JP6278785B2 - 産業車両用電源装置 - Google Patents
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Description
双方向DC/DCコンバータに流れるコンバータ電流として、第2電流指令を用いることで、制御偏差の影響を排除することができる。
アシスト用のインバータ18Aの2次側(出力)端には、電動発電機12が接続される。インバータ18Aは、コントローラ30の一部であるアシスト用インバータコントローラ30Aからの指令にもとづき、電動発電機12の運転制御を行う。
インバータ18Bの2次側(出力)端には、ブーム回生用発電機300が接続されている。上述のようにブーム回生用発電機300は、ブーム5が重力の作用により下げられるときに、位置エネルギを電気エネルギに変換する電動作業要素である。インバータ18Bは、コントローラ30のブーム回生用のインバータコントローラ30Bによって制御され、ブーム回生用発電機300が発生する電気エネルギを直流電力に変換し、電源装置100に回収する。
旋回用電動機21、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、旋回減速機24、旋回用インバータ18Cおよびコントローラ30の一部である旋回用のインバータコントローラ30Cは、電動旋回装置500を構成する。
旋回用電動機21は、PWM(Pulse Width Modulation)制御指令により旋回用インバータ18Cによって交流駆動される。旋回用電動機21としては、例えば、磁石埋込型のIPMモータが好適である。
蓄電手段101とコントローラ30の一部であるコンバータコントローラ30Dは、電源装置100を構成する。蓄電手段101は、例えば蓄電池であるバッテリと、バッテリの充放電を制御する昇降圧コンバータ(双方向DC/DCコンバータ)と、正極及び負極の直流配線からなるDCバスとを備えている(図示せず)。蓄電器としては、リチウムイオン電池等の充電可能な2次電池、キャパシタ、そのほか電力の授受が可能なその他の形態の電源を用いてもよい。DCバスには、インバータ18A〜インバータ18Cそれぞれの1次側(直流入力)が接続されている。コントローラ30Dは、DCバスに生ずるDCリンク電圧が所定の電圧レベルとなるように、双方向DC/DCコンバータを制御する。電源装置100は、電動発電機12等が力行運転する際には、双方向DC/DCコンバータを昇圧動作させ、電動発電機12等が回生運転する際には、双方向DC/DCコンバータを降圧動作させ、電動発電機12が発生した電力を蓄電器に回収する。
電源装置100は、蓄電器102、DCバス104、双方向DC/DCコンバータ110、コントローラ120を備える。
蓄電器102は、電池や大容量キャパシタである。DCバス104には、インバータ18A〜18Cが接続されうるが、理解の容易化と説明の簡潔化のため、図4には、インバータ18Aのみを示している。
図6(a)、(b)は、実施の形態に係る電源装置100の動作波形図である。
図6(a)には、回生電流Imと、推定器134による回生電流Imの推定値^Imそれぞれの絶対値が示される。図6(b)には、推定器134および補正部136を設けない場合の電圧偏差ΔV’(=Vr−VDC)と、推定器134、補正部136を設けた場合の電圧偏差ΔVを示す。
実施の形態では、負荷電流Imを推定する際に、コンバータ電流Icの指令値Ir2を利用したが本発明はそれには限定されない。指令値Ir2に代えて、コンバータ電流Icの検出値を用いてもよい。
実施の形態では、本発明に係るハイブリッド型建設機械の一例として、ショベル1を示したが、本発明のハイブリッド型建設機械の他の例としては、旋回機構を備えるリフティングマグネット車両やクレーン等が挙げられる。
Claims (4)
- 電動機と、前記電動機を駆動するインバータと、を備える産業車両に搭載される産業車両用電源装置であって、
蓄電器と、
前記インバータが接続されるDCバスと、
1次側に前記蓄電器が接続され、2次側に前記DCバスが接続され、1次側と2次側で双方向にエネルギを授受可能に構成された双方向DC/DCコンバータと、
前記双方向DC/DCコンバータを制御するコンバータコントローラと、
を備え、
前記コンバータコントローラは、
前記DCバスに生ずるDCリンク電圧が所定の目標電圧に近づくように値が調節される第1電流指令を生成する電圧コントローラと、
前記DCリンク電圧と前記双方向DC/DCコンバータに流れるコンバータ電流にもとづいて、前記電動機に流れる負荷電流を推定する推定器と、
前記負荷電流の推定値を前記第1電流指令に重畳し、第2電流指令を生成する補正部と、
前記コンバータ電流の検出値が前記第2電流指令と一致するように前記双方向DC/DCコンバータを制御する電流コントローラと、
を備えることを特徴とする産業車両用電源装置。 - 前記推定器は、
前記DCリンク電圧の検出値を微分する微分器と、
前記微分器の出力から、前記第2電流指令を減算し、前記負荷電流の推定値を生成する減算器と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の産業車両用電源装置。 - 前記推定器は、
前記DCリンク電圧の検出値を微分する微分器と、
前記微分器の出力から、前記コンバータ電流の検出値を減算し、前記負荷電流の推定値を生成する減算器と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の産業車両用電源装置。 - 前記推定器は、前記減算器の後段に設けられ、前記負荷電流の推定値をフィルタリングするローパスフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項2または3に記載の産業車両用電源装置。
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