一种外泄式电机油泵同轴伺服系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，所述电机和所述油泵具有共同的油泵电机轴，所述油泵的上设置有外泄油口，所述伺服驱动器具有主控电路板；所述油泵的输出口设置有出油口法兰，所述出油口法兰上安装有所述压力传感器，所述压力传感器用于反馈出油口的实际压力到所述伺服驱动器的所述主控电路板进行压力闭环控制；所述电机内设置有所述电机编码器，所述电机编码器用于检测所述电机转速并反馈到所述伺服驱动器的所述主控电路板中。效果为：通过整合油泵、电机和伺服驱动器，有效缩小系统的整体体积，提高系统能量密度，降低用户的使用成本和维护成本；通过增加油泵外泄功能，提高油泵的使用寿命，稳定油压输出，降低制造成本和难度。

【技术实现步骤摘要】
一种外泄式电机油泵同轴伺服系统
本技术涉及伺服系统
，具体涉及一种外泄式电机油泵同轴伺服系统。
技术介绍
现有技术中存在以下电机及油泵的伺服系统，具体为：1、整套伺服系统通过电机、油泵、伺服驱动器、压力传感器、电机编码器五大部件组成，电机和油泵通过托架和联轴器或花键连接，驱动器独立于电机和油泵在设备电柜内。驱动器、电机、压力传感器和电机编码器通过电缆连接，形成转速和压力闭环控制的双闭环伺服系统，其缺陷为：整体系统体积较大，增加用户的安装成本和材料成本；油泵噪音偏较大；油泵和电机通过托架和联轴器连接，机械上累计同心度、垂直度偏差较大。在同心度和垂直度偏差较大的情况下，通过梅花弹垫式联轴器连接，虽然能够补偿部分同心度和垂直度偏差问题，但仍然存在联轴器弹垫在运动过程不断重复压缩导致寿命问题和噪音问题。由于系统的通配性较高，假如客户采用多家供应商分别提供电机、油泵、托架和联轴器，其加工精度和配合度各有差异，导致整体系统的误差，导致系统性能和寿命各有差异，增加故障的排查难度和供应商的责任划分；系统惯量较大。使用联轴器和托架结构，多出油泵和电机的轴长、联轴器的惯量；转速在油压控制时的保压转速波动较大，电流峰值较高，由于联轴器的梅花弹垫的来回压缩导致不稳定的反弹力导致转速波动较大；电机在此过程的刹车和出力，导致电流峰值偏高；对压力转速指令的跟随性能较差。由于整体惯量较大，导致系统响应时间较慢。在控制过程中的，体现出来的被控油缸的位置重复精度较低；2、公布号为CN108916042A的中国专利中给出一种伺服系统，整套伺服系统通过电机、油泵、伺服驱动器、压力传感器、电机编码器五大部件组成，电机和油泵通过同轴一体化连接，驱动器独立于电机和油泵在设备电柜内。驱动器、电机、压力传感器和电机编码器通过线缆连接，形成转速和压力闭环控制的双闭环伺服系统，其缺陷为：油泵在长时间保压过程中容易磨损导致效率降低或失效；驱动器外置与电机油泵之外，同样也存在系统体积大，增加用户的安装成本和材料成本；3、公布号为CN108880123A的中国专利中给出一种伺服系统，整套伺服系统通过电机、油泵、伺服驱动器、压力传感器、电机编码器五大部件组成，电机和油泵通过托架和联轴器连接，驱动器与电机一体，压力传感器通过电缆连接到一体式伺服电机中，形成转速和压力闭环控制的双闭环伺服系统，其缺陷为：由于使用托架和联轴器与油泵连接，导致现有方案一的噪音、同心度和维护难度、系统惯量、转速波动大、电流峰值高、压力转速指令跟随性、系统体积等问题；一体式伺服电机方案在散热上有风扇与电机之间存在电容器和电阻，结构复杂导致散热不足，此设计上限制了使用系统的功率等级；由于散热结构的加入，导致整体系统的长度增加，增加客户的使用成本；假如系统长度缩短，导致系统功率等级下降；由于有电子元件，如电容器和制动电阻(专利文件所述驱动器组件301和303)，长时间在风道之中，增加元器件的湿度和生产环境的油污和粉尘(甚至是金属粉尘)，导致元器件散热不足或短路，整体系统寿命难以保证。
技术实现思路
为此，本技术提供一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，以解决现有技术中的上述问题，具体为方案1中的技术问题为：降低系统惯量，降低系统峰值电流，降低油泵噪音，降低整体系统体积，提高系统输出精度，响应速度和跟随性，提高转速稳定性；方案2中的技术问题为：油泵的寿命问题，系统的体积问题；方案3中的技术问题为：电机的驱动器组合结构方案和防护等级问题，电气元件的寿命问题，系统使用联轴器和托架的导致的相关问题。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：根据本技术的第一方面，一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，包括电机、油泵、伺服驱动器、电机编码器和压力传感器；所述电机和所述油泵具有共同的油泵电机轴，所述油泵的上设置有外泄油口，所述伺服驱动器具有主控电路板；所述油泵的输出口设置有出油口法兰，所述出油口法兰上安装有所述压力传感器，所述压力传感器用于反馈出油口的实际压力到所述伺服驱动器的所述主控电路板进行压力闭环控制；所述电机内设置有所述电机编码器，所述电机编码器用于检测所述电机转速并反馈到所述伺服驱动器的所述主控电路板中。进一步地，所述电机还包括电机外壳和电机主体，所述电机外壳套设在所述电机主体的外周侧，所述电机外壳由电机前端盖、铝型材散热器和电机后盖组成；所述电机主体由电机轴、转子和定子组成；所述电机编码器独立安装在所述电机后盖上。进一步地，还包括第一散热风扇，所述第一散热风扇设置在所述电机外壳内，所述第一散热风扇用于对所述电机外壳进行散热降温。进一步地，所述油泵还包括后泵壳和前泵壳，所述后泵壳、所述前泵壳与所述油泵内部配件装配组成所述油泵；所述前泵壳配置有导油槽，用于向客户提示所述油泵故障并且防止泄漏的液压油对所述电机的损害；所述后泵壳与所述电机主体通过所述油泵电机轴组装在一起，所述后泵壳的中间通过所述电机主体的止口固定；所述外泄油口安装在所述后泵壳、所述前泵壳或所述出油口法兰上。进一步地，还包括第一滑动轴承、第二滑动轴承和骨架油封；所述第一滑动轴承和所述第二滑动轴承设置在所述油泵内部，用于对所述油泵电机轴起到固定和提高同心度的作用；所述骨架油封套设在所述油泵电机轴上，用于形成所述油泵内部的密封。进一步地，还包括功率模块电路板和驱动器组件；所述功率模块电路板用于根据所述主控电路板的指令控制所述电机以及相关的直流电源转换和交流电源转换；所述驱动器组件用于配合所述伺服驱动器的所述功率模块电路板进行电源转换；所述主控电路板带有主芯片用于收集所述压力传感器的信号、所述电机编码器的信号和上位机的指令和信号，从而进行压力流量的闭环控制，所述主控电路板通过与功率模块电路板电连接控制所述电机的运行。进一步地，还包括第二散热风扇和单向排气阀；所述第二散热风扇用于对所述伺服驱动器的内部强制风循环，所述第二散热风扇还用于所述伺服驱动器内部的芯片、电解电容及相关的功率管进行散热；所述伺服驱动器的两侧安装有方向相同的所述单向排气阀，所述单向排气阀具有滤网。进一步地，还包括通讯口、航空插头和制动电阻；所述通讯口用于所述主控电路板对外通信有关驱动器的运行数据和设置参数，所述通讯口支持操作器或手持面板输入参数，所述通讯口用于连接电脑读取运行数据和设置参数，所述通讯口支持蓝牙模块、WiFi模块以及工业4.0相关物联网通信模块，所述通讯口带有橡胶塞；所述航空插头用于对接所述压力传感器和所述主控电路板的电连接；所述制动电阻安装在所述电机外壳的外部，用于配合所述伺服驱动器的控制效果。进一步地，还包括分流阀，所述外泄油口内设置有所述分流阀，所述分流阀用于接驳油管到油箱，所述分流阀内具有多个贯穿的细孔；通过多个所述细孔分散所述外泄油口的油压，实现分压泄漏，用于降低所述外泄油口在排油过程的噪音。进一步地，所述电机外壳为液冷电机外壳或风冷电机外壳；当所述电机外壳为所述液冷电机外壳时，所述液冷电机外壳上设置有冷却液体导流槽，所述冷却液体导流槽用于引渡冷却液体在所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，包括电机、油泵、伺服驱动器(21)、电机编码器(11)和压力传感器(5)；所述电机和所述油泵具有共同的油泵电机轴(8)，所述油泵上设置有外泄油口(1)，所述伺服驱动器(21)具有主控电路板(16)；所述油泵的输出口设置有出油口法兰(4)，所述出油口法兰(4)上安装有所述压力传感器(5)，所述压力传感器(5)用于反馈出油口的实际压力到所述伺服驱动器(21)的所述主控电路板(16)进行压力闭环控制；所述电机内设置有所述电机编码器(11)，所述电机编码器(11)用于检测所述电机转速并反馈到所述伺服驱动器(21)的所述主控电路板(16)中。/n

【技术特征摘要】
1.一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，包括电机、油泵、伺服驱动器(21)、电机编码器(11)和压力传感器(5)；所述电机和所述油泵具有共同的油泵电机轴(8)，所述油泵上设置有外泄油口(1)，所述伺服驱动器(21)具有主控电路板(16)；所述油泵的输出口设置有出油口法兰(4)，所述出油口法兰(4)上安装有所述压力传感器(5)，所述压力传感器(5)用于反馈出油口的实际压力到所述伺服驱动器(21)的所述主控电路板(16)进行压力闭环控制；所述电机内设置有所述电机编码器(11)，所述电机编码器(11)用于检测所述电机转速并反馈到所述伺服驱动器(21)的所述主控电路板(16)中。


2.根据权利要求1所述的一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，所述电机还包括电机外壳(9)和电机主体(10)，所述电机外壳(9)套设在所述电机主体(10)的外周侧，所述电机外壳(9)由电机前端盖、铝型材散热器和电机后盖组成；所述电机主体(10)由电机轴、转子和定子组成；所述电机编码器(11)独立安装在所述电机后盖上。


3.根据权利要求2所述的一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，还包括第一散热风扇(12)，所述第一散热风扇(12)设置在所述电机外壳(9)内，所述第一散热风扇(12)用于对所述电机外壳(9)进行散热降温。


4.根据权利要求3所述的一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，所述油泵还包括后泵壳(2)和前泵壳(3)，所述后泵壳(2)、所述前泵壳(3)与所述油泵内部配件装配组成所述油泵；所述前泵壳(3)配置有导油槽，用于向客户提示所述油泵故障并且防止泄漏的液压油对所述电机的损害；所述后泵壳(2)与所述电机主体(10)通过所述油泵电机轴(8)组装在一起，所述后泵壳(2)的中间通过所述电机主体(10)的止口固定；所述外泄油口(1)安装在所述后泵壳(2)、所述前泵壳(3)或所述出油口法兰(4)上。


5.根据权利要求4所述的一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，还包括第一滑动轴承(6)、第二滑动轴承(20)和骨架油封(7)；所述第一滑动轴承(6)和所述第二滑动轴承(20)设置在所述油泵内部，用于对所述油泵电机轴(8)起到固定和提高同心度的作用；所述骨架油封(7)套设在所述油泵电机轴(8)上，用于形成所述油泵内部的密封。


6.根据权利要求5所述的一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，还包括功率模块电路板(13)和驱动器组件(14)；所述功率模块电路板(13)用于根据所述主控电路板(16)的指令控制所述电机以及相关的直流电源转换和交流电源转换；所述驱动器组件(14)用于配合所述伺服驱动器(21)的所述功率模块电路板(13)进行电源转换；所述主控电路板(16)带有主芯片用于收集所述压力传感器(5)的信号、所述电机编码器(11)的信号和上位机的指令和信号，从而进行压力流量的闭环控制，所述主控电路板(16)通过与功率模块电路板(13)电连接控制所述电机的运行。


7.根据权利要求6所述的一种外泄式电机油泵同轴伺服系统，其特征在于，还包括第二散热风扇(15)和单向排气阀(18)；所述第二散热风扇(15)用于对所述伺服驱动器(21)的内部强制风循环，所述第二散热风扇(15)还用于所述伺服驱动器(21)内部的芯片、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓杰全，李伟，
申请(专利权)人：江门市迎客松电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44