CN116615852A - 能量供应装置和工程机械 - Google Patents
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Abstract
一种用于给耗电器(1、2)供应电能的能量供应装置(100)，所述能量供应装置具有：‑中间电路(3)；‑第一电源接头(4)，第一交变电压电源(5)能按规定连接到所述第一电源接头上；‑第一整流器(6)，所述第一整流器被设计为：对交变电压进行整流并且将经整流的电压馈入到所述中间电路(3)中，所述交变电压对应于在所述第一电源接头(4)处存在的交变电压或者基于该交变电压；‑第二电源接头(7)，第二交变电压电源(8)能按规定连接到所述第二电源接头上；‑第二整流器(9)，所述第二整流器被设计为：对交变电压进行整流，所述交变电压对应于在所述第二电源接头(7)处存在的交变电压或者基于该交变电压；‑可控的DC/DC转换器(10)，所述DC/DC转换器在第一侧被加载借助于所述第二整流器(9)所整流的电压，并且所述DC/DC转换器在第二侧与所述中间电路(3)连接；‑第一变流器(11)，所述第一变流器由所述中间电路(3)馈电并且被设计用于给第一耗电器(2)供应电能；‑功率测量装置(12)，所述功率测量装置被设计为测量在所述第一电源接头(4)处消耗的电功率；和‑控制装置(13)，所述控制装置与所述功率测量装置(12)保持数据连接，并且所述控制装置被设计为：根据在所述第一电源接头(4)处消耗的电功率来操控所述DC/DC转换器(10)。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量供应装置和一种工程机械。
发明内容
本发明所基于的任务在于提供一种能量供应装置和一种工程机械，该能量供应装置和该工程机械能尽可能灵活地使用。
该能量供应装置用于给耗电器供应电能。
该能量供应装置具有传统的中间电路，该中间电路例如引导缓冲的中间电路直流电压。
该能量供应装置还具有第一电源接头，第一、尤其是三相交变电压电源能按规定连接到该第一电源接头上。
该能量供应装置还具有第一整流器，该第一整流器被设计为：对交变电压进行整流并且将经整流的电压馈入到中间电路中，该交变电压对应于在第一电源接头处存在的交变电压或者基于该交变电压。第一整流器可以是单相或多相整流器。
该能量供应装置还具有第二电源接头，第二、尤其是三相交变电压电源能按规定连接到该第二电源接头上。
该能量供应装置还具有第二整流器，该第二整流器被设计为：对交变电压进行整流，该交变电压对应于在第二电源接头处存在的交变电压或者基于该交变电压。第二整流器可以是单相或多相整流器。
该能量供应装置还具有可控的单向或双向DC/DC转换器，该DC/DC转换器在第一侧被加载借助于第二整流器所整流的电压，并且该DC/DC转换器在第二侧与中间电路连接。该DC/DC转换器被设计为：在需要时，将电能/电功率从第二整流器朝着中间电路的方向传输。
该能量供应装置还具有第一变流器，该第一变流器由中间电路馈电，并且该第一变流器被设计用于给第一耗电器供应电能。该变流器例如可以是逆变器，该逆变器从中间电路直流电压产生一个或多个正弦交变电压，以给第一供电器供电。备选地或附加地，该变流器也可以被设计成DC/DC转换器，该DC/DC转换器将中间电路电压的电平转换成带有适合于第一耗电器的电平的直流电压。
该能量供应装置还具有传统的功率测量装置，该功率测量装置被设计为测量在第一电源接头处消耗的电功率。
该能量供应装置还具有控制装置，例如以微处理器控制装置为形式，该控制装置与功率测量装置保持数据连接，并且该控制装置被设计为根据在第一电源接头处消耗的电功率来操控DC/DC转换器，以便该DC/DC转换器根据需要将更多或更少的电能/电功率从第二电源接头朝着中间电路的方向传输。
在一个实施方式中，该控制装置对DC/DC转换器进行操控，使得当在第一电源接头处消耗的电功率超过阈值时，从第二电源接头朝着中间电路的方向传输电功率。以这种方式，可以在需要时动态地从第二接头调用电功率，使得可用的总电功率被优化。
在一个实施方式中，该控制装置对DC/DC转换器进行操控，使得该能量供应装置最大可输出的电功率对应于在第一电源接头处最大可用的电功率与在第二电源接头处最大可用的电功率之和。
在一个实施方式中，该能量供应装置还具有第二变流器，例如以单相或多相逆变器或者DC/DC转换器为形式，该第二变流器由中间电路馈电，并且该第二变流器被设计用于给第二耗电器供应电能。
在一个实施方式中，该能量供应装置具有电流隔离变压器(隔离变压器)，其中，该电流隔离变压器的第一绕组或一次绕组与第二电源接头连接，并且该电流隔离变压器的第二绕组或二次绕组与第二整流器连接。
在一个实施方式中，第一电源接头是例如通常在建筑工地上使用的具有32A载流能力的电源接头。
在一个实施方式中，第二电源接头是例如通常在建筑工地上使用的具有16A载流能力的电源接头。
按照本发明的工程机械具有上述能量供应装置以及电驱动装置，该电驱动装置形成该能量供应装置的第一耗电器，并且该电驱动装置因此借助于该能量供应装置的第一变流器来被供应电能。
在一个实施方式中，该工程机械是用于排出泥浆、尤其是砂浆的泥浆排出设备，其中，该泥浆排出设备具有用于对泥浆进行混合的电混合器驱动装置，该电混合器驱动装置形成上文提到的电驱动装置，并且该电混合器驱动装置因此借助于该能量供应装置的第一变流器来被供应电能。
在一个实施方式中，该泥浆排出设备还具有用于产生压缩空气的电动压缩机，该电动压缩机形成该能量供应装置的第二耗电器，并且该电动压缩机因此借助于该能量供应装置的第二变流器来被供应电能。
附图说明
本发明随后参考附图详细地予以描述。在这种情况下：
图1示意性示出了工程机械的框图，该工程机械具有按照本发明的用于给该工程机械的耗电器供应电能的能量供应装置。
具体实施方式
图1示意性示出了以用于排出泥浆的泥浆排出设备1000为形式的工程机械的框图，该泥浆排出设备具有按照本发明的能量供应装置100，用于给以该泥浆排出设备1000的压缩机1和混合器驱动装置2为形式的耗电器供应电能/电功率。
该能量供应装置100具有中间电路3，在电源电压接头为3AC 400V的情况下，在该中间电路上存在例如为DC 550V的中间电路直流电压。
该能量供应装置100还具有第一电源接头4，第一交变电压电源5、例如具有32A载流能力的建筑工地电源能按规定连接到该第一电源接头上。
该能量供应装置100还具有可选的传统的电源滤波器16和可选的下游的平滑扼流圈17，在该平滑扼流圈的下游是第一整流器6。第一整流器6被设计为：对在第一电源接头4处存在的交变电压进行整流；并且将经整流的电压馈入到中间电路3中。
该能量供应装置100还具有第二电源接头7，第二交变电压电源8、例如具有16A载流能力的建筑工地电源能按规定连接到该第二电源接头上。
该能量供应装置100还具有可选的传统的电源滤波器18和电流隔离变压器15，其中，该电流隔离变压器15的第一绕组或一次绕组15a与第二电源接头7经由电源滤波器18连接，并且该电流隔离变压器15的第二绕组或二次绕组15b与第二整流器9连接。第二整流器9被设计为：对在该电流隔离变压器15的第二绕组15b处存在的交变电压进行整流，该交变电压基于在第二电源接头7处存在的交变电压。
该能量供应装置100还具有可控的DC/DC转换器10，该DC/DC转换器在第一侧被加载借助于第二整流器9所整流的电压，并且该DC/DC转换器在第二侧在中间接上可选的平滑扼流圈19的情况下与中间电路3连接。
该能量供应装置100还具有以逆变器11为形式的第一变流器，该第一变流器由中间电路3馈电，并且该第一变流器被设计用于给混合器驱动装置2供应电能。
该能量供应装置100还具有以逆变器14为形式的第二变流器，该第二变流器由中间电路3馈电，并且该第二变流器被设计用于给压缩机1供应电能。
该能量供应装置100还具有功率测量装置12，该功率测量装置被设计为测量在第一电源接头4处消耗的电功率。
该能量供应装置100还具有控制装置13，该控制装置与功率测量装置12保持数据连接，并且该控制装置被设计为：根据在第一电源接头4处消耗的电功率来操控DC/DC转换器10。针对在第一电源接头4处消耗的电功率超过阈值的情况，控制装置13对DC/DC转换器10进行操控，使得从第二电源接头7朝着中间电路3的方向传输电功率。以这种方式，能够实现：该能量供应装置100最大可输出的电功率对应于在第一电源接头4处最大可用的电功率与在第二电源接头7处最大可用的电功率之和。
用于给工程机械供电的可用的电源接头插座常常会导致与可用的电连接功率有关的问题。为了例如提供30kW的电功率，需要63A接头。由于该接头并不总是可用并且常见的现场配电盘大多也只是使用63A来受保护，所以对于工程机械的电驱动装置来说，通常只剩下32A和16A接头。目前，耗电器的最大功率受到接头的最大连接功率的限制。
现在，图1示出了具有32A接头4和16A接头7的可能的电路的示例。
在16A接头7处，进行带有电压升高的电位隔离。DC/DC转换器或控制器10将电功率以电流调节的方式“推入”中间电路3。通过中间电路3中的耦合而出现电位参考。经由在32A接头4处的测量装置12，中央控制器13检查何时需要来自16A接头7的附加功率。如果所有耗电器1、2都连接在32A路径上，则工程机械1000也可以选择性地只在32A接头4处被运行。
按照本发明，多条能量路径或者多个接头4和7相结合，使得可用的功率被增加到连接功率之和。换言之，来自其它接头的电能/电功率根据需要被支援给主接头4，而不存在耗电器1、2与接头4和7之间的固定分配。通过测量在主接头4处的功耗，另一接头7的功率被输送给中间电路3，并且总体上使功率输出最大化。
易于理解的是：也可能存在另外的第二电源接头7。那么，其它连接路径对应于在第二电源接头7处的具有如下组件的路径：可选的电源滤波器18、电流隔离变压器15、整流器9和DC/DC转换器10，该DC/DC转换器对中间电路3(一并)进行馈电。
易于理解的是：也可能存在两个以上的由中间电路3馈电的变流器11和14，用于给其它耗电器供电。
借助于本发明，能够实现例如具有两个(或更多个)电源接头的工程机械的电连接功率的最大功率输出。由于电流隔离变压器15，接头4和7不会相互影响。
Claims (10)
1.一种用于给耗电器(1、2)供应电能的能量供应装置(100)，所述能量供应装置具有：
-中间电路(3)；
-第一电源接头(4)，第一交变电压电源(5)能按规定连接到所述第一电源接头上；
-第一整流器(6)，所述第一整流器被设计为：对交变电压进行整流并且将经整流的电压馈入到所述中间电路(3)中，所述交变电压对应于在所述第一电源接头(4)处存在的交变电压或者基于该交变电压；
-第二电源接头(7)，第二交变电压电源(8)能按规定连接到所述第二电源接头上；
-第二整流器(9)，所述第二整流器被设计为：对交变电压进行整流，所述交变电压对应于在所述第二电源接头(7)处存在的交变电压或者基于该交变电压；
-可控的DC/DC转换器(10)，所述DC/DC转换器在第一侧被加载借助于所述第二整流器(9)所整流的电压，并且所述DC/DC转换器在第二侧与所述中间电路(3)连接；
-第一变流器(11)，所述第一变流器由所述中间电路(3)馈电，并且所述第一变流器被设计用于给第一耗电器(2)供应电能；
-功率测量装置(12)，所述功率测量装置被设计为测量在所述第一电源接头(4)处消耗的电功率；和
-控制装置(13)，所述控制装置与所述功率测量装置(12)保持数据连接，并且所述控制装置被设计为：根据在所述第一电源接头(4)处消耗的电功率来操控所述DC/DC转换器(10)。
2.根据权利要求1所述的能量供应装置(100)，其特征在于，
-针对在所述第一电源接头(4)处消耗的电功率超过阈值的情况，所述控制装置(13)对所述DC/DC转换器(10)进行操控，使得从所述第二电源接头(7)朝着所述中间电路(3)的方向传输电功率。
3.根据上述权利要求中任一项所述的能量供应装置(100)，其特征在于，
-所述控制装置(13)对所述DC/DC转换器(10)进行操控，使得所述能量供应装置(100)最大可输出的电功率对应于在所述第一电源接头(4)处最大可用的电功率与在所述第二电源接头(7)处最大可用的电功率之和。
4.根据上述权利要求中任一项所述的能量供应装置(100)，其特征在于，所述能量供应装置(100)还具有：
-第二变流器(14)，所述第二变流器由所述中间电路(3)馈电，并且所述第二变流器被设计用于给第二耗电器(1)供应电能。
5.根据上述权利要求中任一项所述的能量供应装置(100)，其特征在于，所述能量供应装置(100)还具有：
-电流隔离变压器(15)，其中，所述电流隔离变压器(15)的第一绕组(15a)与所述第二电源接头(7)连接，并且所述电流隔离变压器(15)的第二绕组(15b)与所述第二整流器(9)连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的能量供应装置(100)，其特征在于，
-所述第一电源接头(4)是32A电源接头。
7.根据上述权利要求中任一项所述的能量供应装置(100)，其特征在于，
-所述第二电源接头(7)是16A电源接头。
8.一种工程机械(1000)，其具有：
-根据上述权利要求中任一项所述的能量供应装置(100)；和
-电驱动装置(2)，所述电驱动装置借助于所述能量供应装置(100)的所述第一变流器(11)来被供应电能。
9.根据权利要求8所述的工程机械(1000)，其特征在于，
-所述工程机械是用于排出泥浆、尤其是砂浆的泥浆排出设备(1000)，其中，所述泥浆排出设备(1000)具有用于对所述泥浆进行混合的电混合器驱动装置(2)，所述电混合器驱动装置借助于所述能量供应装置(100)的所述第一变流器(11)来被供应电能。
10.根据权利要求9所述的工程机械(1000)，其特征在于，所述泥浆排出设备(1000)还具有：
-用于产生压缩空气的电动压缩机(1)，所述电动压缩机借助于所述能量供应装置(100)的第二变流器(14)来被供应电能。
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