使用高速马达和限速泵的方法和系统技术方案

系统和方法被提供以用于实现优化的性能和效率的泵系统。一种方法包括选择泵系统的泵。确定该泵的最大运行速度，并评估其扭矩要求。选择满足该扭矩要求的马达，并设置马达的速度目标。制定减速器的尺寸以用于马达以速度目标运行并且泵在最大速度以下运行，而且将马达通过减速器与泵耦合。达通过减速器与泵耦合。达通过减速器与泵耦合。

【技术实现步骤摘要】
使用高速马达和限速泵的方法和系统


[0001]本专利技术大体上涉及电动马达驱动的泵系统，更具体地，涉及通过利用高速马达输入的同时限制泵的转速，从而提供所需的和优化性能特性的泵系统。

技术介绍

[0002]设备的泵系统(诸如车辆和其他装备和机械)为了各种目的移动流体和/或产生压力。许多类型的泵可供选择，且每种泵通常都需要动力输入装置(马达)，诸如用电动、气动、液压或机械功率来驱动泵的移动部件。所选泵的类型由泵系统的操作要求和泵的负载服务来驱动。泵的设计和运行条件决定了驱动运动部件所需的扭矩或力的大小。所需扭矩/力的大小会影响适合使用的动力输入装置的成本、重量和类型。例如，当使用电动马达来驱动泵时，电动马达的类型和设计是由所选泵的输入要求和性能能力指定的。
[0003]在给定的流体系统中，所选择的泵和由流体所做的功会影响对要达到给定应用的性能要求的配对马达的选择。在诸如用于车辆的那些应用中，尺寸及其对重量的影响可能会影响诸如燃油经济性等因素。所消耗的电功率大小也优选地被最小化。此外，马达成本也是被持续关注的问题。因此，在设计泵系统时，应考虑所使用的马达的类型和马达的操作能力。
[0004]因此，可期望提供一种用于给定应用的泵系统，泵系统导致适当的性能特征(诸如扭矩/力要求)，并以最小化的成本提供所需的效率水平。此外，结合附图和上述
和背景，从随后的具体实施方式和所附权利要求中，本专利技术的其他可期望的特征和特性将变得显而易见。

技术实现思路

[0005]一种系统和方法被提供以用于泵系统，其实现了可期望的性能特征，诸如使马达以相对高的速度来运行的同时使泵以较低的、有限的速度来运行。在数个实施例中，一种方法包括选择用于泵系统的泵。确定泵的最大运行速度，并评估其扭矩要求。选择满足该扭矩要求的马达，并设置该马达的速度目标。制定减速器的尺寸以用于马达以速度目标运行并且泵在最大速度以下运行，以及将马达通过减速器与泵耦合。
[0006]在另外的实施例中，确定最大速度包括确定泵的高速填充限制，在高速填充限制以上时泵的流体流量与速度变化无关，以及将最大速度设置为在该高速填充限制以下的阈值。
[0007]在另外的实施例中，制定减速器的尺寸包括选择减速器的齿轮比，当马达以速度目标运行时，该齿轮比导致泵在高速填充限制以下运行。
[0008]在另外的实施例中，评估扭矩要求包括通过泵系统的工作温度的范围和流量率来评估泵的扭矩要求。
[0009]在另外的实施例中，设置速度目标包括同时地评估马达的速度和扭矩要求。
[0010]在另外的实施例中，选择减速器包括将减速器选择为使从马达到泵的速度降低并
且使从马达到泵传递的扭矩增加。
[0011]在另外的实施例中，选择马达包括选择无刷直流马达。选择减速器包括选择用于该减速器的行星齿轮组。将马达耦合到行星齿轮组，并且将泵耦合到行星齿轮组。
[0012]在另外的实施例中，将泵与负载流体耦合，并且将泵的尺寸制定为满足负载的流量要求。
[0013]在另外的实施例中，制定泵的尺寸包括评估负载在工作温度的范围上的流量要求。
[0014]在另外的实施例中，驱动泵所需的最大扭矩是在泵的工作温度范围上确定的。
[0015]在数个其他实施例中，一种泵系统包括被配置为以最大速度和扭矩要求运行的泵。马达被配置为满足扭矩要求并以速度目标运行。减速器与马达和泵耦合，并被配置为在马达以速度目标运行时使泵在最大速度以下运行。
[0016]在另外的实施例中，泵被配置为以最大速度运行，该最大运行速度低于泵的高速填充限制，在该高速填充限制以上时泵的流体流量与速度变化无关。
[0017]在另外的实施例中，减速器包括齿轮传动比，当马达以速度目标运行时该齿轮传动比导致泵在高速填充限制以下运行。
[0018]在另外的实施例中，马达和减速器被配置为通过泵系统的工作温度的范围和流量率输送泵的扭矩要求。
[0019]在另外的实施例中，马达被配置为以速度目标运行并同时满足泵在工作温度的范围上的扭矩要求。
[0020]在另外的实施例中，减速器使从马达到泵的速度降低，并使从马达到泵传递的扭矩增加。
[0021]在其他实施例中，马达是无刷直流马达，减速器包括行星齿轮组。马达与行星齿轮组耦合，泵与行星齿轮集耦合。
[0022]在另外的实施例中，泵服务于负载，泵与负载流体耦合，并且泵被配置为满足负载的流量要求。
[0023]在另外的实施例中，泵被配置为在工作温度范围上输送负载的流量要求。
[0024]在数个另外的实施例中，一种制造泵系统的方法包括选择用于该泵系统的泵。将泵流体耦合在具有负载的流体系统中，负载使用泵供给的流体进行操作。确定泵的高速填充限制，在该高速填充限制以上时，泵的流体流量与泵的速度变化无关。将泵的最大工作速度设置为在高速填充限制以下的阈值。通过流体系统的工作温度的范围和流量率评估泵的扭矩要求。选择满足扭矩要求的马达。将马达的速度目标设置为在每分钟10000转以上。选择减速器并制定尺寸以用于马达以速度目标运行并且泵在最大速度以下运行。将马达通过减速器与泵耦合。将泵与负载耦合以从泵向负载供给流体。
附图说明
[0025]下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中类似数字表示类似元素，其中：
[0026]图1是根据各种实施例的泵系统的示意图；
[0027]图2是根据各种实施例的图1中泵系统的泵的流量与转速的关系图表；
[0028]图3是根据各种实施例的图1中泵系统的马达的扭矩与转速的关系图表；以及
[0029]图4图示出根据各种实施例的制造图1的泵系统的方法。
具体实施方式
[0030]以下具体实施方式实质上仅为示例性描述，并不意图限制其应用和用途。此外，不意图受前面的技术背景、简要
技术实现思路
或以下的具体实施方式中所提出的任何明示或暗示理论的约束。
[0031]对于本文所披露的系统和方法，匹配泵和马达的性能要求和特性被联合考虑并进行平衡，以获得诸如最大化效率和降低成本的有益效果。泵通过增加压力使流体流动，从而使加压流体移动到系统的低压区，并为负载(诸如驱动单元)的运行提供功率。泵的特性是通过考虑将使用泵送流体的负载和流体被泵送所通过的系统的要求来确定的。因此，泵是通过选择流量和压力额定值来选择的并且尺寸应与该应用的负载和系统所需的流量率和压力相匹配。泵运行时的转速应被考虑在内，并将系统配置为使泵的运行速度保持在最大可期望阈值以下。
[0032]当前所公开的实施例可以采用在优化系统中与泵耦合的高速电动马达，该优化系统可以包括在马达和泵之间进行耦合中专门定制的减速。当具有相对较低的扭矩以较高速度持续转动时马达的效率较高。对系统扭矩要求进行评估以确保在驱动泵的过程中需要时提供所需的最大扭矩，同时保持有效的马达速度。在某些实施例(诸如车辆应用)中，为了以高速有效地驱动马达，高速马达由48伏电源来提供电功率，并且为了耐久性、噪声最小化，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造泵系统的方法，所述方法包括：选择用于所述泵系统的泵；确定所述泵的最大速度；评估所述泵的扭矩要求；选择满足所述扭矩要求的马达；设置所述马达的速度目标；选择减速器并制定所述减速器的尺寸以用于所述马达以目标速度运行并且所述泵在所述最大速度以下运行；以及将所述马达通过所述减速器与所述泵耦合。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述最大速度包括确定所述泵的高速填充限制，在所述高速填充限制以上时所述泵的流体流量与速度变化无关，以及将所述最大速度设置为在所述高速填充限制以下的阈值。3.根据权利要求2所述的方法，制定所述减速器的尺寸包括将所述减速器的齿轮比选择为当所述马达以所述速度目标运行时导致所述泵在所述高速填充限制以下运行。4.根据权利要求1所述的方法，其中，评估所述扭矩要求包括通过所述泵系统的工作温度的范围和流量率来评估所述泵的所述扭矩要求。5.根据权利要求1所述的方法，其中，设置所述速度目标包括同时地评估所述马达的速度和扭矩要求。6.根据权利要求5所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：RB帕里什，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：