恒定水平的动力。提供一种换挡装置，用于选择性将每个电机连接至第一和第二传递机构、以及将每个电机与第一和第二传递机构断开连接。电流源选择性向每个电机提供电流，并且当每个电机同时连接到第一传递机构时一种控制装置被连接以一次执行一个任务序列。任务组包括：（a）将选择的一个电机与第一传递机构断开连接，并且同时对每个其余电机供应有所增加的电流，以维持输出部件以第一速度进行移动以及由此以指定的恒定水平传送动力/功率；（b）使得所选择的电机的速度达到与第二速度关联的同步速度；以及（c）响应于所选择的电机到达同步速度，将所选择的电机连接到第二传递机构。然后，对每个其它电机顺序地执行任务（a）到（c），然后对电机电流进行均衡。

在本发明的各种实施例中能够独立地实现特征、功能和优点，或者还可以在另外的其它实施例中将它们进行组合，其中，通过参照下面描述和附图则可见进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求中阐述了所示的实施例的新颖的特征、可信的特征。然而，当结合附图进行阅读时，通过参照本发明的所示实施例的下列详细描述，能够最佳理解所示实施例、以及优选应用模式、及其另外的目的和优点。

图1是描绘出本发明的一个实施例的简化透视图；

图2是示出图1的实施例的换挡机构的简化正交视图；

图3是示出包括三个驱动电机的本发明的实施例的简化透视图；

图4是示出包括共轴地对齐的两个延长驱动电机的本发明的实施例的简化透视图；以及

图5是沿图4的线5-5剖取的截面视图。

具体实施方式

参照图1，示出了包括本发明的实施例的机械驱动系统100。系统100包括两个可变速度电驱动电机102和104，这两个电机在用途/有用性方面彼此相同。电机102包括定子106、转子108和输出驱动轴杆110，输出驱动轴杆110由转子108进行驱动来以变动的速度进行旋转。电机104类似第包括定子112、转子114和输出驱动轴杆116，输出驱动轴杆116由转子114进行驱动来以变动的速度进行旋转。在示例性实施例中，电驱动电机具有为6的恒定功率速度范围，但本发明不限于此。