[发明专利]使用高速马达和限速泵的方法和系统

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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，结合附图和上述技术领域和背景，从随后的具体实施方式和所附权利要求中，本发明的其他可期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。