CN110072729B - 用于将动力组件进行致动的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种双重致动的动力组件(300)，其包括电池(104)和第一电动马达(101)和第二电动马达(102)以及动力生成装置(103)。第一电动马达(101)由电池(104)供能，且第二电动马达(102)通过电网(106)供能。第一电动马达(101)和第二电动马达(102)彼此机械式耦接(108)，使得当第二电动马达(102)被供能时，第二电动马达(102)同时将动力生成装置(103)以及第一电动马达(101)致动(109)，因此当第二电动马达(102)使动力生成装置(103)进行致动(109)时，第一电动马达(101)用作高功率电池充电器、并对电池(104)进行再充电。当不使用第二电动马达时，第一电动马达(101)被供能(104、105)，并且由第一电动马达(101)将动力生成装置(103)致动(108)。

Description

用于将动力组件进行致动的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于将诸如液压动力组件之类的动力组件（动力单元）进行致动的方法和装置。特别地，本发明涉及一种例如针对不同环境条件的通过至少两种不同类型的致动方法来将动力组件致动的方法和装置。
背景技术
诸如液压泵或压缩机之类的动力生成装置通常由电动马达来供能。根据环境，该电动马达由电网供能或由内燃发动机供能，但电池供能的电动马达也用于为动力生成装置供能。电池供能的电动马达通常用于不能使用内燃发动机的情况，例如在采矿场地或隧道场地或具有基本封闭环境的其他场地，或者在使用中没有外部电网时。电池供能的电动马达通常也用在运行期间不能连接到电网的非道路移动机械上。这可以是例如由于缺乏电网或由于机器的移动性而造成的。
US8994215涉及一种与外部系统有交流的自充电发电机系统，其包括：电池单元，该电池单元被配置为向自充电发电机系统供能；自动切换单元，该自动切换单元被配置为在主动力供应源和自充电发电机系统之间切换；至少一个电动马达，该至少一个电动马达配置为从所述电池单元接收动力；以及至少一个发电机，该至少一个发电机配置为当在所述主动力供应源处发生故障时产生供应给外部系统的动力，其中由至少一个发电机产生的动力可进一步提供给所述自动切换单元，用于对所述自充电发电机系统进行连续的再充电。
然而，存在与已知现有技术有关的一些缺点，特别是在封闭环境中和弱电流条件下，例如特别是在采矿场地和隧道场地中。用于为发电机供能的电网供能的电动马达通常会引起负载峰，特别是在启动时（电流在启动期间比以标称速度在正常操作期间高得多），这应该考虑使用大规模甚至超大的电网供能和电力线以及合适的干涉滤波器。这自然是非常苛刻且昂贵的，尤其是在困难的环境中，诸如临时采矿或隧道结构中。此外，电池供能的马达的使用可能引起对电网系统的其他部分的干扰以及引起火花，这些干扰和火花至少产生噪声，但在封闭环境中也可能是非常危险的。因此，在现有技术系统中使用不同种类的滤波器，这使得系统庞大、更脆弱和昂贵。
发明内容
本发明的一个目的是减轻和消除与已知现有技术有关的问题。特别地，本发明的目的是提供一种用于将动力组件进行双重致动的方法和装置，使得操作成本高效、安全、轻便且无干扰，并且可以避免任何大规模的干涉滤波器。此外，本发明的目的是将对大规模或甚至过大的供能电网、部件或电力线的需求最小化，并且还使得可以保持电网负载基本恒定。
本发明涉及一种双重致动的动力组件。此外，本发明涉及一种用于该双重致动的动力组件的方法。
根据本发明的一个实施例，所述双重致动的动力组件包括能量存储器、第一电动马达和第二电动马达以及动力生成装置，其中所述动力生成装置由第一电动马达和第二电动马达来致动。第一电动马达有利地由能量存储器供能，并且第二电动马达有利地由外部供能，诸如，例如通过电网、电力网电流或内燃发动机（燃烧发动机）动力来供能。此外，第一电动马达和第二电动马达彼此机械式耦接，使得当第二电动马达被供能时，所述第二电动马达使动力生成装置进行致动以及也使第一电动马达进行致动，因此所述第一电动马达用作充电器或加载器，并使能量存储器进行重新充电或重新加载。然而，当第一电动马达被供能时，该第一电动马达将动力生成装置致动。
当第一电动马达和第二电动马达彼此有机械式耦接时，可以实现纯电气隔离，因此也可以在没有任何大规模干涉滤波器的情况下实现无干扰操作，这是本发明的明显优点。此外，还可以容易地实现对整个系统的监控，并且如果发生任何故障或其他有害或不希望的影响，电学上分离的电动马达可以容易地从电网或该系统的其他部分切断或分离，例如，由此将任何干扰最小化且甚至消除。此外，当第二电动马达用作动力生成装置的致动器时，第一电动马达可用作发电机，诸如用于对例如作为所述能量存储器的电池进行充电的发电机。当第一电动马达用作充电器或加载器时，尤其是作为所述充电器时，第一电动马达的功率是巨大的，因为它被设计为用于将动力生成装置致动的电源。此外，应注意，第一电动马达附加地与外部电网和第二电动马达电气地分离，因此在没有任何电学滤波器或装置的情况下，可以有效地避免可能由第一电动马达引起的任何干扰或充电期间的任何干扰。
能量存储器有利地是电池，但是它也可以通过其他方式来实现，诸如通过可再充电的能量存储器或电存储器、燃料电池、超级电容器或飞轮或它们的组合来实现。当然，取决于能量存储器的类型，作为充电器或加载器的第一电动马达应以相应的方式调节，诸如给超级电容器充电或将动能或其他机械能加载到飞轮。
此外，根据本发明的实施例，在第二电动马达用作将动力生成装置致动的主要源的情况下，第一电动马达也可用于将第二电动马达进行软启动。例如，可以在将第二电动马达连接到电网之前，通过将第一电动马达旋转到同步的电网速度或接近同步的电网速度，从而实现所述软启动。另外，根据一实施例，可以通过使用第一电动马达来平抑可能的动力峰。此外，在主要使用第二电动马达时，通过将第一电动马达用作附加动力源，可以提供例如临时地由于某种原因对于该动力生成装置所需的额外动力。
通过上述实施例，特别是在启动时的负载峰，而且也是由于发电机的意料之外的负载峰引起的负载峰，可以被最小化或甚至消除，这是非常重要和有利的特征，即，例如在启动期间所需的电流可能是具有标称速度的正常操作所需电流的数倍。因此，供能电网和电力线被设计为是基本上用于标称速度和正常操作条件，并且不需要过大的设计。
本发明提供优于已知现有技术的优点，如上面结合本发明的实施例已经公开的那样。此外，本发明的实施例允许以成本有效的方式制造紧凑尺寸的系统，因为由于电气分离，不再需要昂贵且庞大的部件如干涉滤波器。本发明还允许使用不同的主要电压和简单的方法来设计用于不同主要电压的第二电动马达。此外并且尤其地，本发明提供了巨大的能量存储负载能力，诸如使用第一电动马达作为高功率电池充电器。本发明还提供了真正的双重操作，即例如，相同的液压部件仍然可以与第一电动马达和第二电动马达两者一起使用。
本文中呈现的示例性实施例不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本文中用作开放式限制，其不排除存在还未描述的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中所述的特征可相互自由地组合。
特别地，被认为是本发明的特征的新颖特征在所附权利要求中阐述。然而，当结合所附附图阅读时，从以下对具体示例实施例的描述中，将最好地理解本发明本身，以及本发明的与附加目的和优点一起的结构构造和操作方法。
附图说明
接下来将参考根据附图的示例性实施例来更详细地描述本发明，在附图中：
图1至图3示出了根据本发明的有利实施例的用于双重致动的动力组件的示例性设置的原理
图4至图5示出了根据本发明的有利实施例的用于双重致动的动力组件的示例性机械式耦接的原理。
具体实施方式
图1至图3示出了根据本发明的有利实施例的双重致动的动力组件的示例性设置的原理，其中，双重致动的动力组件100、200、300包括作为能量存储器104的电池和第一电动马达101和第二电动马达102。所述第一电动马达101通过电池能量来进行供能111，并且所述第二电动马达102配置为通过电网106或内燃发动机来进行供能112。此外，所述双重致动的动力组件包括动力生成装置103，该动力生成装置103配置成由第一电动马达101和第二电动马达102来进行致动。
第一电动马达101和第二电动马达102彼此机械地耦接108（也参见图4和图5），使得当第二电动马达102被供能时，该第二电动马达102使动力生成装置103进行致动109，但是此外，第二电动马达102有利地同样使第一电动马达101进行致动。第一电动马达101可以被实施为使得当该第一电动马达被致动时，即在实践中旋转时，该第一电动马达用作高功率电池充电器，并且对电池104进行充电。在不可能使用诸如电网或内燃发动机连接106之类的外部能量的情况下，将第一电动马达101用于使动力生成装置103进行致动108。第一电动马达101由电池能量104来供能。
机械式耦接在电动马达之间提供电气隔离110，从而电气地将第一电动马达和双重致动的动力组件100、200、300的内部电气件与外部电网或电气件分离。因此，所述双重致动的动力组件的操作实际上是无干扰的，并且不需要干涉滤波器。
机械式耦接108、109以及马达和动力生成装置的设置可以以多种方式实现，如附图中可见的。例如，如图1所示，第二电动马达102可以在该第二电动马达的第一端109处与动力生成装置103耦接、并且在该第二电动马达的第二端108处与第一电动马达101耦接，或者如图2和图3中所示的情况，第一电动马达101可以位于第二电动马达102和动力生成装置“之间”。
所述动力生成装置103可以用作转换器或包括转换器，所述转换器用于将从第一电动马达101和第二电动马达102接收的能量转换成介质的运动，诸如空气或流体（例如油）的运动。最有利地，动力生成装置103是以下装置或包括以下装置：泵、液压泵或液压动力组件，或压缩机、空气压缩机或气动动力组件。
根据有利的实施例，在第二电动马达102用于将动力生成装置103致动的情况下，第一电动马达101也可用于将该第二电动马达102进行软启动。例如在电网设计非常弱的情况下，以及当在启动期间对于电网来说由启动第二电动马达而引起的负载峰很高时，通过所述软启动可以基本上消除针对电网的负载峰，这是非常方便的方式。例如，可以在将第二电动马达102连接到电网106之前，通过将第一电动马达101旋转达到同步的电网106的速度或接近同步的电网106的速度，从而实现软启动，并从而将对电网部件的要求和有效负载最小化。
此外，根据有利实施例，当动力生成装置103的动力消耗超出了第二电动马达102的功率或能力或设定阈值时，在主要使用所述第二电动马达102期间可以使用108、109第一电动马达101，除了平抑动力峰之外还为所述动力生成装置（或对所述第二电动马达102）提供额外的动力（提供功率提升功能）。以这种方式，电网负载可以保持基本恒定，并且还可以将由于可能的负载峰而使系统或部件过大的需要最小化甚至消除。
第二电动马达102通常是感应马达并且由电力网电流106（电网连接）来供能。然而，应注意，电力网电流或电网连接仅是示例，并且任何类型的外部发电机106或任何类型的外部电源可用于操作第二电动马达102，例如内燃发动机或燃料电池。根据所使用的外部能量源的类型，可以调节第二电动马达的连接参数，例如，可以调节工作电压以适合于所述第二电动马达。
另外，所述双重致动的动力组件还可以包括用于控制马达和动力生成装置的操作的控制系统107。例如，控制系统107可以调节：第二电动马达102的电流消耗和负载；以及能量存储器104的充电或加载，诸如电池104的电流。此外，例如通过用马达驱动器105控制第一马达101，该控制系统107还可以控制第一马达101的加载，以及对软启动和提供动力提升功能进行控制。
第一电动马达101和第二电动马达102的功率和其他参数可以自然地变化，但是例如可以在20kW-90kW的范围内变化，更有利地在30kW-75kW的范围内变化，并且最有利地大约为50kW。自然地，第一电动马达101和第二电动马达102的功率可以彼此不同，并且还可以根据要求和需求而变化。
图4至图5示出了根据本发明的有利实施例的用于双重致动的动力组件的示例性机械式耦接400、500的原理，其中在图4中描绘了从第二电动马达102经由第一电动马达101到动力生成装置103的直接机械连接。在该实施例中，机械式耦接108、109可以通过所述直接机械连接来实现，使得在使用第二电动马达时第一电动马达始终被致动。应注意，当使用第一电动马达时，离合器或自由离合器或其它连接和断开装置可用于机械地断开第二电动马达，使得第一电动马达不带动所述第二电动马达旋转。此外，机械式耦接108、109可以例如通过轴、离合器或链或带来实现，但是也可以使用本领域技术人员已知的其他类型的耦接。
图5示出了使用齿轮机械连接或齿轮箱113的另一示例。齿轮可以用于：例如为了不同的情况和/或针对动力生成装置103的最佳速度范围，将第一电动马达101和/或第二电动马达102的输出速度范围相对于彼此进行设置。例如，液压泵具有某种最佳的基本恒定的RPM范围，为了该最佳的基本恒定的RPM范围，应该调节第一电动马达101和/或第二电动马达102的输出速度范围。
齿轮可以具有恒定的传动比，而且具有多个不同传动比的齿轮箱也可以用于例如软启动或其他功能。另外应注意，控制系统107还可以控制所述齿轮箱的操作，以实现用于例如不同的负载或功能的不同的速度范围。
以上参照前述实施例说明了本发明，并且已经阐述了本发明的几个优点。显然，本发明不仅限于这些实施例，而是包括在本发明思想和所附专利权利要求的精神和范围内的所有可能的实施例。例如，结合附图讨论的电池仅是能量存储器的示例，并且所述能量存储器当然也可以是本文件中其他地方公开的另一类型的能量存储器。这同样适用于用于向第二电动马达供给能量的外部能量源的类型，并且所述外部能量源也可以是本文件中其他地方公开的其他类型的能量源。此外，附图中所示的部件的定位仅是示例性的。
除非另有明确说明，从属权利要求中所述的特征可相互自由组合。

Claims (14)

1.一种双重致动的动力组件（100、200、300），包括：
- 能量存储器（104），
- 第一电动马达（101）和第二电动马达（102），以及
- 由所述第一电动马达（101）和/或所述第二电动马达（102）致动的动力生成装置（103），
- 其中，所述第一电动马达（101）由所述能量存储器（104）来供能，所述第二电动马达（102）是电网（106）供能的电动马达，所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）彼此机械式耦接，使得所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）彼此电气地分离（110），以及使得当所述第二电动马达（102）被供能时，所述第二电动马达（102）被配置成对所述动力生成装置（103）以及所述第一电动马达（101）进行致动，因此，所述第一电动马达（101）被配置成用作充电器或加载器并对所述能量存储器（104）进行再充电或重新加载，并且当所述第一电动马达（101）被供能时，所述第一电动马达（101）被配置成对所述动力生成装置（103）进行致动。
2.根据权利要求1所述的双重致动的动力组件，其中，所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）以及所述动力生成装置（103）设置成使得所述第二电动马达（102）在所述第二电动马达的第一端处与所述动力生成装置（103）机械式耦接、并且在所述第二电动马达的第二端处与所述第一电动马达（101）机械式耦接。
3.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述机械式耦接（108、109）是由轴、离合器、链、或带来实现的，或者所述机械式耦接能够包括齿轮箱，以设置适用于所述动力生成装置的速度范围的所述第一电动马达和/或所述第二电动马达的输出速度范围。
4.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述动力生成装置（103）包括转换器，所述转换器用于将从所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）接收到的能量转换成介质的运动。
5.根据权利要求4所述的双重致动的动力组件，其中，所述动力生成装置（103）包括以下各者中的任一者：泵、液压泵、液压动力组件、压缩机、空气压缩机和气动动力组件。
6.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述第二电动马达（102）是感应马达，并且所述第二电动马达被配置成由电网（106）的电流来供能。
7.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述第一电动马达（101）配置成：在将所述第二电动马达（102）连接到所述电网（106）之前，通过使所述第一电动马达（101）旋转至同步的电网（106）速度或者接近同步的电网（106）速度来将所述第一电动马达用于对所述第二电动马达（102）进行软启动。
8.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述第一电动马达（101）配置成：在主要使用所述第二电动马达（102）期间、以及当所述动力生成装置（103）的动力消耗超出所述第二电动马达（102）的功率时，所述第一电动马达（101）被使用以用于平抑动力峰和/或为所述动力生成装置提供额外的动力。
9.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述双重致动的动力组件包括控制系统（107），所述控制系统（107）被配置为：调节所述第二电动马达（102）的电流消耗和加载、以及所述能量存储器（104）的充电或加载；和/或通过用马达驱动器（105）控制所述第一电动马达（101）来调节所述第一电动马达（101）的加载。
10.根据权利要求1或2所述的双重致动的动力组件，其中，所述能量存储器（104）包括电能存储器、可再充电的电存储器、蓄电池、燃料电池、超级电容器和/或飞轮。
11.一种用于对动力组件进行双重致动的方法，所述方法包括以下步骤：
- 通过所述动力组件的能量存储器（104）对所述动力组件的第一电动马达（101）进行供能，以及通过电网（106）来对所述动力组件的第二电动马达（102）进行供能，
- 通过所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）对所述动力组件的动力生成装置（103）进行致动，以及
- 将所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）彼此机械式耦接（108、109），使得所述第一电动马达（101）和所述第二电动马达（102）彼此电气地分离（110），以及使得当所述第二电动马达（102）被供能时，所述第二电动马达（102）对所述动力生成装置（103）和所述第一电动马达（101）进行致动，因此，所述第一电动马达（101）用作充电器或加载器并对所述能量存储器（104）进行再充电或重新加载，并且当所述第一电动马达（101）被供能时，所述第一电动马达（101）对所述动力生成装置（103）进行致动。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：在将所述第二电动马达（102）连接到所述电网（106）之前，通过使所述第一电动马达（101）旋转到同步的电网（106）速度或接近同步的电网（106）速度来对所述第二电动马达（102）进行软启动。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，通过所述机械式耦接（108、109）来将所述第一电动马达和/或所述第二电动马达的输出速度范围调节成适用于所述动力生成装置的速度范围。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其中，在主要使用所述第二电动马达（102）期间，通过使用所述第一电动马达（101）来平抑动力峰，和/或通过使用所述第一电动马达来为所述动力生成装置提供额外的动力。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110843558B (zh) * 2019-11-28 2021-03-30 福州大学 一种优化燃料电池电-电混合电源系统综合效率的方法
SE543845C2 (en) * 2019-12-05 2021-08-10 Husqvarna Ab A floor surfacing machine with different drive motors
CN113733914B (zh) * 2021-08-27 2024-03-19 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池的保护方法、保护装置及电力驱动车辆
CN113852318B (zh) * 2021-09-08 2023-11-21 西安陕鼓动力股份有限公司 新能源发电直驱系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304001A (ja) * 2000-04-19 2001-10-31 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 動力装置およびその制御方法
KR20040083789A (ko) * 2003-03-25 2004-10-06 최정훈 전기 자동차
CN102015354A (zh) * 2007-05-07 2011-04-13 通用电气公司 推进系统
JP2013219973A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Yanmar Co Ltd 誘導電動機システム
EP2857253A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-08 Sandvik Mining and Construction Oy Mining vehicle and method for its energy supply

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5293947A (en) * 1991-09-03 1994-03-15 Wagner Mining And Construction Equipment Co. Variable speed AC electric drive vehicle
JP2798033B2 (ja) * 1995-04-27 1998-09-17 株式会社佐竹製作所 誘導電動機による駆動装置及びその始動運転方法
US6441581B1 (en) * 2001-03-20 2002-08-27 General Electric Company Energy management system and method
GB0408641D0 (en) 2004-04-16 2004-05-19 Energy Solutions Ltd An electrical power supply system
KR100991317B1 (ko) * 2005-10-19 2010-11-01 유켄가이샤 티에무 캐패시터를 이용한 축전장치와 그 제어방법
US8857542B2 (en) 2011-12-08 2014-10-14 Caterpillar Inc. Method and apparatus to eliminate fuel use for electric drive machines during trolley operation
JP5880081B2 (ja) 2012-01-27 2016-03-08 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
US9584004B2 (en) 2013-03-13 2017-02-28 Constructive Industries, Llc Regenerative power supply system and method
EP2810809A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-10 Sandvik Mining and Construction Oy Mining vehicle and method for its energy supply
US8994215B1 (en) 2013-10-08 2015-03-31 Percy Davis Self-recharging electric generator system
KR101550612B1 (ko) 2013-12-16 2015-09-07 현대자동차 주식회사 전기자동차의 파워시스템 및 그것의 제어방법
US20150275750A1 (en) 2014-03-27 2015-10-01 Caterpillar Inc. Mixed Fuel Electric Power System
US9906038B2 (en) * 2015-01-29 2018-02-27 Cyboenergy, Inc. Smart renewable power generation system with grid and DC source flexibility

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304001A (ja) * 2000-04-19 2001-10-31 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 動力装置およびその制御方法
KR20040083789A (ko) * 2003-03-25 2004-10-06 최정훈 전기 자동차
CN102015354A (zh) * 2007-05-07 2011-04-13 通用电气公司 推进系统
JP2013219973A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Yanmar Co Ltd 誘導電動機システム
EP2857253A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-08 Sandvik Mining and Construction Oy Mining vehicle and method for its energy supply

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AU2017365752B2 (en) 2022-05-12

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