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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Überstromerkennungssystem und insbesondere auf ein System und Verfahren zur Vermeidung von Überstromsituationen, die zu einer Abschaltung von Geräten führen.
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Stand der Technik
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Ein Mikronetz ist eine lokalisierte Gruppierung aus Stromerzeugung, elektrischer Energiespeicherung und elektrischen Verbrauchern. Über eine Steuerung kann der dem Mikronetz zugeführte Strom gesteuert werden, um eine Beschädigung der Wechselrichterkomponenten durch Überstromzustände zu verhindern. Einige Zustände, beispielsweise bestimmte Modusübergänge, Überlastungen und Systemausfälle, können bewirken, dass der Strom schneller ansteigt, als die Steuerung auf ein gewünschtes Niveau regeln kann. Daher kann die Steuerung den Stromausgang zu dem Mikronetz abschalten, um Schäden an den Wechselrichterkomponenten zu vermeiden. Ähnliche Systeme können auch für die Steuerung der Strombereitstellung an Motoren und Generatoren verwendet werden. Das Abschalten der Mikronetze, Motoren usw. kann jedoch für die Bedienperson aufwendig sein. Es besteht daher ein generelles Bedürfnis, Überstromsituationen zu vermeiden, bevor sie auf das Niveau einer vollständigen Systemabschaltung ansteigen.
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In der
US-Patentanmeldung 2022/0115974 wird eine Antriebsvorrichtung beschrieben, die einen Motor mit Strom versorgt, den Motorstrom erkennt und den Motor abschaltet, wenn erkannt wird, dass der Strom einen Überstromschutzschwellenwert überschreitet.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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In einem Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Vorrichtung einen Wechselrichter umfassen, der konfiguriert ist, einen Ausgangs-N-Phasenwechselstrom an eine externe Komponente bereitzustellen, wobei eine Phase der N Phasen ein oberes Gatter und ein unteres Gatter beinhaltet. Die Vorrichtung kann ferner einen Stromdetektor umfassen, der konfiguriert ist, um eine Größe eines Phasenstroms des Ausgangs-N-Phasen-Wechselstroms für jede Phase zu erfassen. Die Vorrichtung kann ferner eine mit dem Stromdetektor und dem Wechselrichter gekoppelte und zum Erzeugen eines Gatter-Befehls zum Steuern eines Gatters des Wechselrichters konfigurierte Steuerung umfassen. Die Steuerung kann konfiguriert sein, einen Wert für einen Stromschwellenwert zu ermitteln, der kleiner als ein Abschaltstromschwellenwert für die externe Komponente ist. Die Steuerung kann ferner konfiguriert sein, einen Schutzbefehl bereitzustellen, um das obere Gatter einer entsprechenden Phase des Wechselrichters in Reaktion auf das Erkennen, dass die Größe des Phasenstroms größer als der Stromschwellenwert ist, abzuschalten.
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In einem weiteren Beispiel kann ein System zur Leistungsabgabe eine Leistungsvorrichtung umfassen, die zumindest eines von einem elektrischen Netz, einem Mikronetz oder einem Motor enthält, sowie eine mit der Leistungsvorrichtung gekoppelte und zum Steuern des der Leistungsvorrichtung bereitgestellten Stroms ausgelegte Vorrichtung.
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In einem weiteren Beispiel kann ein Verfahren zum Steuern von Strom in einem Leistungsabgabesystem das Erkennen einer Phasenstromgröße eines Ausgangswechselstroms eines Wechselrichters umfassen. Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines Schutzbefehls umfassen, um das obere Gatter einer entsprechenden Phase des Wechselrichters in Reaktion auf das Erkennen, dass die Phasenstromgröße größer als ein Schwellenwert ist, abzuschalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabgetreu gezeichnet sind, können gleiche Ziffern ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Ansichten beschreiben. Gleiche Ziffern mit unterschiedlichen Buchstabensuffixen können unterschiedliche Instanzen ähnlicher Komponenten darstellen. Die Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen, die im vorliegenden Dokument allgemein und beispielhaft, jedoch nicht einschränkend, erörtert werden.
- 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zur Vermeidung von Überstromzuständen gemäß dieser Offenbarung.
- 2 zeigt Abschaltschwellenwerte und Maximalstromschwellenwerte gemäß dieser Offenbarung.
- 3 zeigt ein Schutzsignal in Relation zu anderen Signalen innerhalb eines Systems gemäß dieser Offenbarung.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Wechselrichters zur Vermeidung von Überstromzuständen gemäß dieser Offenbarung.
- 5 stellt eine Seitenansicht einer Arbeitsmaschine gemäß dieser Offenbarung dar.
- 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Vermeidung von Überstromzuständen gemäß dieser Offenbarung.
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Ausführliche Beschreibung
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems 10 zur Vermeidung von Überstromzuständen gemäß dieser Offenbarung. Wie in 1 dargestellt, verwaltet das System die Leistungsübertragung an eine externe Komponente 12. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die externe Komponente 12 ein Netz (z. B. ein elektrisches Netz oder ein Mikronetz). In einigen Ausführungsformen kann die externe Komponente 12 einen Motor oder einen Generator beinhalten. In einer Ausführungsform kann die externe Komponente 12 einen Motor eines Fahrzeugs, beispielsweise einer Arbeitsmaschine 100 (3), umfassen. Das System 10 beinhaltet eine Vorrichtung 14. Die Vorrichtung 14 kann einen Wechselrichter 22 beinhalten, der konfiguriert ist, einen Ausgangs-N-Phasen-Wechselstrom 20 an die externe Komponente 12 bereitzustellen. Mit Bezugnahme auf 4 werden die N-Phasen und die Wechselrichterschaltung näher beschrieben.
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In Ausführungsformen, in denen die externe Komponente 12 ein Netz umfasst, kann die externe Komponente 12 sowohl Verbraucher als auch Leistungsquellen beinhalten (nicht abgebildet). Die Leistungsquellen können Sonnenkollektoren, Windturbinen, Diesel- oder Gasaggregate, Brennstoffzellen und/oder das Versorgungsnetz beinhalten.
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Die Vorrichtung 14 ist über einen N-Phasen-Bus 20 mit dem Netz 12 koppelbar. In Beispielen ist der Bus 20 ein dreiphasiger Bus, obwohl Ausführungsformen darauf nicht beschränkt sind. Die Vorrichtung 14 kann einen bidirektionalen DC-AC-Wechselrichter 22 und eine Verbrauchersteuerung 24 mit einem Sensoranschluss 26 für die externe Komponente 12 beinhalten. In Beispielen umfasst die externe Komponente 12 ein Dreiphasennetz oder einen Dreiphasenmotor, wobei Ausführungsformen nicht auf drei Phasen beschränkt sind. Der Sensoranschluss 26 kann einen oder mehrere Stromdetektoren beinhalten, die konfiguriert sind, um eine Phasenstromgröße des Ausgangswechselstroms zu erkennen.
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Die Vorrichtung 14 gibt Strom an die externe Komponente 12 ab. Generell steigt Strom bei bestimmten Modusübergängen, Überlastzuständen oder Fehlerzuständen schneller an. Die Steuerung 24 ist mit dem Stromdetektor (z. B. Sensor 26) und dem Wechselrichter gekoppelt und zum Erzeugen eines Gatter-Befehls zum Steuern eines Gatters des Wechselrichters (z. B. des Wechselrichters 22) konfiguriert. Die Steuerung 24 regelt den Ausgangsstrom möglicherweise nicht unter allen Verbraucherzuständen, Fehlerzuständen, Modusübergängen usw. innerhalb einer bevorzugten oder gewünschten Zeitdauer auf einen gewünschten Wert. Dieser Zustand kann zu einer Abschaltung führen, um die Komponenten der externen Komponente 12 zu schützen. Die Abschaltung kann kostenintensiv sein, und die Wiederinbetriebnahme der externen Komponente 12 nach einer Abschaltung kann sehr zeitaufwendig sein.
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Die Vorrichtung 14 gemäß einiger Ausführungsformen geht auf diese und andere Probleme ein, indem sie die Stromausgabe an die externe Komponente 12 begrenzt, wenn der Strom einen über einen normalerweise befohlenen Wert hinausgehenden Schwellenwert überschreitet, jedoch innerhalb des Schwellenwerts liegt, der zum Abschalten des Systems aufgrund eines Überstroms verwendet wird. Diese Schwellenwerte sind in 2 dargestellt.
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2 zeigt Abschaltschwellenwerte und Maximalstromschwellenwerte gemäß dieser Offenbarung. Der Ausgangsstrom 200 ist als Sinuswelle dargestellt. Obwohl eine Sinuswelle dargestellt ist, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, und die Darstellung des Ausgangsstroms kann andere Formen annehmen. Übersteigt der Ausgangsstrom einen positiven Abschaltstromschwellenwert 202 oder umgekehrt, sinkt der negative Wert des Stroms unter den negativen Abschaltstromschwellenwert 204, kann die Vorrichtung 14 gemäß den Ausführungsformen den Wechselrichter 22 steuern, um der externen Komponente 12 keinen Strom mehr bereitzustellen (z. B. Abschalten). Beispielsweise kann, wie hierin später beschrieben, ein Gatter in der Vorrichtung 14 gesteuert werden, um eine niedrigere Spannung zu erzwingen, die den Strom 200 herabsetzt. Der positive Stromschwellenwert 206 kann auf einen Wert innerhalb eines bestimmten Bereichs des positiven Abschaltstromschwellenwerts 202 eingestellt werden. Ein ähnlicher negativer Stromschwellenwert 208 kann auf einen Wert innerhalb eines bestimmten Bereichs des negativen Abschaltstromschwellenwerts 204 eingestellt werden. Dieser Bereich kann auf der Bandbreite des Systems, der Reaktionszeit des Systems, der Geschwindigkeit, mit der ein Stromanstieg unter Fehlerbedingungen erwartet werden kann, oder anderen Zuständen basieren.
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3 zeigt ein Schutzsignal 300 in Relation zu anderen Signalen innerhalb eines Systems gemäß dieser Offenbarung. Das Schutzsignal 300 unterbricht die Steuerung der Gatter des Wechselrichters 22, basierend auf den hierin beschriebenen erkannten Strömen. Das Schutzsignal 300 kann von der Steuerung 24 (1) als Teil einer Firmware-Lösung, einer Software-Lösung (z. B. als feldprogrammierbare Gate-Array-Lösung (FPGA-Lösung)) oder einer Hardware-Lösung bereitgestellt werden. Entsprechend kann die Steuerung 24 Verarbeitungsschaltungen, Speicher usw. beinhalten. Das Schutzsignal wird in Reaktion auf einen Vergleich zwischen dem Phasenstrom und dem Maximalstromschwellenwert eingeschaltet (z. B. „freigegeben“ oder „aktiviert“). Da es mehrere Phasen gibt, gibt es auch mehrere Schutzsignale, eines pro Phase. Das Schutzsignal wird deaktiviert (niedrigere Priorität als die Aktivierung), wenn der geschützte Gatter-Befehl mit dem rohen Gatter-Befehl übereinstimmt und der Strom unter dem Maximalstromschwellenwert liegt.
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Wie in 3 zu sehen ist, kann ein Sinus-Dreieck-Schaltverfahren verwendet werden, bei dem eine relativ schnelle (hochfrequente) Trägerwelle 302 und eine langsamere Referenzwelle 304 (bei der es sich um eine Sinuswelle handeln kann) verwendet wird, um ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) 306 zu erzeugen, das einen Vergleich zwischen der Trägerwelle 302 und der Referenzwelle 304 darstellt. Das PWM-Signal 306 kann als idealer Rohbefehl betrachtet werden, ähnlich wie das Signal 308, obwohl das PWM-Signal 306 zur Veranschaulichung separat bereitgestellt und gezeichnet ist. Ähnlich wie das Signal 308, obwohl das Signal 308 separat bereitgestellt ist. In Aspekten kann die Trägerwelle 302 wesentlich schneller sein (z. B. zumindest 10- bis 20-mal schneller) als die Referenzwelle 304, obwohl in 3 zur Verdeutlichung eine langsamere Trägerwelle 302 dargestellt ist. Die Trägerwelle 302 kann mit einer Nennfrequenz laufen und die Referenzwelle 304 kann mit der Systemfrequenz oder der Frequenz der Vorrichtung 14 synchron sein. Obwohl eine Sinus-Dreieckswellen-Implementierung und Schaltstrategie beschrieben wird, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und können Raumvektor-PWM oder andere Implementierungen und Schaltstrategien beinhalten. Das PWM-Signal 306 kann hoch sein (und umgekehrt niedrig, wenn die Referenzwelle 304 niedriger ist als die Trägerwelle 302). Ausführungsformen sind und Systeme gemäß Ausführungsformen sind unabhängig von der Art der Erzeugung des PWM-Signals 306. Die Lösung kann deaktivieren (z. B. wird das Schutzsignal 300 ausgeschaltet oder sinkt), wenn der Strom unter dem maximalen Schwellenwert liegt und der Rohschaltbefehl 308 (der Schaltbefehl, bevor er gemäß einiger Ausführungsformen von der Lösung abgefangen wird) mit dem Schaltbefehl (z. B. dem Schutzsignal 300) übereinstimmt, der von der Lösung angewendet wird. Die Kurve 312 stellt den endgültigen Befehl dar, der auf das obere Gatter eines zweistufigen Wechselrichters angewendet wird, und ist eine Kombination aus dem Schutzsignal 300 und dem Rohschaltbefehl 308, sodass die Kurve 312 bei einem hohen Schutzsignal 300 niedrig ist. Andernfalls, wenn das Schutzsignal 300 niedrig ist, sollte die Kurve 312 mit der Kurve 308 übereinstimmen. In Fällen, in denen der endgültige Befehl auf das untere Gatter angewendet wird, verläuft die Kurve 312 entgegengesetzt zu der in 3 gezeigten Kurve 312. Der Zeitraum 310 stellt eine Zeit dar, zu der das „Einschalten“ des oberen Gatters für eine kurze Zeitdauer nicht erlaubt ist, um sicherzustellen, dass bei aktivem Schutz kein Impuls eingefügt wird. Generell ist der untere Gatter-Zustand immer das Gegenteil des oberen Gatter-Zustands. Der Unterschied zwischen dem positiven Maximalstromschwellenwert, der aktiv ist, und dem negativen, der aktiv ist, besteht mit Bezug auf 3 und Signal 312 darin, dass bei aktivem positivem Maximalstromschutz der endgültige Befehl niedrig gehalten wird (was bei einem zweistufigen Wechselrichter dazu führt, dass das obere Gatter ausgeschaltet und das untere Gatter eingeschaltet ist) und bei aktivem negativem Maximalstrombefehl der endgültige Befehl hoch gehalten wird (was dazu führt, dass das obere Gatter eingeschaltet und das untere Gatter ausgeschaltet ist).
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Für zweistufige Lösungen gibt es zwei mögliche Ausgangsspannungen: +Vdc und -Vdc. Der Schutz kann -Vdc für den positiven Stromfall zum Absenken des Stroms und +Vdc für den negativen Stromfall zum Absenken des Stroms gegen Null anwenden. Für dreistufige Lösungen gibt es drei mögliche Ausgangsspannungen: +Vdc, 0V und -Vdc. Der Schutz für dreistufige Lösungen stoppt/verhindert, dass das System bei aktivem positivem Schutz +Vdc anwendet, was dazu führt, dass das System zum Anwenden von 0V übergeht und dem System ermöglicht, -Vdc anzuwenden, wenn die Rohbefehle versuchen, -Vdc anzuwenden. Für den negativen Schutz stoppt/verhindert der Schutz, dass das System bei aktivem negativem Schutz -Vdc anwendet, was dazu führt, dass das System zum Anwenden von 0 V übergeht und ihm erlaubt, +Vdc anzuwenden, wenn die Rohbefehle versuchen, +Vdc anzuwenden. Bei dreistufigen (oder höherstufigen) Wechselrichtern bietet die Topologie bei aktivem Maximalstromschutz mehr Flexibilität bei der Wahl der gewünschten Spannungsstufe, die zum Schutz des Systems angewendet wird. Die Steuerung 24 könnte zum Beispiel, wenn der positive Maximalstrom aktiv ist, einen Zustand wählen (definiert durch die Kombination von Gattern, die für eine bestimmte Phase aktiviert sind), der die Spannung auf Null, eine weniger positive Spannung oder die maximale negative Spannung absenkt und dabei Kompromisse zwischen dem Maximalstromschwellenwert, der Geschwindigkeit des Treiberstroms innerhalb des gewünschten Bereichs und anderen durch die Anwendung dieses Schutzes verursachten Nebeneffekten ermöglicht. Eine Änderung der Spannung um einen größeren Betrag erfordert zusätzliche Spannungsschritte, um die Spannung in der richtigen Reihenfolge anzuwenden und führt zu einer Maskierung weiterer möglicher Spannungszustände, während der Schutz aktiv ist.
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In noch anderen Aspekten kann die Steuerung 22 das System zum Anwenden von -Vdc zwingen und +Vdc oder 0 verhindern, wenn der positive Schutz aktiv ist (und das Gegenteil für den negativen), obwohl dies mehr unerwünschte Auswirkungen haben kann. Es kann eine „Totzeit“ implementiert werden, sodass sowohl der obere als auch der untere Schalter für eine Übergangszeit ausgeschaltet sind (z. B. bevor der eine oder der andere der Schalter „aus“ und der andere „ein“ geschaltet wird). Zusätzlich kann der Schutz gemäß den Ausführungsformen andere Arten des Schutzes außer Kraft setzen, aber auch durch eine vollständige Systemabschaltung außer Kraft gesetzt werden. Dies kann direkte Kurzschlüsse zwischen einer Batterie (z. B. Gleichspannung) und Masse verhindern. In Ausführungsformen hat der Abschaltschutz höhere Priorität, um Schäden an Systemkomponenten zu vermeiden.
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Der Anpassungsbefehlszustand verhindert, dass weitere Zustandsänderungen der Schalter auftreten, die Vorrichtungsschaltfrequenzgrenzen verletzen könnten, die zum thermischen Schutz der Schalter eingerichtet wurden. Anstatt eine einzige Grenze oder einen Schwellenwert bereitzustellen, bei der/dem der Schutz aktiviert und deaktiviert wird, kann auch ein Hystereseband implementiert werden, wie hierin später ausführlich beschrieben.
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In einigen Ausführungsformen zwingt daher die Impulsstrombegrenzung die Gatter-Befehle für eine einzelne Phase in einen Zustand, der den Strom in einer Phase zum Verringern der Größe zwingt, wenn die Phasenstromgröße einen Schwellenwert überschreitet. In einigen Beispielen kann der verwendete Schwellenwert in einem Speicher, z. B. in einem Register, gespeichert werden, auf den die Steuerung 24 zugreift. Es kann mehr als ein Schwellenwert gespeichert werden. Zum Beispiel kann ein Schwellenwert für positive Ströme und ein anderer für negative Ströme verwendet werden. Wenn ein Phasenstrom ein großer positiver Strom ist, schaltet sich das obere Gatter einer Phase ab, was dazu führt, dass das untere Gatter eingeschaltet wird, wodurch die Verringerung der Stromgröße erzwungen werden kann. Das Gegenteil gilt für große negative Ströme.
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Die Vorrichtung 14 kann ferner einen Analog-Digital-Wandler (Analog-to-Digital Converter, ADC) 27 innerhalb der Steuerung 24 umfassen. Der von dem ADC 27 gemessene Phasenstrom wird von der Steuerung 24 möglicherweise nicht gefiltert, um die Reaktionszeiten der Ausführungsformen zu beschleunigen. In anderen Beispielen kann jedoch ein separater Filterkoeffizient bereitgestellt werden, falls eine gewisse Filterung gewünscht wird. Die Steuerung 24 ist ferner zur Aufrechterhaltung des oberen Gatters in einem Aus-Zustand ausgelegt, bis die Phasenstromgröße unter dem Stromschwellenwert liegt. Wenn eine Phase auslöst, muss diese Phase in ihrem aktuellen Zustand verbleiben, bis die Stromstärke unter dem Schwellenwert liegt und der Rohbefehl mit dem aktuellen Zustand des Befehls übereinstimmt (der durch den Schutz erzwungene Zustand), um das Auftreten weiterer Schaltungen zu verhindern. Jedes Auftreten dieses auslösenden Merkmals wird pro Phase gezählt und in den Registern oder einem anderen Speicher der Vorrichtung 14 bereitgestellt. Diese Register können eine Art von Leseregister enthalten. Dies soll einer übergeordneten Steuerung, die mit einer langsameren Schleifengeschwindigkeit läuft, ermöglichen, zu wissen, dass dies auftritt und mit welcher Geschwindigkeit, damit sie möglicherweise zusätzliche Entscheidungen treffen kann. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Wechselrichters 36 zur Vermeidung von Überstromzuständen gemäß dieser Offenbarung. Der Wechselrichter 36 verwendet Paare von Schalttransistoren 50, 52, 54, wobei die Schalttransistoren 50, 52, 54 zusammen mehrere potenzielle Verbraucher (z. B. Netz, Motor, Generator) über verschiedene Topologien ansteuern, die eine LC-Schaltung und einen Transformator (in 4 nicht dargestellt) in herkömmlicher Weise beinhalten können. Jeder der Schalttransistoren 50 kann ein isolierter Gatter-Bipolartransistor (IGBT) sein, der häufig in Hochspannungs- und Hochstromleistungsanwendungen eingesetzt wird. Bei den Transformatoren 56 kann es sich um Delta-Wye-Transformatoren handeln, wobei die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind.
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Wie bereits erwähnt, kann die externe Komponente 12 einen Motor oder Generator umfassen. In einigen Beispielen kann der Motor ein Hochleistungsmotor, beispielsweise einer Arbeitsmaschine 100, sein. 5 veranschaulicht eine beispielhafte Arbeitsmaschine 100, in der eine Überstromvorrichtung 14 implementiert sein kann. Obwohl 5 einen Bagger als Arbeitsmaschine veranschaulicht, könnte auch jede andere Art von Fahrzeug die Überstromvorrichtung 14 beinhalten, und die Ausführungsformen sind nicht auf die Verwendung an einem Bagger beschränkt.
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Mit Bezugnahme auf 5, kann eine Arbeitsmaschine 100 eine obere Struktur 102, eine untere Struktur 104 und ein Arbeitselement 106 beinhalten. Die obere Struktur 102 kann einen Körper 108 und eine Bedienerkabine 110 beinhalten. Die Bedienerkabine 110 ist an dem Körper 108 montiert. Die Bedienerkabine 110 kann Vorrichtungen beinhalten, die Eingaben von einer Bedienperson der Maschine empfangen, die ein gewünschtes Manövrieren der Arbeitsmaschine 100 anzeigen können. Insbesondere kann die Bedienerkabine 110 ein oder mehrere Bedienerschnittstellenvorrichtungen beinhalten. Beispiele für Bedienerschnittstellenvorrichtungen beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Joystick, einen Fahrsteuerungshebel und/oder ein Pedal (die nicht abgebildet, jedoch in der Industrie wohlbekannt sind).
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Die untere Struktur 104 kann ein Paar von Ketten 112 (z. B. Transportvorrichtung) umfassen, um die Arbeitsmaschine 100 auf einem Weg anzutreiben. Das Paar von Ketten 112 kann durch ein hydrostatisches Getriebe oder durch elektrische Fahrmotoren angetrieben werden, die ihrerseits durch einen Antriebsmotor, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt), angetrieben werden. Die Überstromschutzvorrichtung 14 kann dazu beitragen, Überstromzustände zu vermeiden, die sich aus dem Betrieb der Arbeitsmaschine 100 ergeben, indem der Strom zu einem Generator oder Motor der Arbeitsmaschine 100 (in 5 nicht dargestellt) begrenzt wird. Beispielsweise kann jeder Ausgang der Vorrichtung 14 mit einer Leitung eines Motors der Arbeitsmaschine 100 verbunden sein.
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Das Arbeitselement 106 beinhaltet einen Ausleger 114, einen Arm (z. B. einen „Stiel“) 116 und ein Arbeitswerkzeug 118. Das Arbeitswerkzeug 118 kann zum Beispiel einen Löffel umfassen. Der Ausleger 114 kann an dem Körper 108 an einem Schwenkpunkt 120 montiert sein. Der Ausleger 114 wird mittels eines Auslegerhydraulikzylinders 122 vertikal verschwenkt. Ein erstes Ende 124 des Auslegerhydraulikzylinders 122 kann mit dem Körper 108 gekoppelt sein. Ein zweites Ende 126 des Auslegerhydraulikzylinders 122 kann mit dem Ausleger 114 gekoppelt sein. Der Ausleger 114 kann mit dem Stiel 116 gekoppelt sein.
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Der Stiel 116 wird in Bezug auf den Ausleger 114 bewegt, indem ein Armhydraulikzylinder 128 ausgefahren oder eingezogen wird. Ein erstes Ende 130 des Armhydraulikzylinders 128 ist mit dem Ausleger 114 gekoppelt. Ein zweites Ende 132 des Armhydraulikzylinders 128 ist mit dem Stiel 116 gekoppelt. Der Stiel 116 kann ferner mit dem Arbeitswerkzeug 118 gekoppelt sein. Das Arbeitswerkzeug 118 wird in Bezug auf den Stiel 116 durch Ausfahren oder Einfahren eines Arbeitswerkzeug-Hydraulikzylinders 134 bewegt. Der Arbeitswerkzeug-Hydraulikzylinder 134 bewegt das Arbeitsgerät 118 über eine Löffelgestängeanordnung 136. Ein erstes Ende 138 des Arbeitswerkzeug-Hydraulikzylinders 134 kann mit dem Stiel 116 gekoppelt sein. Ein zweites Ende 140 des Arbeitswerkzeug-Hydraulikzylinders 134 ist mit der Löffelgestängeanordnung 136 gekoppelt. In einer Ausführungsform kann die Löffelgestängeanordnung 136 als Arbeitswerkzeuggestängeanordnung bezeichnet werden und kann zum Koppeln jeder Art von Arbeitswerkzeug verwendet werden.
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An der Arbeitsmaschine 100 können zahlreiche unterschiedliche Arbeitswerkzeuge 118 angebracht sein, die von dem Maschinenbediener gesteuert werden können. Das Arbeitswerkzeug 118 kann jede Vorrichtung umfassen, die zur Durchführung einer bestimmten Aufgabe verwendet wird, wie beispielsweise ein Schild, eine Gabelanordnung, ein Löffel, eine Schaufel, eine Schneidvorrichtung, eine Greifvorrichtung oder jede andere in der Technik bekannte Vorrichtung zur Durchführung einer Aufgabe.
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Eine Steuerung 150 kann zur elektrischen Steuerung verschiedener Aspekte der Arbeitsmaschine 100, einschließlich der Vermeidung von Überstromzuständen, bereitgestellt sein. Beispielsweise kann die Steuerung 150 während des Betriebs der Arbeitsmaschine 100 Signale von verschiedenen Komponenten der Arbeitsmaschine 100 senden und empfangen. Die Steuerung 150 kann einen Onboard-Speicher beinhalten oder kann auf einen Speicher an einem entfernten Ort zugreifen. Beispielsweise können die Arbeitsmaschine 100 und ihre Steuerung 150 unter Verwendung der Verbindung 152 drahtlos mit der entfernten Vorrichtung 154, die einen Speicher 156 beinhalten kann, kommunikativ verbunden sein.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Generell kann eine Vorrichtung 14 zur Erkennung von Stromstärken konfiguriert und ausgestattet sein, die einer externen Komponente 12 bereitgestellt werden. Überschreitet der Strom einen Schwellenwert, können die Gatter der Vorrichtung unter Verwendung eines Schutzsignals zur Verringerung der an die externe Komponente 12 abgegebenen Stromstärke gesteuert werden. Dieses Schutzsignal kann für eine gewisse Zeitdauer aufrechterhalten werden, bevor das Schutzsignal deaktiviert wird und der externen Komponente wieder Strom zur Verfügung gestellt werden kann.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 600 zur Vermeidung von Überstromzuständen gemäß dieser Offenbarung. Der Prozess 600 kann von Komponenten der Vorrichtung 14 (1) durchgeführt werden, obwohl Ausführungsformen darauf nicht beschränkt sind.
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Der Prozess 600 beginnt mit Operation 602 mit dem Erkennen einer Phasenstromgröße eines Ausgangswechselstroms eines Wechselrichters. Der Prozess 600 fährt mit Operation 604 fort und stellt einen Schutzbefehl zum Abschalten des oberen Gatters einer entsprechenden Phase des Wechselrichters in Reaktion auf das Erkennen, dass die Phasenstromgröße größer als der Stromschwellenwert ist, bereit.
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Durch Ausführen des hierin beschriebenen Schutzes können Überstromzustände angepasst werden, bevor Systemabschaltungen erforderlich sind, um Komponenten zu vermeiden. Dadurch können Stromnetzbetreiber kostspielige Abschaltungen und Zeitverluste bei der Wiederherstellung nach Abschaltungen vermeiden.
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Die obige ausführliche Beschreibung ist als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung vorgesehen. Der Umfang der Offenbarung sollte daher in Bezug auf die angehängten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, die durch die Ansprüche beansprucht werden, ermittelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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