JP5065484B2 - 機械エネルギーを電気エネルギーに変換するための変換器および方法 - Google Patents
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Description
Claims (29)
- 自然力によって駆動されるポンプ(4)を備えた流体圧/電気変換器であって、
前記ポンプ(4)を介して、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するための電気機器(10)に結合された流体機械システム(6)が駆動されるように構成されている、流体圧/電気変換器において、
前記流体機械システムのアキシャルピストン式の第1の流体機械(6)は調整可能に構成されており、かつ、回転方向およびトルク方向が反転可能である4象限方式で動作できるように構成されており、
前記ポンプ(4)には、該ポンプ(4)に所定の力(F)または所定の圧力が印加されるように前記第1の流体機械(6)を調整するために構成された制御回路(8)が配属されており、
前記制御回路(8)は、前記ポンプ(4)が両死点のうち1つに到達すると、前記第1の流体機械(6)が0°の旋回角を超えるように、該第1の流体機械(6)を調整する
ことを特徴とする、流体圧/電気変換器。 - 前記ポンプはピストンポンプであり、
前記ピストンポンプ(4)の圧力室(24,26)はそれぞれ、圧力管路(28,30)を介して前記第1の流体機械(6)のジョイントに接続されている、請求項1記載の流体圧/電気変換器。 - 前記圧力管路(28,30)のうち少なくとも1つに流体蓄圧器(36,38)が設けられている、請求項2記載の流体圧/電気変換器。
- 前記流体機械システムは、前記電気機器(10)を駆動するための第2の流体機械(44)を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記第2の流体機械(44)はトルク制御される、請求項4記載の流体圧/電気変換器。
- 前記2つの流体機械(6,44)は異なって駆動制御できるように構成されている、請求項4または5記載の流体圧/電気変換器。
- 前記第2の流体機械(44)は、前記第1の流体機械(6)が最大吸入容量に調整された後に駆動制御できるように構成されている、請求項6記載の流体圧/電気変換器。
- 前記2つの流体機械(6,44)は同期して駆動制御される、請求項4または5記載の流体圧/電気変換器。
- 前記第2の流体機械(44)には高圧側に、蓄圧器(102)および流体圧整流器(104)が配属されている、請求項4から8までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記圧力管路(28,30)をタンク(T)または供給ポンプ(52)に接続するために供給フラッシュユニット(48)を備えている、請求項1から9までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記2つの圧力管路(28,30)間に高圧保護部(50)が設けられている、請求項1から10までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記流体機械(6,44)と前記電気機器(10)との間の接続系統(32)に連結部(34)が設けられている、請求項1から11までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記接続系統(32)にフライホイール質量体(42)が設けられている、請求項12記載の流体圧/電気変換器。
- 前記電気機械(10)はほぼ一定の回転数で回転する、請求項1から13までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記自然力は、前記ポンプ(4)を駆動するために設けられた浮動体(2)に作用する脈動挙動である、請求項1から14までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記力(F)は、下降方向に作用する前記浮動体(2)の自重が補償されるように調整される、請求項15記載の流体圧/電気変換器。
- 前記ポンプ(4)はピストンポンプであり、
前記ピストンポンプ(4)の環状スペース(24,26)内の圧力を検出するための圧力センサ(37,39)が設けられている、請求項2から16までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。 - 前記電気機械(10)は非同期機である、請求項1から17までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 前記流体機械システムの1つまたは双方の流体機械(6,44)を調整するための制御ユニット(46,122)が設けられている、請求項1から18までのいずれか1項記載の流体圧/電気変換器。
- 自然力によって駆動されるポンプ(4)と、該ポンプ(4)の力/圧力制御部とを備えた変換器(1)によって、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するための方法であって、
前記ポンプ(4)は、アキシャルピストン式の第1の流体機械(6)を駆動するために設けられており、
前記第1の流体機械(6)は電気機器(10)に結合されている方法において、
前記第1の流体機械(6)は回転方向およびトルク方向が反転可能である4象限方式で動作できるように構成されており、
前記自然力の運動パラメータに依存して前記第1の流体機械(6)を調整することにより、前記ポンプ(4)に及ぼされる力(F)を調整し、前記ポンプ(4)が両死点のうち1つに到達すると、前記第1の流体機械(6)が0°の旋回角を超えて旋回するように、該第1の流体機械(6)を調整することを特徴とする方法。 - 前記ポンプ(4)の力/圧力制御を、前記ピストンポンプ(4)のピストン速度、ストローク、該ピストンポンプ(4)の圧力室(24,26)内の圧力および/または前記自然力の振幅および周波数に依存して行う、請求項20記載の方法。
- 前記第1の流体機械(6)の旋回角(α)を調整することによって前記力を調整する、請求項20または21記載の方法。
- 前記ピストン(22)が該ピストンの死点の領域で制動されるように、前記力を調整する、請求項20から22までのいずれか1項記載の方法。
- 前記電気機器(10)を別の第2の流体機械(44)によって駆動し、前記第1の流体機械(6)と該第2の流体機械(44)とを同期で駆動制御する、請求項20から23までのいずれか1項記載の方法。
- 前記電気機器(10)を別の第2の流体機械(44)によって駆動し、前記第1の流体機械(6)と該第2の流体機械(44)とを異なって駆動制御する、請求項20から23までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1の流体機械(6)を力制御し、前記第2の流体機械(44)をトルク制御する、請求項25記載の方法。
- 前記トルク制御される第2の流体機械(44)に流体蓄圧器(102)および整流器が配属されており、
前記力制御される第1の流体機械(6)が最大吸入容量に調整されると、前記トルク制御される第2の流体機械(44)の旋回角を変化させることによって、前記流体蓄圧器(102)内でも作用するシステム圧を調整することができる、請求項25または26記載の方法。 - まずは前記第1の流体機械(6)のみを調整し、
前記第1の流体機械(6)が最大吸入/圧送容量に調整されると、前記第2の流体機械(44)を駆動制御する、請求項25記載の方法。 - 前記流体機械(6,44)を駆動制御するための制御信号には、該流体機械(6,44)の力制御を行うために設定された出力信号と、該流体機械(6,44)の旋回角をパイロット調整するためのパイロット値とが含まれる、請求項20から28までのいずれか1項記載の方法。
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