专利名称：具有扩展的恒定功率速度范围的机电驱动器的制作方法
技术领域：
本文公开和主张的发明总体上涉及到一种能够在扩展的速度范围上提供恒定水平或数量的输出功率的机电驱动器。更具体地讲，本发明涉及一种与当前用于在恒定功率的情况下扩展速度范围的其它方式相比降低了复杂性的以上类型的驱动器。
背景技术：
当前，可变速度式或可调速度式电驱动器是可用的，它们包括逆变器和电机。然而，这种类型的驱动器的能够提供恒定功率的速度范围趋于是十分受限的。增加这个速度范围的努力已造成了重型、成本高和低效的系统。包括液压泵和液压马达的一些流体静力驱动器已经用于以上目的。然而，使用机电装置在较大速度范围内实现恒定功率一直以来是总体上不成功的。例如，当在接近零的速度下维持高保持扭矩时遇到困难。在使用由电驱动器驱动的范围转换箱或副变速箱 (range box)的另一种方案中，已证明难于实现无缝的范围换挡或范围变换。
发明内容
本发明的可用实施例包括一种由两个或更多个相同的电驱动器进行驱动的多输入范围转换箱。通过瞬间地将流经电机中的几乎一个给定电机的电流增至承载整个负载的水平、而同时将给定电机的扭矩降低至零，来实现了范围换挡。然后，比如通过将一种关联的换挡轴套移至中立位置或空档位置(neutral position)来将给定电机与动力供应断开。 断开连接的电机与新速度范围的输入速度同步，并且换挡轴套与给定电机进行接合以针对这个范围提供动力。然后，依次对每个其余电机重复以上顺序。在所有电机已连接于新范围之后，对于所有电机重新均衡了电机电流，从而使得这些电机提供了相等份额的所需扭矩。 因此，在范围换挡期间功率流不会出现中断，且这些电机总是用于传送动力/功率、而非用作制动器。在本发明的一个实施例中，在机电驱动系统中提供了包括可移动动力输出部件且还包括多个电驱动电机的设备。该设备包括第一传递机构，该第一传递机构可与每个电机进行连接以及断开与每个电机的连接，用于传递来自每个所连接着的电机的动力以使得输出部件以包括第一速度比率的相对于电机速度的第一速度进行移动，以及当以第一速度比率进行移动时传送指定的恒定水平的动力/功率。该设备还包括第二传递机构，该第二传递机构可与每个电机进行连接以及断开与每个电机的连接，用于传递来自每个所连接着的电机的动力以使得输出部件以包括第二速度比率的相对于电机速度的第二速度进行移动， 以及当以第二速度比率进行移动时传送相同的指定的恒定水平的动力。提供一种换挡装置，用于选择性将每个电机连接至第一和第二传递机构、以及将每个电机与第一和第二传递机构断开连接。电流源选择性向每个电机提供电流，并且当每个电机同时连接到第一传递机构时一种控制装置被连接以一次执行一个任务序列。任务组包括(a)将选择的一个电机与第一传递机构断开连接，并且同时对每个其余电机供应有所增加的电流，以维持输出部件以第一速度进行移动以及由此以指定的恒定水平传送动力/功率；(b)使得所选择的电机的速度达到与第二速度关联的同步速度；以及(C)响应于所选择的电机到达同步速度，将所选择的电机连接到第二传递机构。然后，对每个其它电机顺序地执行任务(a)到 (c )，然后对电机电流进行均衡。在本发明的各种实施例中能够独立地实现特征、功能和优点，或者还可以在另外的其它实施例中将它们进行组合，其中，通过参照下面描述和附图则可见进一步的细节。
在所附权利要求中阐述了所示的实施例的新颖的特征、可信的特征。然而，当结合附图进行阅读时，通过参照本发明的所示实施例的下列详细描述，能够最佳理解所示实施例、以及优选应用模式、及其另外的目的和优点。图1是描绘出本发明的一个实施例的简化透视图； 图2是示出图1的实施例的换挡机构的简化正交视图3是示出包括三个驱动电机的本发明的实施例的简化透视图； 图4是示出包括共轴地对齐的两个延长驱动电机的本发明的实施例的简化透视图；以
及
图5是沿图4的线5-5剖取的截面视图。
具体实施例方式参照图1，示出了包括本发明的实施例的机械驱动系统100。系统100包括两个可变速度电驱动电机102和104，这两个电机在用途/有用性方面彼此相同。电机102包括定子106、转子108和输出驱动轴杆110，输出驱动轴杆110由转子108进行驱动来以变动的速度进行旋转。电机104类似第包括定子112、转子114和输出驱动轴杆116，输出驱动轴杆116由转子114进行驱动来以变动的速度进行旋转。在示例性实施例中，电驱动电机具有为6的恒定功率速度范围，但本发明不限于此。在本发明的应用实施例中，驱动电机102和104各自包括AC电机，其中，电机速度由可变频率逆变器进行控制。更具体地讲，逆变器控制着提供给其电机的电力的频率和电流。因此，图1示出了一种被连接用以控制从电源120提供给电机102的定子106的电力的可变频率逆变器118。类似的是，可变频率逆变器122被连接以控制从电源120提供给电机104的定子112的电力。图1还示出了一种被连接用以分别向逆变器118和122提供控制信号S1和&的控制器152。借助于这些控制信号，在实施本发明的实施例过程中，控制器 152能够使用逆变器来控制电机102和104的操作(这将在下文中进行更加详细描述)。当然，还可以替代性地使用本领域技术人员知道的其它类型的电机和电机控制器。进一步参照图1，示出了电机102的驱动轴杆110、和电机104的驱动轴杆116，这两个驱动轴杆连接到两组齿轮。这两个齿轮组分别包括动力传递机构1 和126，且这两个动力传递机构都包含于范围转换箱1 等之中。每个动力传递机构被安装成用以传递来自驱动轴杆110和116的动力，从而旋转驱动输出轴杆130。更具体地讲，传递机构IM被构造为以明显比传递机构1 驱动输出轴杆130的速度更高的旋转速度来驱动输出轴杆130。 此外，当输出轴杆130由动力传递机构IM或1 任何一个进行驱动时，输出轴杆130传递恒定的一定水平或数量的动力，即，当通过任何传递机构、并且在它们各自速度的任何一个的情况下进行操作时，动力水平是相同的。图1还示出了动力传递机构124，其包括齿轮132、134和136，其中，齿轮134可固定地接合至输出轴杆130以随之进行旋转。齿轮132借助于旋转轴承13 而被承载于电机驱动轴杆110上，并且与齿轮134进行啮合或接合。齿轮136借助于旋转轴承136a而被装载于电机驱动轴杆116上，并且同样地与齿轮134进行啮合或接合。因此，齿轮132和136 被约束成总是与齿轮134 —起进行运动。另外，齿轮132和136将借助于它们的旋转轴承在驱动轴杆110和116上自由旋转，除非这些齿轮被锁到它们各自的轴杆110和116上。当发生这种锁定时，由对应驱动轴杆110和/或116提供的旋转动力将通过齿轮132和/或 136进行施加，以可旋转地驱动齿轮134。这继而将会导致输出轴杆130以其更高的速度受驱动。在类似构造中，动力传递机构126包括齿轮146、148和150，其中，齿轮150以可固定的方式接合到输出轴杆130以随之进行旋转。齿轮146借助于旋转轴承(未示出)而承载于电机驱动轴杆110上，并且与齿轮150进行啮合或接合。齿轮148借助于旋转轴承(未示出)装载在电机驱动轴杆116上，并且同样地与齿轮150进行啮合或接合。因此，齿轮146 和148被约束成总是与齿轮150 —起进行运动。另外，齿轮146和148将借助于它们的旋转轴承在驱动轴杆110和116上自由旋转，除非这些齿轮被锁定到它们相应的轴杆110和 116上。当这发生时，由对应的驱动轴杆110和/或116提供的旋转动力将通过齿轮146和 /或148进行施加以可旋转地驱动齿轮150。这将导致输出轴杆130以其较低的速度受驱动。为了将齿轮132和136选择性锁定到它们相应的驱动轴杆上，一种换挡轴套装置 140安装在驱动轴杆110上，且一种换挡轴套装置138安装在驱动轴杆116上。如下文更加详细讨论，换挡轴套140具有与在轴杆110中所形成的狭槽(图1未示出)进行接合的齿条 (spline)(图1未示出)。因此，换挡轴套140被约束成与轴杆110 —起进行旋转。同时，换挡轴套140能够沿轴杆110以及其内部的狭槽而在中立位置、换挡轴套140与齿轮132接合的位置和换挡轴套140与齿轮146接合的位置之间进行运动。换挡轴套140的运动由执行器142进行控制，执行器142由从控制器152接收的控制信号&进行操作。因此，当换挡轴套140处于它的与齿轮132进行接合的位置时，动力传递机构IM进行连接以从电机 102的驱动轴杆110接收动力以便驱动输出轴杆130。当换挡轴套140处于任何它的其它位置时，动力传递机构124与轴杆110断开连接。通过相似的布置，一种基本与换挡轴套140相同的换挡轴套138被约束成与驱动轴杆116 —起进行旋转。执行器144可响应于从控制器152接收的控制信号、进行工作以在中立位置、其与齿轮136接合的位置、和其与齿轮148接合的位置之间移动换挡轴套138。 当换挡轴套138与齿轮136接合时，动力传递机构IM被连接为从电机104的驱动轴杆116 接收动力以驱动输出轴杆130。当换挡轴套138处于它的其它位置时，动力传递机构IM与轴杆116断开连接。基于以上，将会明白，动力传递机构124能够从电机102的驱动轴杆110、电机104 的驱动轴杆116以及同时从这两个驱动轴杆接收动力以驱动输出轴杆130，这分别通过换挡轴套138和140的操作以及执行器142和144的操作进行确定。此外，通过换挡轴套和执行器的操作，动力传递机构124能够与两个驱动轴杆110和116断开连接。还会明白，动力传递机构126能够类似地通过换挡轴套和执行器的选择性操作而被连接为用以从驱动轴杆110和116之一或二者接收动力。更具体地讲，当齿轮146与换挡轴套140进行接合时，齿轮146连接到驱动轴杆110 ；且当齿轮148与换挡轴套138进行接合时，齿轮148连接到驱动轴杆116。于是，输出轴杆130将由电机102和104之一或二者进行低速驱动。在系统100的操作的正常模式下，电机102和104 —起进行操作以驱动输出轴杆 130。对这两个电机提供相同量的电流，从而使得它们提供相等的扭矩。根据是通过传递机构IM还是通过传递机构1 提供动力，输出轴杆将会分别以其高速或低速进行旋转。由电机提供的动力被选择为用以确保输出轴杆130连续传递指定的恒定水平的输出动力，即， 在轴杆130的较快和较慢输出速度的情况下保持相同的动力量。根据本发明的实施例，执行一组任务或任务序列，以便从处于一定速度下的系统 100的操作的正常模式切换到处于其它速度下的操作的正常模式。在这个过渡期间，这些电机中的至少一个总是传递动力，从而使得动力流或功率流不会中断。速度范围过渡中的第一任务(1)(比如，从使用传递机构124的高速操作到使用传递机构126的低速操作)包括初始地增加供给电机之一(比如，电机104)的电流。更具体地讲，电流增加从而使得电机 104将产生充分的扭矩以承载整个负载，即处于高速的输出轴杆130的负载和指定的恒定动力/功率。任务(1)还包括随着增加供给电机104的电流，同时地在短暂时间内关闭供给电机102的电流，以将由电机102及其驱动轴杆110提供的扭矩减小到零。可以看出，控制器152能够借助于逆变器118和122以及电源120而容易地执行任务(1)。当电机102的扭矩到达零时执行任务(2)，其中，任务(2)包括将驱动轴杆110与传递机构1 断开连接。在系统100中，这能够简单地通过致动所述换挡轴套140移至其中立位置以由此将齿轮132与轴杆110脱离而执行。在断开连接任务(2)以后，执行任务(3)，它包括向电机102提供足以使得驱动轴杆Iio到达与系统100的低速操作同步的速度的电流。当通过慢速机构126向输出轴杆 130提供动力时，这可以是驱动轴杆110正常操作的速度。任务(3)还能够由逆变器118和电源120实施。当驱动轴杆110到达同步速度时，执行任务(4)。根据任务(4)，控制器152 指引所述换挡轴套140与齿轮146进行接合，从而使得轴杆110被连接为通过传递机构1 向轴杆130提供动力。在以上任务序列(1)到(4)已完成以后，基本相同序列被执行以将电机104的驱动轴杆116从它先前的与动力传递机构124的连接过渡到其与动力传递机构1 进行连接。 然而，任务(1)的负载现在将会是低速下的恒定动力/功率，且电机102将会接收增加的电流以承载这个负载。在这个第二任务序列已被执行以后，控制器152进行操作以确保相等的电流提供给电机102和104 二者，从而使得这两个电机提供相同量的扭矩、并且承载相等的负载。然后，系统100进入其正常模式下以新速度工作。可以预期，比如图1的本发明的实施例可以在1到30的速度范围内提供恒定动力 /功率，但本发明不限于此。参照图2，示出了图1的换挡轴套140。更具体地讲，示出了换挡轴套140以及驱动轴杆110、动力传递机构124的齿轮132和134、动力传递机构126的齿轮146和150、以及输出轴杆130。图2还示出了狭槽202，它沿轴杆110在齿轮132与146之间形成，用于分别接纳固定到换挡轴套140的齿条204。换挡轴套140由此被约束成随轴杆110进行旋转。同时，换挡轴套140能够在纵向上沿轴杆110在齿轮132与146之间进行运动。图2示出了处于中立位置的换挡轴套140，其中，它没有与齿轮132或146进行接合。如上所述，这使得齿轮132能关于轴杆110在旋转轴承13 上自由旋转，且使得齿轮 146能关于轴杆110在轴承146a上自由旋转。然而，响应于执行器142的操作，齿轮选择器叉206等能够沿轴杆110朝向齿轮132移动换挡轴套140，从而使得换挡轴套140的齿或其它部件208将插入到设置在齿轮132内的孔或凹口 210内。齿轮132由此变得受约束以随轴杆110旋转，并且通过齿轮134驱动输出轴杆130。在另一个操作模式下，执行器142可以操作齿轮选择器叉206以沿轴杆110朝向齿轮146移动换挡轴套140，从而使得换挡轴套的齿或其它部件208将插入到设置在齿轮 146内的孔或凹口 210内。齿轮146由此将变得受约束以随轴杆110进行旋转，并且通过齿轮150驱动输出轴杆130。可以预测的是，在观察下面规则(1)和(2)的情况下，除了上述的齿轮组以外，本领域技术人员将能够配置其它的齿轮组。规则(1)要求最大恒定动力/功率电机速度与最小恒定动力/功率电机速度的比率必须大于机械传动的比率阶跃(ratio step)。总体的恒定动力/功率速度范围是这两个比率的乘积，而通过电机速度比率除以比率阶跃而给出 “不关心”范围。规则(2)要求“不关心”范围必须足够宽以允许充足时间来完成范围换挡 (当负载在最小时间内通过“不关心”范围进行加速时)。在范围换挡期间，每个电机必须经历下面循环将动力/功率降为零；切换至中立；使得电机与新速度范围进行同步；切换至新比率并且拾取它的负载的份额。每个电驱动器相继地完成这项工作。将动力/功率降为零所需的时间可以是相当大的，这是因为其余驱动器必须同时移至过电流环境以便维持输出功率处于额定值。尽管未示出，但是阻挡型同步啮合单元能够与换挡轴套一起使用以改善换挡的容易程度。在上述的用于从一个速度过渡到另一个速度的程序中，换挡执行器会识别出何时断开连接的电机轴杆的电机电流接近零，以及换挡轴套将会移动通过它的中立位置以向相对着的齿轮施加负载。一种传感器可以检测出换挡轴套实现中立的时间，并且然后启动电机速度校正。参照图3，示出了本发明的一个实施例，它包括机电系统300，机电系统300具有在用途上与图1的电机102和104类似或相同的三个电驱动电机302、304和306。电机 302-306的每个设置有驱动轴杆308，并且齿轮310和312借助于旋转轴承(未示出)承载在每个轴杆308上。因此，齿轮310和312的每个能够关于它的轴杆308进行自由旋转，除非齿轮之一变得锁定至它的轴杆。为了选择性地使得这发生，与换挡轴套140相似或相同的换挡轴套314同样在齿轮310与312之间承载在每个轴杆上。尽管图3的视图没有示出，但是应该明白，电机304具有驱动轴杆308、齿轮310和 312以及换挡轴套314，上述的每个部件分别与电机302和306所示的对应部件等同。另外参照图3，示出了每个齿轮310与齿轮316进行啮合或接合，用于使齿轮316 与齿轮310 —起进行旋转。齿轮310分别以彼此间隔120度而定位在齿轮316周围。齿轮 316可固定地接合到输出轴320，用于使齿轮316与输出轴320 —起进行旋转。因此，电机302-306的三个齿轮310与齿轮316 —起包括了一种用于向驱动轴杆320提供动力的高速动力传递机构。类似的是，每个齿轮312与齿轮318进行啮合，用于使齿轮312与齿轮318 —起旋转。每个齿轮312分别以彼此120度间隔而定位在齿轮318周围。齿轮318同样可固定地接合至输出轴320，用于与之一起进行旋转。因此，三个齿轮312以及齿轮318包括了一种用于以低速向驱动轴杆320提供动力的低速动力传递机构。在系统300的操作的正常模式下，电机302-306 —起进行操作以驱动输出轴杆 320。对所有三个电机提供相同量的电流，从而使得它们提供相等的扭矩。输出轴杆320将会根据是通过高速还是低速传递机构向其提供动力来以其高速或其低速进行旋转。由电机提供的动力被选择为用以确保输出轴杆320连续地传送了在轴杆320的快速和慢速的情况下维持相同的指定的恒定水平的输出动力。在图3的实施例中，执行以上结合图1描述的基本相同的任务序列(1)到(4)以从操作的一个速度换挡到其它速度。图3示出了一种用于执行这个任务序列的控制装置322。 有用的是，控制装置322将会通过操作电源、逆变器和换挡轴套来执行器执行任务，上述的电源、逆变器和换挡轴套执行器分别与图1的电源120、逆变器118和122以及执行器142 和144相似、类似或相同。为了简化，没有示出系统300的这些部件。在执行系统300的任务(1)时(例如，从高速操作过渡到低速操作)，供给电机304 和306的电流将会增加，从而使得这两个电机将会一起生成足够扭矩以承载整体负载。同时，通过从其移走电流，电机302的扭矩将下降至零。当电机302到达零扭矩时，通过将电机302的驱动轴杆308与高速传递机构的其齿轮310断开连接来执行任务(2)。然后，根据任务(3)，对电机302提供电流以使得轴杆308达到针对系统300的慢速操作的同步速度。 根据任务(4)，当到达同步速度时，电机302的轴杆308连接到它的低速齿轮312。在完成任务(1)到(4)以将电机302从高速过渡到低速操作以后，再次执行任务 (1)到(4)以将电机304从高速过渡到低速操作。然后，再次执行基本相同的任务序列以将电机306从高速过渡到低速操作。在每个电机在新速度范围进行操作时，控制装置322进行操作以确保相等电流提供给每个电机302-304，从而使得三个电机相等地承载负载。系统 300然后在正常模式下以新速度进行操作。优于图1的实施例，图3的实施例的重要优点在于，在范围过渡期间两个电机可用于承载负载，而非一个电机。这实质上减轻了用于控制每个电机的逆变器的电流要求。另外，在以上程序中，可以预测，在正常模式操作之间以不同速度进行过渡所需的时间将会足够短以避免系统操作中的任何明显中断。参照图4，示出了包括本发明的另一个实施例的机电系统400。系统400包括两个纵长的可变速度驱动电机402和404。电机402具有驱动轴杆406，电机404具有驱动轴杆 408，其中，这两个驱动轴杆彼此同轴，或者沿相同的轴线对齐。这是通过将轴杆406加工制成圆截面的实心杆而实现的。轴杆408形成为管状，且内径的大小确定为允许轴杆406插入穿过轴杆408，且在这两个轴杆之间设置有足够间隙。另外在图5中示出了介于轴杆406 与轴杆408之间的关系。以与图1和图3的实施例相同的方式，系统400包括两个齿轮组，这两个齿轮组分别包括用于驱动输出轴杆410的高速和低速动力传递机构。高速传递机构包括齿轮412、414,416和418。齿轮412借助于旋转轴承(未示出)而安装在电机404的轴杆408上，并且与齿轮414进行啮合运动，齿轮414可固定地接合至输出轴杆410以一起进行旋转。齿轮 416借助于旋转轴承(未示出)而安装在电机402的轴杆406上，并且与齿轮418进行啮合运动，齿轮418同样可固定地接合至输出轴杆410以一起进行旋转。低速传递机构包括齿轮420、422、似4和426。齿轮420借助于旋转轴承(未示出) 而安装在电机404的轴杆408上，并且与齿轮422进行啮合运动，齿轮422可固定地接合至输出轴杆410以一起旋转。齿轮4M借助于旋转轴承(未示出)而安装在电机402的轴杆 406上，并且与齿轮似6进行啮合运动，齿轮426同样可固定地接合至输出轴杆410以一起进行旋转。为了连接电机404的轴杆408以向高速传递机构提供动力，换挡轴套4 安装在轴杆408上。能够按照上述方式致动换挡轴套428以与齿轮412进行接合，于是齿轮412 变得锁定以与轴杆408 —起进行旋转。为了连接轴杆408以向低速传递机构提供动力，则致动换挡轴套428以与齿轮420进行接合。类似的是，为了连接电机402的轴杆406以向高速传递机构提供动力，一种换挡轴套430安装在轴杆406上。能够致动换挡轴套430以与齿轮416进行接合，于是齿轮416变得锁定以与轴杆406 —起进行旋转。为了连接轴杆 406以向低速传递机构提供动力，则致动换挡轴套430以与齿轮4M进行接合。在系统400的操作的正常模式下，电机402和404 —起工作以驱动输出轴杆410。 对这两个电机提供相同量的电流，从而使得它们提供相等的扭矩。输出轴杆410将会根据是通过高速还是低速传递机构向其提供动力而在其高速或其低速下进行旋转。由电机提供的动力被选择为用以确保输出轴杆410连续地传送在轴杆410的快速和慢速的情况下维持相同的指定的恒定水平的输出动力。在图4的实施例中，能够执行如上文结合图1描述的相同任务序列(1)到(4)以从操作的一个速度换挡至其它速度。图4示出了一种用于执行这个任务序列的控制装置432。 有用的是，控制装置432将会通过操作电源、逆变器和换挡轴套执行器来执行任务，上述的电源、逆变器和换挡轴套执行器分别与图1的电源120、逆变器118和122以及执行器142 和144相似、类似或相同。为了简化，没有示出系统400的这些部件。可预测的是，例如在安置的空间或包装具有显著的长度、和非常有限的直径的情况下，可以有效利用图4的实施例。参照图5，示出了与电机404的管状轴杆408呈同轴关系的电机402的实心轴杆 406。图5还示出了电机404的转子434和定子436。为了展示和说明的目的已呈现了不同的有利实施例的描述，且这并非是穷尽的或者局限于呈所公开的形式的实施例。本领域普通技术人员将会清楚许多变型和变动。另外， 不同实施例可以提供与其它实施例不同的优点。选择并描述了所选实施例以便最佳地解释本发明的原理、实际应用，并且使得其它的本领域普通技术人员能够理解本发明从而构思出适于特定应用的不同变型的不同实施例。
权利要求
1.一种机电驱动系统，包括可移动的动力输出部件，且还包括多个电驱动电机、设备， 所述设备包括第一传递机构，可与每个所述电机进行连接以及断开连接，用于传递来自每个连接的电机的动力以使得所述输出部件以包括第一速度比率的相对于电机速度的第一速度进行移动，以及当以所述第一速度比率进行移动时传送指定的恒定水平的动力；第二传递机构，可与每个所述电机进行连接以及断开连接，用于传递来自每个连接的电机的动力以使得所述输出部件以包括第二速度比率的相对于电机速度的第二速度进行移动，以及当以所述第二速度比率进行移动时传送所述指定的恒定水平的动力；换挡装置，用于选择性将每个电机与第一和第二传递机构进行连接以及将每个电机与第一和第二传递机构断开连接；电源，用于选择性向每个所述电机提供电流；以及控制装置，被连接为当每个所述电机同时地连接到第一传递机构时执行一组任务，所述一组任务包括(a)将选择的所述电机之一与第一传递机构断开连接，并且同时对每个其余电机供应增加的电流，以便维持所述输出部件以所述第一速度进行移动、以及由此以所述指定的恒定水平传送动力；(b)使得所述选择的电机的速度达到与所述第二速度关联的同步速度；以及(c)响应于所述选择的电机达到所述同步速度，将所述选择的电机连接到第二传递机构。
2.权利要求1的设备，其中关于所述其余电机的每个执行所述一组任务(a)到(c)，其中，在执行所述一组任务时序列选择其余电机的每个作为选择的电机，并且针对所述序列的至少最后电机的任务(a) 被修改以包括增加向所述最后电机以外的至少一个电机供应增加的电流，以便维持所述输出部件以所述第二速度进行移动、以及由此以所述指定的恒定水平传送动力。
3.根据权利要求2的设备，其中在关于所述其余电机的每个执行所述一组任务以后，控制装置向所述多个电机的每个电机提供相等量的电流，以使得所述电机的每个生成相等量的扭矩、并且向所述第二传递机构提供相等量的动力。
4.权利要求2的设备，其中在关于所述其余电机的每个执行所述一组任务(a)到(c)以后、以及在当所述电机的每个同时地连接到第二传递机构时，控制装置壳进行操作以执行一组任务包括(d)将所述电机中的特定一个电机与第二传递机构断开连接，并且同时对每个其它电机提供增加的电流，以便维持所述输出部件以所述第二速度进行移动、以及由此以所述指定的恒定水平传送动力；(e)使得所述特定电机的速度达到与所述第一速度关联的同步速度；(f)响应于所述特定电机达到所述同步速度，将所述特定电机连接到第一传递机构；以及(g)关于每个所述其它电机执行所述所述一组任务(d)到(f)，其中，在执行所述一组任务(d)到(f)时序列选择每个其它电机作为特定电机，并且针对所述序列的至少最后电机的任务(d)被修改为包括向所述最后电机以外的至少一个电机提供增加的电流，以便维持所述输出部件以所述第一速度进行移动、以及由此以所述指定的恒定水平传送动力。
5.权利要求1的设备，其中刚好在将所述选择的所述电机之一与第一传递机构断开连接之前，控制装置可进行操作以实质上减小提供给所述选择的电机的电流，以便将由所述选择的电机生成的扭矩减少至零。
6.权利要求1的设备，其中所述多个电机中的每个电机具有驱动轴杆，并且通过分别将一种电机的驱动轴杆与一种给定的传递机构进行连接以及断开连接来将电机与给定的传递机构进行连接以及断开连接。
7.权利要求6的设备，其中一种换挡轴套在第一传递机构的第一齿轮与第二传递机构的第二齿轮之间安装在所述驱动轴杆的每个驱动轴杆上，并且控制装置操作给定的换挡轴套以选择性将它的第一齿轮或它的第二齿轮锁定到给定的换挡轴套的轴杆上，用于一起进行旋转。
8.权利要求7的设备，其中一种执行机构响应于控制装置可进行操作以选择性地沿一种给定的换挡轴套的驱动轴杆在轴向上移动所述给定的换挡轴套，来使其与其第一齿轮进行接合，与其第二齿轮进行接合，以及进入中立位置。
9.根据权利要求1的设备，其中第一传递机构的第一速度选择性地大于或小于第二传递机构的第二速度。
10.权利要求1的设备，其中所述多个电机选择性地包括两个电驱动电机或者包括三个电驱动电机。
11.权利要求10的设备，其中所述多个电机包括两个电驱动电机，所述电机中的每个具有驱动轴杆，并且两个电机的驱动轴杆彼此呈同轴关系对齐。
12.权利要求11的设备，其中所述驱动轴杆之一包括一种管状构件，并且其它驱动轴杆包括一种具有圆截面的实心构件，并且安置为用于插入穿过所述管状构件。
13.一种机电驱动系统，包括可移动的动力输出部件，且还包括多个电驱动电机，一种方法包括如下步骤初始地将所述电机中的每个电机连接到第一传递机构，其中，第一传递机构进行工作以传递来自每个连接的电机的动力来使得所述输出部件以包括第一速度比率的相对于电机速度的第一速度进行移动，以及当以所述第一速度比率进行移动时传送一种指定的恒定水平的动力；将选择的所述电机之一与第一传递机构断开连接，并且同时对每个其余电机提供增加的电流，以便维持所述输出部件以所述第一速度进行移动、以及由此以所述指定的恒定水平传送动力；使得所述选择的电机的速度达到一种包括第二速度比率的与相对于电机速度的第二速度关联的同步速度；以及响应于所述选择的电机达到所述同步速度，将所述选择的电机连接第二传递机构，其中，第二传递机构可进行工作以传递来自每个连接的电机的动力来使得所述输出部件以所述第二速度比率进行移动，以及当以所述第二速度比率进行移动时传送所述指定的恒定水平的动力。
14.权利要求13的方法，其中关于所述其余电机的每个执行包括所述断开连接、达到同步速度以及接下来的连接步骤的一组步骤，其中，在执行所述一组任务时序列选择其余电机的每个作为选择的电机，并且针对所述序列的至少最后电机的所述断开连接任务(a)被修改以包括向所述最后电机以外的至少一个电机提供增加的电流，以便维持所述输出部件以所述第二速度进行移动、以及由此以所述指定的恒定水平传送动力。
15.权利要求14的方法，其中响应于每个其余电机连接到第二传递机构，一种相等量的电流提供给所述多个电机中的每个电机，以使得每个所述电机生成相等量的扭矩并且向所述第二传递机构提供相等量的动力。
16.权利要求13的方法，其中刚好在将所述选择的所述电机之一与第一传递机构断开连接之前，实质上使得提供给所述选择的电机的电流减小，以便将由所述选择的电机生成的扭矩减少至零。
17.权利要求13的方法，其中所述多个电机的每个电机具有驱动轴杆，并且通过分别将一种电机的驱动轴杆与一种传递机构进行连接以及断开连接来将电机与给定的传递机构进行连接以及断开连接。
18.权利要求17的方法，其中一种换挡轴套在第一传递机构的第一齿轮与第二传递机构的第二齿轮之间安装在所述驱动轴杆中的每个上，并且一种给定的换挡轴套受操作以选择性将它的第一齿轮或它的第二齿轮锁定到给定的换挡轴套的轴杆上，用于一起进行旋转。
19.权利要求18的方法，其中执行机构响应于控制装置进行操作以选择性地沿一种给定的换挡轴套的驱动轴杆而在轴向上移动给定的换挡轴套来与它的第一齿轮进行接合，与它的第二齿轮进行接合，以及进入中立位置。
20.权利要求13的方法，其中第一传递机构的第一速度选择性地大于或小于第二传递机构的第二速度。
全文摘要
本发明涉及到具有扩展的恒定功率速度范围的机电驱动器，特别是本发明的实施例包括一种由多个电驱动器进行驱动的多输入范围转换箱。范围换挡涉及瞬间地将流经几乎一个给定电机中的电流增大至一种将会承载包括指定的恒定动力或功率的整个负载的水平。同时，给定电机的扭矩下降至零。给定电机然后断开供电，其与新速度范围的输入速度进行同步，并且然后针对新范围进行接合。然后相继地对每个其余电机重复以上序列。在所有电机已经连接以提供新范围的动力以后，对所有电机重新均衡电机电流。因此，在范围换挡期间，动力流或功率流不会中断，并且电机总用于传送动力、而非用作制动。
文档编号H02P5/747GK102447432SQ201110296708
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月1日
发明者E. 罗米格 B. 申请人:迪尔公司