电气液压混合式电动机及其控制装置和控制方法制造方法及图纸

一种电气液压混合式电动机，它的电动机的转子内设有液压泵及液压马达，其特征在于它包括： 液压缸体（２１），所述液压缸体（２１）设在所述液压泵（２０）及所述液压马达（５０）上，供两者使用，它与所述转子（１４）一体回转； 数个柱塞（２３），这些柱塞设在所述液压泵（２０）上，与所述转子（１４）一体回转； 数个塞柱（２３ａ），它们设在所述液压马达（５０）上； 可变斜板控制机构（３３），它用于设定所述液压泵（２０）的排出容积； 斜板设定机构（５６），它用于设定所述液压马达（５０）的排出容积； 壳体（１１），该壳体内部配设有所述液压缸体（２１），所述液压泵（２０）用的柱塞（２３），所述液压马达（５０）用的柱塞（２３ａ），所述可变斜板控制机构（３３）及斜板设定机构（５６）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电气液压混合式电动机及其控制装置及控制方法，特别是关于把电动机驱动的液压泵和接受液压泵的液压油而输出转矩的液压马达收纳在电动机的转子内的电气液压混合式马达。众所周知，现有的由电动机驱动的液压泵和接受液压泵的液压油而输出转矩的液压马达，是与电动机设置成一体的(例如，日本特公昭53-3752号公报所公开的)。根据该公报，液压式变速电动机是将转子配设在电动机的定子内，在定子内部设有中空的、而且两端用轴承支承的中空轴。所述中空轴与转子设置成一体，利用电气进行驱动，作为液压泵的动力输入轴使用。在电动机的定子及转子的外侧，在中空轴上固定设置着整体式的伸出轴。在所述伸出轴的外径方向上，在与电动机的定子及转子相毗连的位置上，配设有液压泵。中空轴和固定设置在中空轴上整体式的伸出轴由3处的轴承支承着。此外，在中空轴的内部，与液压泵相对置地配设有液压马达。从液压泵排出的液压油，通过回转着的中空轴和整体式的伸出轴，从液压泵送到电动机的外部壳体内，然后，再从该外部壳体送到液压马达内。但，这种现有液压式可变速电动机存在着以下问题由于与电动机的定子及转子相毗连配设有液压泵，故使长度增加。液压泵来的液压油通过与回转着的中空轴和整体式的伸出轴输送到外部壳体内，再从外部壳体输送到液压马达内，也使长度增大；又因中空轴和整体式的伸出轴是由3处的轴承支承着，故很难找出中心轴线，这就需要将外部壳体与回转着的整体式的伸出轴之间的间隙加大，因此，从间隙泄漏的液压油量增多；而且，供油回路设在外部，需要占用空间，使外观形状变大；此外，马力控制或转矩控制是由其他机器的控制装置进行的，所以在机器之外，还需要具有设置控制装置的地方，而且，需要将电气液压混合式电动机与控制装置连接起来，故结构复杂。本专利技术是为了解决上述现有技术所存在的问题而开发的，本专利技术的目的是为了提供一种，这种装置和方法是将液压泵及液压马达收纳在电动机的定子内，而使其小型化，而且机器性能及控制性能良好。本专利技术涉及的电气液压混合式电动机，是将液压泵及液压马达设置在电动机的转子内的电气液压混合式电动机。它包括设在液压泵及液压马达上、两者共用的、与转子一体回转的液压缸体；设置在液压泵上、与转子一体回转的数个柱塞；设置在液压马达上的多个柱塞；设定液压泵的排出容积的可变斜板控制机构；设定液压马达的排出容积的斜板设定机构；内部配设有液压缸体、液压泵用柱塞、液压马达用柱塞、可变斜板控制机构及斜板设定机构的壳体。而且，上述壳体最好附设有冷却装置。另外，也可以在贯穿液压缸体的轴内设置供油用的液压回路。本专利技术涉及的电气液压混合式电动机的控制装置的第1种形式包括有上述本专利技术涉及的电气液压混合式电动机的构成，另外还包括有设定电动机所消耗的电力用的消耗电力设定装置；检测电动机定子上的电压用的电压检测装置；检测流向定子的电流用的电流检测装置；根据测得的电压及电流计算电动机所消耗的电力，将设定的消耗电力与计算的消耗电力进行比较，并向可变斜板控制机构输出与所述比较结果相对应的、控制液压泵排出量的信号的控制装置。本专利技术涉及的电气液压混合式电动机的控制装置的第2种形式包括有上述本专利技术涉及的电气液压混合式电动机的构成，另外还包括设定液压马达所输出的输出转矩用的输出转矩设定装置；检测液压马达转速用的检测装置；检测加在电动机定子上的电压用的电压检测装置；检测流向定子上的电流用的电流检测装置；根据测得的转速、电压及电流，计算液压马达的输出转矩，将设定的输出转矩与计算的输出转矩进行比较，并向可变斜板控制机构输出与该比较结果相对应的、控制油压泵排出量的信号的控制装置。本专利技术涉及的电气液压混合式电动机控制方法的第1种形式是关于控制电动机、以及装置在电动机转子内的液压泵和液压马达的电气液压混合式电动机的控制方法，该方法工作过程为首先设定驱动液压泵的电动机需消耗的电力，同时计算电动机的消耗电力，该电动机用于驱动液压泵向液压马达供可变排出量的油，当上述计算的消耗电力大于设定的消耗电力时，便减少液压泵的排出量。本专利技术涉及的电气液压混合式电动机控制方法的第2种形式，其工作方法为首先设定液压马达的输出转矩，同时根据加在驱动液压泵的电动机上的电流和电压以及液压马达的转速计算液压马达的输出转矩，当计算的输出转矩大于设定的输出转矩时，增加液压泵的排出量。根据上述本专利技术的结构，当给定子的线圈通电时，驱动电动机的转子进行回转。同时液压缸体和液压泵用柱塞与转子一体进行回转。随着所述回转，液压泵用柱塞便通过可变斜板控制机构相对于液压缸体做冲程运动，于是排出液压油。该液压油通过液压缸体送到液压马达用柱塞内，该液压马达用柱塞相对于液压缸体做冲程运动。通过液压马达用柱塞的冲程运动，而推压液压马达的斜板设定机构，与斜板设定机构成一体的输出轴便进行回转，并输出转矩。电动机、液压泵及液压马达发出的热量被壳体内的润滑油吸收，该润滑油被送到附设在壳体上的冷却装置内进行冷却。冷却后的润滑油被送到壳体内，对液压泵和液压泵的轴承、以及定子进行冷却、润滑。这时，检测润滑油的温度，最好将油温控制为规定的温度。此外，液压泵及液压马达泄漏的油，是由设在液压缸体内的轴中的加油用液压回路(例如，设有检验阀的油压回路)供给。检测电动机的消耗电力，将该检测值控制在设定值，使等马力控制成为可能。另外，检测液压马达的转速，控制液压泵的排出量，可进行等转矩控制或转矩限制器控制。附图简要说明附图说明图1是本专利技术的实施例涉及的电气液压混合式电动机的整体构造图；图2是实施例涉及的电气液压混合式电动机的剖面说明图；图3是图2的III向视图；图4是图2的IV-IV剖面的说明图；图5是图2的V-V剖面的说明图；图6是图2的VI-VI剖面图；图7是实施例涉及的将油冷却器安装在液压泵后方时的说明图；图8是实施例涉及的等马力控制流程图9是实施例涉及的等转矩控制流程图。下面根据附图对本专利技术的最优选的实施例进行详述。图1-图3中，电气液压混合式电动机是由以下几部分构成的电动机10；一部分被收纳在电动机10内的定子的壳体内的可变容量型液压泵20(下称液压泵20)及固定容量型液压马达50(下称液压马达50)；对从液压泵20送往液压马达50的液压油进行转换的转换部60；附设在电动机10的壳体上的冷却装置80；控制装置90。电动机10是由下述部件构成的壳体11；缠绕固定在壳体上的线圈而形成的定子12；配置在定子12内、并由安装在壳体11上的轴承13可自由回转地支持着两端的转子14。为了容易说明，将壳体11分成泵用壳体11a、电动机用壳体11b及液压马达用壳体11c。液压泵20，是由液压缸体21、柱塞部22、摇杆凸轮部30、以及斜板控制部(可变斜板控制机构)33构成的。液压缸体21，是通过压入或融敷等方法与电动机10的转子14形成为一体，并通过轴承13回转自由地支承着两端。柱塞部22是由下述部件构成的柱塞23；用铆接等方法可自由摇动地安装在柱塞23上的导向板24；将导向板24可自由滑动地推压在摇杆凸轮部30上的保持架25；用于推压导向板24的推压保持架25的球体26及弹簧27。柱塞23的数量可采用7个或9个等多个，均匀地分布在液压缸体21的圆周方向上。柱塞23紧密地插入液压缸体21内，同时在轴的长度方向(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石崎直树，上原一男，山口宽昌，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：