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哈威液压全新优化电气化组件盘点
见道网 2023-08-30 14:12
  • 任何液压系统的核心都是泵,最优的选择要视每个计划安排应用情况而定
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1.电驱。电驱是电动车辆的核心动力来源,特别是运用在全电动行走机械上,但也可以用在液压系统是电气化的混合动力车辆上,这个混合动力车辆的传统内燃动力也需要装一个恰当尺寸的电驱。传统工业上使用的三相异步电机不适合用于行走机械。

高压同步电机比三相异步电机功率更大,价格也更贵,还需要专业的操作培训

取而代之的是永磁同步电机(PSM),因为它们功率明显更大且更紧凑。例如,一个标称功率为30KW的PSM,重量为35公斤;对比一下就知道,三相异步电机的尺寸要大两倍,重量为260公斤,要重7至8倍。由于是永磁材料,特别是在部分载荷条件下,永磁同步电机能提供很高的能效,这也意味着对电力需求的减少。另外,变频器和电缆也可以更小更细一些,这又进一步节省了重量和安装空间。

2. 变频器。变频器的基本原理就是将电池输出的直流电转换成变幅变频的交流电,从而实现对电机的速度控制。整体上来说,要选模块化变频器,以便将来需要时,变频器就可以随时装入。这些变频器必须适合行走机械应用,会影响到防护等级,同时也必须由数字操作界面来控制。

这个来自Curtisinstruments公司的变频器是模块电气化系统中另一个经过验证的系统组件

3. 泵。任何液压系统的核心都是泵。最优的选择要视每个计划安排应用情况而定。如由随车起重机提升重负荷所需的压力超过350bar,就需要一个高压泵。另一方面,垃圾收集车只需要明显比较低的压力就可以工作,如250至280bar, 这些压力足以举升垃圾桶。在垃圾车里使用油缸来压缩垃圾;即使在低压情况下,也能产生很大的力。

在电动行走机械中的泵,比如,V60N(HAWE)型变量轴向柱塞泵是通过电子调节来获得能效的

齿轮泵或变量泵可以完美胜任这项应用。选择恒速泵或变量泵的唯一决定因素是看具体应用案例。当液压泵启动后,需要非常快速的反馈,必须在100至150毫秒之间。通常情况下,如此短暂的反馈时间只有在泵里进行调节才能达到。

如果在中压范围内使用恒速泵就足够的话,在电气化项目过程中,可以选择使用内啮合齿轮泵。因为内啮合齿轮泵比外啮合齿轮泵运行更安静。即使车辆不打算用于对噪音敏感的区域,也可以使用内啮合齿轮泵。

一个ePTO自己并不能构成一个系统 - 在电气化项目中,许许多多的组件及其相互作用必须被优化

这是因为电驱运行更安静,过去与内燃机在一起很少被人注意到的液压系统,现在经常也让人感到烦恼。

4. 变量泵、阀技术与CAN总线的相互作用由变量泵和负载敏感阀组成的负载-敏感系统是液压驱动里最高效的。然而,如果必须计算某些控制压差,则必须记录由于节流损失和系统中(确实)过高的备用压力而造成的能效损失。

融合了流量共享的电子负载敏感 (eLS) 可实现额外的改善能效。在这种情况下,泵和阀可以通过CAN总线来操纵和控制。压力和温度等传感器以及相关的控制单元和软件一直被用来优化调节备用压力和超调压力, 以适应各自不同的应用情况。

电子流量共享可以保证即使在流量短缺的情况下,各种并行功能都可以以最佳方式运行

通过这个方法,可节省能效10-20%。而通过调节电机转速和控制泵的排量,可进一步提高效率,这将会让系统在最佳效率水平上运行。

全部系统的最优设计

考虑到能效,加上使用与电控变量泵组合在一起的eLS,系统的最优设计是非常重要的。优化整个液压系统来满足相关的应用需求至关重要,比如,应避免油缸行程终点机械顶死,以免不必要地“燃烧”能量。提醒一点就是为了避免节流损失,必须用对换向控制阀的规格。

如果已知诸如持续负载和峰值负载这些必须有的信息的话,这样反过来也可以对电动车辆和需要多少数量、需要哪种规格的电池数量做出最优选择。

首先需要解决的基本问题是:

• 行走机械的基本性能要求是什么? 按时间节点测量并记录必要的压力和流量。

• 可能发生的负载峰值是多少?电驱的过载能力在此能够一直有意地利用到。

要决定通过的电流是多少也是很重要的。由于PS电机的高功率密度对应的是高电流,在大多数情况下必须提供液体冷却。


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