KR20150093614A - 작동 기계용 전자기계 구동부 - Google Patents

작동 기계용 전자기계 구동부 Download PDF

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키모 라우마
빌 나우마넨
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비제도 오와이
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기계 구동부는, 전기기계(101a); 상기 전기기계에 적합한 전압으로 외부 전기 시스템의 전압을 변환하기 위한 전기력 변환기(103); 및 상기 전기 기계를 엑추에이터(112a)에 기계적으로 연결하고 상기 전기 기계와 엑추에이터 사이에서 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있는 기어박스(111a)를 포함한다. 상기 전기력 변환기는 a) 상기 엑추에이터 구동 시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터, 및 b) 적어도 상기 전기기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하기 위한 제어부를 포함한다. 이에 따라, 적어도 부분적으로는 전기 기계의 가장 바람직한 속도 범위 및/또는 토크 범위를 고려한 전기 기계의 관점에서 전송률이 선택될 수 있다.

Description

작동 기계용 전자기계 구동부{AN ELECTROMECHANICAL DRIVE FOR A WORKING MACHINE}
본 발명은, 가령 작동 중인 기계의 전자기계 파워 트랜스미션 체인(power transmission chain)의 일부일 수 있는 전자기계 구동부(electromechanical drive)에 관한 것이다. 여기서 그러나 전자기계 구동부가 반드시 전자기계 파워 트랜스미션 체인의 일부여야 하는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 그러한 전자기계 구동부를 제어하기 위한 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
많은 경우에 있어, 가령 휠(wheel)이나 체인 트랙(chain track) 등의 엑추에이터(actuator)를 구동하기 위한 전자기계 구동부는 전기력 변환기(electrical power converter), 전기 기계(electrical machine), 및 전기 기계와 엑추에이터 사이에 마련되는 기어박스(gearbox)를 포함한다. 전자기계 구동부는 가령 전기력 변환기에 전력을 공급하기 위한 발전기를 포함하는 전자기계 파워 트랜스미션 체인의 일부일 수 있다. 발전기는 가령 디젤 엔진, 오토-사이클 엔진(Otto-cycle engine) 또는 터빈 엔진(turbine engine)일 수 있는 연소 엔진(combustion engine)으로 구동될 수 있다. 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 휠 및/또는 체인 트랙들을 갖는 이동식 작동 기계일 수 있는 작동 기계의 일부일 수 있다. 이동식 작동 기계는 가령 트랙터, 버킷 차저(bucket charger), 로드 드래그(road drag), 굴착기(excavator) 또는 불도저(bulldozer)일 수 있다. 작동 기계는 또한 가령 쇄석기(stone crusher) 또는 톱밥 제조기(wood chipping machine)일 수 있는데, 여기서, 쇄석기 또는 톱밥 제조기에는 작동 기계를 이동하기 위한 수단이 마련되지 않을 수 있다. 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 전통적인 기계 파워 트랜스미션 체인에 비해 이점들을 제공하는데, 가령 연소 기계의 회전 속도가 연소 엔진의 작동 효율의 관점에서 자유롭게 선택 가능한 것으로 인해, 연료 비용이 감축될 수 있는 이점이 있다.
일반적으로, 전자기계 구동부의 기어박스에 의해 제공되는 전송률(transmission ratio)은 수동으로 선택되거나 높은 수준의 제어 시스템에 의해 선택된다. 그런 다음, 전기기계의 토크 또는 속도 기준은 전기력 변환기로 공급되는데, 여기서 전기기계의 토크 또는 속도 기준은 기어박스에 의해 제공된 우세하는(prevailing) 전송률 및 휠 또는 체인 트랙 등 엑추에이터의 바람직한 작동에 달려있다.
그러나, 상술한 접근법과 같은 경우, 문제점이 없지 않다. 문제점 중 하나는 기어박스에 의해 제공된 전송률에 따르면, 전기 모터의 작동 지점이 손실/또는 그 외 요소들의 관점에서 봤을 때 최적이 안 된다는 점이다.
이하 설명은 본 발명의 다양한 실시예들의 몇몇 측면들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 간략한 개요를 제공한다. 이 개요는 본 발명의 개관이 아니다. 이어지는 개요는 본 발명의 주요 또는 중대한 요소들을 식별하거나 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 이어지는 개요는 본 발명의 실시 예들에 대한 더 상세한 설명에 대한 서두로서 간략한 형태로 본 발명의 몇몇 개념들을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 휠 또는 체인 트랙일 수 있는, 그러나 여기에 한정되지 않는, 엑추에이터 구동을 위한, 새로운 유형의 전자기계 구동부가 제공된다. 본 발명에 따른 전자기계 구동부는,
- 전기 기계,
- 상기 전기기계에 연결된 제1 샤프트 및 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 가지고, 각각이 상기 제1 샤프트의 회전 속도 대 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있는 기어박스, 및
- 상기 전기기계에 적합한 전압으로 외부 전기 시스템의 전압을 변환하기 위한 전기력 변환기
를 포함한다.
상기 전기력 변환기는
- a) 상기 엑추에이터 구동 시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터, 및 b) 적어도 상기 전기기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하기 위한 제어부, 및
- 상기 기어박스가 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나로 작동하도록 상기 기어박스를 설정하기 위해 제어 신호를 상기 기어박스로 전달하기 위한 신호 출력부를 포함한다.
적어도 상기 전기 기계의 기능적 특성들은 상술한 전송률 선택에 고려될 수 있기 때문에, 상기 전송률은, 가령, 상기 전기 기계가 바람직한 속도 범위 및/또는 토크 범위에서 작동하도록 자동적으로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 전기 기계의 손실들만을 최소화하지 않는 대신 상기 전기 기계, 기어박스, 및 전기력 변환기의 손실들의 총합이 최소화되도록 상기 전송률을 선택하도록 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 가령 트랙터, 버킷 차저(bucket charger), 로드 드래그, 굴착기, 불도저, 쇄석기, 또는 톱밥 제조기 일 수 있는, 그러나 여기에 한정되지 않는, 새로운 작동 기계가 제공된다. 본 발명에 따른 상기 작동 기계는,
- 연소 엔진, 및
- 상기 연소 엔진과 상기 이동식 작동 기계의 휠 및/또는 체인 트랙 등 하나 이상의 엑추에이터들 사이에 마련되는 전자기계 파워 트랜스미션 체인을 포함한다.
상술한 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 본 발명에 따른 적어도 하나의 전자기계 구동부를 포함한다.
상기 작동 기계는 가령 버킷 차저의 버킷 등 상기 작동 기계의 몇몇 엑추에이터들을 구동하기 위한 수압 시스템을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 작동 기계는 상기 수압 시스템과 전자기계 파워 트랜스미션 체인을 모두 냉각하도록 마련된 액체 냉각 시스템을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면,
전기 기계, 외부 전기 시스템의 전압을 상기 전기 기계에 적합한 전압으로 변환하기 위한 전기력 변환기, 및 상기 전기 기계에 연결된 제1 샤프트와 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는 기어박스를 포함하는 전자기계 구동부를 제어하기 위한 새로운 방법이 제공되는데, 상기 기어박스는 각각 상기 제1 샤프트의 회전 속도 대 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은,
a) 엑추에이터 구동시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터와 b) 적어도 상기 전기 기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 상기 전기력 변환기에 의해 선택하는 단계; 및
상기 기어박스가 상기 선택 가능한 전송률들 중 상기 선택된 하나로 작동하도록 상기 기어박스를 설정하기 위해 상기 전기력 변환기로부터 상기 기어박스로 제어 신호를 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면,
전기 기계, 외부 전기 시스템의 전압을 상기 전기 기계에 적합한 전압으로 변환하기 위한 전기력 변환기, 및 상기 전기 기계에 연결된 제1 샤프트와 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는 기어박스를 포함하는 전자기계 구동부를 제어하기 위한 새로운 컴퓨터 프로그램이 제공되는데, 상기 기어박스는 각각 상기 제1 샤프트의 회전 속도 대 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 상기 전기력 변환기의 프로그램 가능한 처리 시스템이,
- a) 엑추에이터 구동시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터와 b) 적어도 상기 전기 기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하고, 및
- 상기 기어박스가 상기 선택 가능한 전송률들 중 상기 선택된 하나에서 작동하도록 상기 기어박스를 설정하기 위해 상기 전기력 변환기로부터 상기 기어박스로 제어 신호를 전달하도록 제어하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 포함한다.
본 발명에 따르면, 새로운 컴퓨터 프로그램 제품도 제공된다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 본 발명에 다른 컴퓨터 프로그램과 암호화된 비활성 컴퓨터 독출 가능 매체, 가령 콤팩트 디스크 "CD"를 포함한다.
본 발명의 다양한 예시적 및 비한정적 실시예들을 첨부한 종속항들에서 설명한다.
작동 구성 및 작동 방법에 대한 본 발명의 다양한 예시적 비한정적 실시예들은 추가적인 목적 및 이점들과 함께 첨부한 도면들과 함께 읽었을 때 더 잘 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 "포함하다"는 표현은 기재되지 않은 특징들의 존재를 배제하거나 요구하지 않는 열린 한정의 표현으로서 사용된다. 종속항들에 기재된 특징들은 달리 명시되지 않는 한 서로 자유롭게 결합 가능하다. 또한, "하나의" 등의 단일 형태의 사용은 복수의 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어져야 할 것이다.
본 발명의 상술한 특징, 측면 및 이점들 및 그 외 특징, 측면 및 이점들은 이하 제시되는 도면, 기재 및 청구항을 참조로 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적 및 비한정적인 일 실시예에 따른 전자기계 구동부를 포함하는 전자기계 파워 트랜스미션 체인을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 작동 기계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적 및 비한정적인 일 실시예에 따른 전자기계 구동부를 제어하기 위한 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 예시적 및 비한정적인 일 실시예에 따른 전자기계 구동부(100)를 포함하는 전자기계 파워 트랜스미션 체인을 개략적으로 도시한 도면이다. 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 가령 디젤 엔진, 오토-사이클 엔진, 또는 터빈 엔진 일 수 있는 연소 엔진(107)을 포함한다. 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 연소 엔진(107)과 구동되는 발전기(108) 및 발전기(108)의 배선들에 연결된 전자식 전력 변환기(109)를 포함한다. 전자식 전력 변환기(109)는 발전기(108)의 전압을 전자기계 구동부(100)에 적합한 형태로 전환하도록 마련된다. 도 1에 도시된 예시의 경우에는, 연소 엔진(107)이 연소 엔진의 회전 속도의 목표 수치인 Ref_Speed에 따라 속도 제어된 모드로 작동된다고 가정한다. 제어부(106)는 목표 수치인 Ref_Speed와 회전 속도 표시기(116)의 출력 신호를 기반으로 연소 엔진(107)의 작동을 제어하도록 마련된다. 발전기(108)의 고정자 전압(stator voltage)들의 제어의 정확도를 개선하기 위해, 회전 속도 표시기(116)의 출력 신호는 전자식 전력 변환기(109)의 제어 시 제어부(117)에 의해서도 사용될 수 있다. 목표 수치 Ref_Speed는 기설정 법칙에 따라, 가령 연소 엔진(107)의 효율이 연소 엔진의 각각의 출력 전력에서 최적화되도록 연소 엔진에 의해 발생 되어야 하는 출력 전력에 의존하도록 마련될 수 있다.
전자기계 구동부(100)는 전기 기계(101a), 및 전기 기계(101a)와 엑추에이터(112a) 사이에서 기계력을 전달하기 위한 기어박스(111a)를 포함한다. 엑추에이터(112a)는 가령 휠, 체인 트랙, 수압 펌프, 톱밥 제조기의 커터, 또는 또 다른 엑추에이터일 수 있으나 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다. 전자기계 구동부(100)는 또한, 또 다른 전기 기계(101b), 및 전기 기계(101b)와 또 다른 엑추에이터(112b) 사이에서 기계력을 전달하기 위한 또 다른 기어박스(111b)를 포함한다. 본 발명의 예시적 실시예들에 따른 전자기계 구동부에 의해 구동되는 엑추에이터들의 개수는 하나 또는 두 개 이상일 수 있다. 기어박스(111a)는 전기기계(101a)에 기계적으로 연결된 제1 샤프트(102a) 및 엑추에이터(112a)를 구동하기 위한 제2 샤프트(113a)를 포함한다. 기어박스(111a)는 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있는데, 여기서 전송률은 샤프트(102a)의 회전 속도 대 샤프트(113a)의 회전 속도의 비율, 즉 n1/n2이다. n1은 샤프트(102a)의 회전 속도이고, n2는 샤프트(113a)의 회전 속도이다. 이에 상응하게, 기어박스(111b)는 전기기계(101b)에 기계적으로 연결된 제1 샤프트(102b)와 엑추에이터(112b)를 구동하기 위한 제2 샤프트(113b)를 포함하고, 기어박스(111b)는 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있고, 여기서 각각의 전송률은 샤프트(102b)의 회전 속도 대 샤프트(113b)의 회전 속도의 비율이다.
전자기계 구동부(100)는 외부 전기 시스템의 전압을 전기기계들(101a 및 101b)에 적합한 전압들로 변환하기 위한 전기력 변환기(103)를 포함한다. 이 예시의 경우, 상술한 외부 전기 시스템은 연소 엔진(107), 발전기(108), 및 전자식 전기력 변환기(109)를 포함한다. 전기력 변환기(103)는 a) 엑추에이터(112a) 구동 시 샤프트(113a)의 실제 및/또는 바람직한 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터 및 b) 적어도 전기 기계(101a)의 기능적 특성들에 대한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여, 기어박스(111a)에 의해 제공된 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하기 위한 제어부(105a)를 포함한다. 샤프트(113a)의 실제 토크-속도 작동 지점은 샤프트(113a)에 작용하는 우세 토크 및 샤프트(113a)의 우세 회전 속도에 의해 정의된다. 샤프트(113a)의 바람직한 토크-속도 작동 지점은 샤프트(113a)에 작용하는 토크의 목표 수치 및 샤프트(113a)의 우세 회전 속도, 또는 샤프트(113a)에 작용하는 우세 토크 및 샤프트(113a)의 회전 속도의 목표 수치, 또는 상술한 회전 속도와 토크의 목표 수치들에 의해 정의된다. 이에 따라, 제1 데이터는 가령 샤프트(113a)의 회전 속도 및/또는 그 목표 수치, 샤프트(113a)에 작용하는 토크 및 또는 그 목표 수치, 및/또는 샤프트(113a)에 의해 전달된 기계력 및/또는 그 목표 수치를 나타낼 수 있다. 전기력 변환기(103)는 기어박스(111a)가 선택 가능한 전송률들 중 하나의 전송률로 작동하도록 기어박스(111a)에 제어 신호를 전달하기 위한 신호 출력부(106a)를 포함한다. 전기력 변환기(103)는 기어박스(111b)에 의해 제공된 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하기 위한 제어부(105b) 및 기어박스(111b)가 선택 가능한 전송률들 중 하나에서 작동하도록 기어박스(111b)를 설정하도록 기어박스(111b)에 제어 신호를 전달하기 위한 신호 출력부(106b)를 더 포함한다. 전기기계(101a 및 101b)들은 서로로부터 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 이에 대응하여, 기어박스(111a 및 111b)들은 서로로부터 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 전자기계 구동부(100)의 작동이 적어도 부분적으로 최적화되도록 기어박스(111a 및 111b)들의 전송률을 선택하는 방법에는 여러 가지가 있다. 그들 중 몇몇 예시적인 방법들을 제어부(105a)를 참조로 하기에서 설명한다. 제어부(105b)는 이에 대응하게 작동할 수 있다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 전자기계 구동부에서는, 전기기계의 회전 속도가, 전기기계의 전압이 전기력 변환기(103)로부터 제공 가능한 최대 전압을 달성하는 필드 약화 지점(field weakening point)에 도달한 상황에 대응하여, 선택 가능한 전송률들 중에서 높은 전송률로부터 낮은 전송률로 이동하도록 기어박스(111a)를 제어하도록 제어부(105a)가 마련된다. 이러한 경우, 그 공칭 자속(nominal magnetic flux) 미만의 자속으로 작동할 때보다 공칭 자속으로 작동할 때 전기기계(101a)의 효율이 더 좋다고 추정된다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실 예에 따른 전자기계 구동부에서는, 제어부(105a)가, 선택한 선택 가능한 전송률이 또 다른 선택 가능한 전송률을 사용할 때보다 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 적은, 전기기계(101a)의 토크-속도 작동 지점을 산출하도록 마련된다. 따라서, 선택된 전송률은, 엑추에이터(112a)의 우세 토크-속도 작동 지점에서 다른 전송률이 사용되는 상황에서의 효율보다 크도록 선택된다. 상기 언급한 효율은 전기기계(101a)의 효율을 의미하거나, 전기 기계(101a), 및 기어박스(111a)와 전기력 변환기(103)의 출력 스테이지(114a) 중 하나 또는 두 가지 다로 이루어진 조합의 효율을 의미한다. 제어부(105a)는 엑추에이터(112a)의 우세 토크-속도 작동 지점을 기반으로, 선택 가능한 전송률들 중에서 가장 유리한 것을 식별하기 위한 룩업 테이블(look-up table)이나 또 다른 데이터 구조를 유지하도록 마련될 수 있다. 엑추에이터(112a)의 토크-속도 작동 지점은 샤프트(113a)에 의해 전달된 전력, 샤프트(113a)의 회전 속도, 그리고 샤프트(113a)에 작용하는 토크 중에서 적어도 2개가 추정될 때 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 룩업 테이블이나 또 다른 데이터 구조는 적어도 전기기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 나타낸다. 샤프트(113a)의 회전 속도에 대한 추정치는 회전 속도 지표(115)의 도움으로 획득될 수 있다. 샤프트(113a)에 작용하는 토크의 추정치와 샤프트(113a)에 의해 전달된 전력의 추정치는 전기기계(101a)의 전류 및 전압들을 기반으로 획득될 수 있다. 상술한 룩업 테이블이나 그 외 데이터 구조는 가령 로드 테스트(load tests)들의 도움으로 구성될 수 있는데, 이 테스트에서는 서로 다른 전송률들이 사용되도록 엑추에이터(112a)의 전력과 출력 스테이지(114a)에 공급되는 전력이 엑추에이터(112a)의 서로 다른 토크-속도 작동 지점들에서 측정 및/또는 추정된다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 전자기계 구동부에서, 제어부(105a)는, 전기기계의 토크의 목표 수치 Tref/Q가, 전기기계의 전력이 P이고 적어도 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 Topt와 다른 토크로 동일한 전력 P을 생성할 때보다 적은 전기기계(101a)의 토크-속도 작동 지점에 대응되는 Topt에 가능한 한 가깝도록, 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하도록 마련된다. 상술한 Tref은 샤프트(113a)에 작용하는 토크의 목표 수치이고, 상술한 Q는 선택 가능한 전송률들 중 선택된 하나이고, 전력 P는 Tref × 샤프트(113a)의 우세 회전 속도이다. 이 경우, 엑추에이터(112a)는 토크 기준에 따라 토크 제어된 모드로 구동되는 것으로 추정된다. 본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 전자기계 구동부에서, 제어부(105a)는 적어도 전기기계(101a), 샤프트(113a)에 작용하는 토크의 목표 수치 Tref, 및 샤프트(113a)의 회전 속도의 추정치의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 토크 Topt의 수치를 생성하도록 마련된다. 제어부(105a)는 샤프트(113a)의 회전 속도 및 샤프트(113a)에 작용하는 토크의 목표 수치 Tref의 추정치를 기반으로 토크의 수치 Topt를 제공하기 위한 룩업 테이블 또는 또 다른 데이터 구조를 유지하도록 마련된다. 상술한 룩업 테이블 또는 또 다른 데이터 구조는 가령 서로 다른 전송률들이 사용되도록 엑추에이터(112a)의 전력과 출력 스테이지(114a)에 공급된 전력이 엑추에이터(112a)의 서로 다른 토크-속도 작동 지점들에서 측정 및/또는 추정되는 하중 테스트들의 도움으로 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 전자기계 구동부에서, 제어부(105a)는, 전기기계의 회전 속도 목표 수치 Sref × Q가, 전기기계의 전력이 P이고 적어도 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 회전 속도 Sopt와 다른 회전 속도에서 동일한 전력 P를 생성할 때보다 적은, 전기기계(101a)의 토크-속도 작동 지점에 대응하는 회전 속도 Sopt에 가능한 한 가깝도록, 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하도록 마련된다. 상술한 Sref은 샤프트(113a)의 회전 속도의 목표 수치이고, 상술한 Q는 선택 가능한 전송률들 중 선택된 하나이고, 전력 P는 Sref × 샤프트(113a)에 작용하는 토크이다. 이 경우, 엑추에이터(112a)는 회전 속도 기준에 따라 속도 제어된 모드로 구동되는 것으로 추정된다. 본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 전자기계 구동부에서, 제어부(105a)는 적어도 전기기계(101a), 샤프트(113a)의 회전 속도의 목표 수치 Sref, 및 샤프트(113a)에 작용하는 토크의 추정치의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 회전 속도 수치 Sopt를 생성하도록 마련된다. 제어부(105a)는 샤프트(113a)에 작용하는 토크 및 샤프트(113a)의 회전 속도의 목표 수치 Sref의 추정치를 기반으로 하여 회전 속도 수치 Sopt를 제공하기 위한 룩업 테이블 또는 또 다른 데이터 구조를 유지하도록 마련될 수 있다. 상술한 룩업 테이블 또는 또 다른 데이터 구조는 가령 서로 다른 전송률들이 사용되도록 엑추에이터(112a)의 전력과 출력 스테이지(114a)로 공급된 전력이 엑추에이터(112a)의 서로 다른 토크-속도 작동 지점들에서 측정 및/또는 추정된 하중 테스트들의 도움으로 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 전자기계 구동부에서, 선택 가능한 전송률들 중 첫번째 전송률로부터 선택 가능한 전송률들 중 두번째 전송률로의 이동 시 및 상기 두번째 전송률로부터 상기 첫번째 전송률로 복귀 시, 엑추에이터(112a)의 토크-속도 작동 지점이 선택 가능한 전송률들 중 첫번째 전송률이 더 유리한 일측면 및 두번째 전송률이 더 유리한 타측면 상의 한계점을 중심으로 변동하는 상황에서, 이 두 전송률들 간의 앞뒤로의 진동을 방지하기 위해 자기 이력(hysteresis)을 적용하도록 제어부(105a)가 마련된다. 상술한 자기 이력은, 선택 가능한 전송률들 중 첫번째 전송률로부터 선택 가능한 전송률들 중에서 두번째 전송률로의 이동을 위해 사용된 한계점이, 반대 방향, 즉, 선택 가능한 전송률들 중에서 두번째 전송률로부터 선택 가능한 전송률들 중에서 첫번째 전송률로의 이동을 위해 사용된 한계점과 다르도록 이행될 수 있다. 상술한 자기 이력은 전송률 선택을 위한 상술한 예시적 방법들 중 어느 것과도 함께 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 예시적 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 전자식 전기력 변환기(109)와 전자기계 구동부(100) 사이에 정전 용량 중간 회로(capacitive intermediate circuit, 110)를 포함한다. 경우에 따라, 전자식 전력 변환기(109)와 전자기계 구동부(100) 사이에 유도 중간 회로(inductive intermediate circuit)가 마련될 수 있다. 또한, 에너지를 저장하는 중간 회로를 사용하지 않기 위해, 발전기(108)와 각각의 전기기계(101a 및 101b) 사이에는 직접 변환기가 마련될 수 있다. 기어박스(111a 및 111b)들을 제어하기 위한 상술한 원리들은 어느 특정한 유형의 전기기계, 어느 특정한 유형의 전력 변환기, 또는 어느 특정한 유형의 기어박스에 관한 것이거나 한정되지 않음을 주지해야 한다. 또한, 기어박스가 원하는 전송률에서 작동하도록 기어박스를 설정하기 위해 전자식 전력 변환기로부터 기어박스로 전송된 제어 신호는 가령 전기 신호, 수압 신호(hydraulic signal), 공압 신호(pnuematic signal), 또는 와이어로프(wire rope)와 같은 기계적 수단에 의해 이행된 기계 신호일 수 있다.
상황에 따라, 가령 제동 시, 전기 기계들(101a 및 101b) 중 하나 또는 둘 모두, 생성된 전기 에너지를 저장하기에 불충분할 정도로 정전 용량 중간 회로(110)를 충전할 수 있는 발전기로서 작동할 수 있다. 생성된 전기 에너지를 저장하기 위해, 전자기계 파워 트랜스미션 체인에는 배터리 요소(battery element, 118)와, 제어가능한 직접 전압 변환기(controllable direct voltage converter, 119)가 마련될 수 있다. 배터리 요소(118)와 더불어 또는 배터리 요소(118)를 대신하여, 전기기계 파워 트랜스미션 체인에는 전기 이중층 커패시터 "EDLC"(120), 즉 소위 "슈퍼 커패시터"가 제공될 수 있다. 배터리 요소 및/또는 전기 이중층 커패시터에 의해 저장된 에너지는 연소 엔진(107)으로부터 제공 가능한 최대 전력을 초과하는 피크 전력 니즈에 대응하도록 배치될 수 있다. 또한, 전자기계 파워 트랜스미션 체인에는, 배터리 요소 및/또는 전기 이중층 커패시터로 제동 에너지를 공급할 수 없는 상황에서 제동 에너지를 흡수하기 위한 제동 레지스터(brake resistor, 121)가 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적 및 비한정적인 일 실시 예에 따른 이동식 작동 기계(230)를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 예시적 경우에서는, 이동식 작동 기계가 버킷 차저(bucket charger)이나, 상기 이동식 작동 기계는 트랙터, 로드 드래그, 불도저 또는 그 외 휠 및/또는 체인 트랙들을 갖는 작동 기계일 수도 있다. 이동식 작동 기계는 가령 디젤 기관, 오토-사이클 엔진, 또는 터빈 엔진 일 수 있는 연소 엔진을 포함한다. 이동식 작동 기계는 이동식 작동 기계의 연소 엔진과 휠(233, 234)들 사이에 전자기계 파워 트랜스미션 체인(232)을 포함한다. 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 로터(rotor)가 연소 엔진(231)의 샤프트에 연결되는 전기 기계(235)를 포함한다. 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 또한 전기 기계(235)에 의해 생성된 전기 에너지의 도움으로 이동식 작동 기계의 휠(233, 234)들을 구동하기 위한 전자기계 구동부를 더 포함한다. 전자기계 구동부는 전기력 변환기(236)와 전기기계(236, 237)들을 포함한다. 이 경우, 전기력 변환기(236)는 주파수 변환기이다. 전자기계 구동부는 전기 기계(236. 237)들의 샤프트들을 휠(233, 234)들의 허브(hub)들에 연결하도록 배치되는 기어박스(238, 239)들을 더 포함한다. 전기력 변환기(236)는 전기 기계(235)에 의해 생성된 전기 전압을 전기 기계(364, 365)들에 적합한 진폭들과 주파수들을 갖는 전기 전압들로 변환하도록 마련된다. 전기력 변환기(236)는 모든 전기 기계(236, 237)들을 위한 별도의 출력 스테이지들을 가질 수 있는데, 이 경우, 각각의 전기 기계들은 개별적으로 제어되거나, 모든 전기 기계(236, 237)들이 주파수 변환기의 하나의 동일한 출력 스테이지에 연결될 수도 있는데, 후자의 경우, 이 전기 기계들은 그룹별로 제어된다. 각각의 기어박스(238, 239)들은 대응하는 전기 기계에 연결된 제1 샤프트와 이동식 작동 기계의 대응하는 휠을 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는다. 각각의 기어박스(238, 239)들은 제1 및 제2 샤프트들 사이에서, 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있다. 전기력 변환기(236)는, a) 이동식 작동 기계의 대응하는 휠의 실제 및/또는 바람직한 작동, 및 b) 적어도 고려중인 기어박스에 연결된 전기 기계의 기능적 특성들에 관한 데이터를 적어도 부분으로 기반으로 하여 각각의 기어박스들을 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 또한, 전기력 변환기(236)는 기어박스들의 작동을 제어하기 위한 제어 신호들을 기어박스들로 전달하기 위한 신호 출력부를 포함한다. 전기 기계(236, 237)들은 서로 독립적으로 제어되는 것이 바람직하고, 기어박스(238, 239)들 또한 서로 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 독립적인 제어가 바람직한 이유는 가령 이동식 작동 기계가 구부러진 경로를 따라 이동할 때, 안쪽 곡선 측에 있는 휠들은 바깥 곡선 측에 있는 휠들과는 다른 토크-속도 작동 지점에서 작동하기 때문이다.
본 발명의 예시적 및 비한정적인 일 실시 예에 따른 이동식 작동 기계는 전기기계 파워 트랜스미션 체인(232)을 냉각하도록 배치된 액체 냉각 시스템(liquid cooling system, 240)을 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 이동식 작동 기계는 이동식 작동 기계의 수압 시스템(241)과 전자기계 파워 트랜스미션 체인(232)을 모두 냉각하도록 배치된 액체 냉각 시스템을 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 이동식 작동 기계는 전자기계 파워 트랜스미션 체인(232) 및 연소 엔진(231)을 모두 냉각하도록 배치된 액체 냉각 시스템을 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 이동식 작동 기계에서, 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 배터리(242) 및/또는 연소 엔진(231)의 최대 전력을 초과하는 피크 전력 니즈에 대응하도록 배치된 전기 이중층 커패시터 "EDLC"를 포함한다. 배터리 및/또는 전기 이중층 커패시터는 가령 전기력 변환기(236)의 직접 전압 중간 회로에 연결될 수 있다. 전기 이중층 커패시터는 종종 "슈퍼 커패시터"로 불린다.
도 3은 전기기계, 외부 전기 시스템의 전압을 전기기계에 적합한 전압으로 변환하기 위한 전기력 변환기, 및 전기기계에 연결된 제1 샤프트와 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는 기어박스를 포함하는 전자기계 구동부를 제어하기 위한 본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시하고 있다. 여기서, 기어박스는 각각 제1 샤프트의 회전 속도 대 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있다. 이 방법은 다음과 같은 단계(action)들을 포함한다.
-단계 301: 전기력 변환기에 의해, a) 엑추에이터 구동 시 제2 샤프트의 실제 또는 바람직한 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터, 및 b) 적어도 전기기계의 기능적 특성들에 대한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여, 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하는 단계; 및
-단계 302: 기어박스가 선택 가능한 전송률들 중 선택된 하나에서 작동하도록 기어박스를 설정하기 위해, 제어 신호를 전기력 변환기로부터 기어박스로 전달하는 단계.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은, 전기기계의 회전 속도가, 전기기계의 전압이 전기력 변환기로부터 제공 가능한 최대 전압을 달성하는 필드 약화 지점을 달성한 상황에 대응하여, 선택 가능한 전송률들 중 높은 전송률로부터, 선택 가능한 전송률들 중 낮은 전송률로 이동하도록 기어박스를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은, 적어도 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 선택 가능한 전송률들 중 또 다른 하나를 사용할 때 보다 적은, 전기기계의 토크-속도 작동 지점을 산출하는, 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은, 제1 데이터를 기반으로, 상술한 선택 가능한 전송률들 중 하나를 식별하기 위한 룩업 테이블을 유지하는 단계를 포함하고, 여기서 제1 데이터는 제2 샤프트에 의해 전송된 전력, 제2 샤프트의 회전 속도, 및 제2 샤프트에 작용하는 토크 중에서 적어도 2 가지의 추정치를 나타낸다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은, 전기기계의 토크의 목표 수치 Tref/Q가, 전기기계의 전력이 P이고 적어도 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 Topt와 다른 토크로 동일한 전력 P을 생성할 때보다 적은 전기기계의 토크-속도 작동 지점에 대응하는 토크 Topt에 가능한 한 가깝도록, 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 여기서, Tref은 제2 샤프트에 작용하는 토크의 목표 수치이고, Q는 선택 가능한 전송률들 중 선택된 하나이고, 전력 P는 Tref × 제2 샤프트의 회전 속도이다. 이 경우, 엑추에이터는 토크 기준에 따라 토크 제어된 모드로 구동되는 것으로 추정된다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은 적어도 전기기계, 제2 샤프트에 작용하는 토크의 목표 수치 Tref, 및 제2 샤프트의 회전 속도의 추정치의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 토크의 수치 Topt를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은 제2 샤프트에 작용하는 토크의 목표 수치 Tref 및 제2 샤프트의 회전 속도의 추정치를 기반으로 토크의 수치 Topt를 제공하기 위한 룩업 테이블을 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은, 전기기계의 회전 속도의 목표 수치 Sref × Q가, 전기기계의 전력이 P이고 적어도 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 Sopt와 다른 회전 속도로 전력 P를 생성할 때보다 적은, 전기기계의 토크-속도 작동 지점에 대응하는 회전 속도 Sopt에 가능한 한 가깝도록 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 여기서 Sref는 제2 샤프트의 회전 속도의 목표 수치이고, Q는 선택 가능한 전송률들 중에 선택된 하나이고, 전력 P는 Sref × 제2 샤프트에 작용하는 토크이다. 이 경우, 엑추에이터는 회전 속도 기준에 따라 속도 제어된 모드로 구동되는 것으로 추정된다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 방법은, 적어도 전기기계, 제2 샤프트의 회전 속도의 목표 수치 Sref, 및 제2 샤프트에 작용하는 토크의 추정치의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 회전 속도의 수치 Sopt를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시예에 따른 방법은 제2 샤프트의 회전 속도의 목표 수치 Sref 및 제2 샤프트에 작용하는 토크의 추정치를 기반으로 회전 속도의 수치 Sopt를 제공하기 위한 룩업 테이블을 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 방법은, 선택 가능한 전송률들 중 첫번째로부터 선택 가능한 전송률들 중 두번째로, 그리고 선택 가능한 전송률들 중 두번째로부터 선택 가능한 전송률들 중 첫번째로 복귀 시, 엑추에이터의 토크-속도 작동 지점이, 선택 가능한 전송률들 중 첫번째가 더 유리한 일 측면, 및 선택 가능한 전송률들 중 두번째가 더 유리한 타 측면 상의 한계점을 중심으로 변동하는 상황에서, 상기 두 가지 전송률들 간의 앞뒤로의 진동을 방지하기 위해, 자기 이력을 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 본 발명의 상술한 예시적 실시 예들 중 임의의 실시 예에 따른 방법과 관련된 행동들을 수행하도록 프로그램 가능한 처리 시스템을 제어하기 위한 컴퓨터 이행 가능한 명령들을 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 전기기계, 외부 전기 시스템의 전압을 전기기계에 적합한 전압으로 변환하기 위한 전기력 변환기, 및 전기기계에 연결된 제1 샤프트와 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는 기어박스를 포함하는 전자기계 구동부를 제어하기 위한 소프트웨어 모듈들을 포함한다. 여기서 기어박스는, 각각 제1 샤프트의 회전 속도 대 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있다.
상술한 소프트웨어 모듈들은, 전기력 변환기의 프로그램 가능한 처리 시스템이,
-a) 엑추에이터 구동 시 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터, 및 b) 적어도 전기기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하고; 및
-기어박스가 선택 가능한 전송률들 중 하나로 작동하도록 기어박스를 설정하기 위해 제어 신호를 전기력 변환기로부터 기어박스로 전송하도록 제어하기 위한 컴퓨터 이행 가능한 명령들을 포함한다.
소프트웨어 모듈들은, 가령, 적합한 프로그래밍 언어, 및 상기 프로그래밍 언어에 적합한 컴파일러, 및 상술한 프로그램 가능한 처리 시스템과 함께 구현되는 서브루틴(subroutine) 또는 기능들일 수 있다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은 본 발명의 예시적 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램과 함께 암호화된 컴퓨터 독출 가능 매체, 가령 소형 디스크 "CD"를 포함한다.
본 발명의 예시적 및 비한정적 일 실시 예에 따른 신호는 본 발명의 예시적 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램을 정의하는 정보를 운반하도록 암호화된다.
상기 상세한 설명에 제공된 구체적인 예들은 첨부한 청구항들의 범위 및/또는 적용 가능성을 한정하기 위한 목적으로 해석되어져서는 안된다.

Claims (13)

  1. 전기기계(101a, 101b);
    상기 전기기계에 연결된 제1 샤프트 및 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 가지고, 각각이 상기 제1 샤프트의 회전 속도 대 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있는 기어박스(102a, 102b); 및
    상기 전기기계에 적합한 전압으로 외부 전기 시스템의 전압을 변환하기 위한 전기력 변환기(103);
    를 포함하고,
    상기 전기력 변환기는,
    a) 상기 엑추에이터 구동 시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터, 및 b) 적어도 상기 전기기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하기 위한 제어부(105a, 105b); 및
    상기 기어박스가 상기 선택 가능한 전송률들 중 선택된 하나로 작동하도록 상기 기어박스를 설정하기 위해 제어 신호를 상기 기어박스로 전달하기 위한 신호 출력부(106a, 106b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기계 구동부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전기기계의 전압이 상기 전기력 변환기로부터 제공 가능한 최대 전압을 달성하는 필드 약화 지점을 상기 전기기계의 회전 속도가 달성하는 상황에 대응하여, 상기 선택 가능한 전송률들 중 높은 하나의 전송률로부터 상기 선택 가능한 전송률들 중 낮은 하나의 전송률로 변경되도록 상기 기어박스를 제어하는 전자기계 구동부.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 데이터에 따라, 적어도 상기 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 상기 선택 가능한 전송률들 중 또 다른 하나를 사용할 때보다 적은 상기 전기기계의 토크-속도 작동 지점을 산출하는 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하는 전자기계 구동부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 데이터를 기반으로 상기 선택 가능한 전송률들 중 상기 하나를 식별하기 위한 룩업 테이블을 유지하도록 마련되고, 상기 제1 데이터는, 상기 제2 샤프트에 의해 전송된 전력, 상기 제2 샤프트의 회전 속도, 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크 중에서 적어도 두 가지의 추정치를 나타내는 전자기계 구동부.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전기기계의 토크의 목표 수치 Tref/Q가, 상기 전기기계의 전력이 P이고 적어도 상기 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 Topt와 다른 토크로 전력 P를 생성할 때보다 적은 상기 전기기계의 토크-속도 작동 지점에 대응하는 토크 Topt에 가능한 한 가깝도록, 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하고, Tref은 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크의 목표 수치이고, Q는 상기 선택 가능한 전송률들 중 상기 선택된 하나이고, P는 Tref × 상기 제2 샤프트의 회전 속도인 전자기계 구동부.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 데이터 및 상기 제1 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 토크의 수치 Topt를 생성하고, 상기 제1 데이터는 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크의 목표 수치 Tref 및 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 추정치를 나타내는 전자기계 구동부.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크의 목표 수치 Tref 및 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 추정치를 기반으로 상기 토크의 수치 Topt를 제공하기 위한 록업 테이블을 유지하도록 마련되는 전자기계 구동부.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전기기계의 회전 속도의 목표 수치 Sref/Q가, 상기 전기기계의 전력이 P이고 적어도 상기 전기기계의 손실들을 포함하는 손실들이 Sopt와 다른 회전 속도로 전력 P를 생성할 때보다 적은 상기 전기기계의 토크-속도 작동 지점에 대응하는 회전 속도 Sopt에 가능한 한 가깝도록, 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하고, Sref은 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 목표 수치이고, Q는 상기 선택 가능한 전송률들 중 상기 선택된 하나이고, P는 Sref × 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크인 전자기계 구동부.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 데이터 및 상기 제1 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 회전 속도 Sopt를 생성하도록 마련되고, 상기 제1 데이터는 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 목표 수치 Sref 및 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크의 추정치를 나타내는 전자기계 구동부.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 목표 수치 Sref 및 상기 제2 샤프트에 작용하는 토크의 추정치를 기반으로 회전 속도의 수치 Sopt를 제공하기 위한 룩업 테이블을 유지하도록 마련되는 전자기계 구동부.
  11. 이동식 작동 기계(230)로서,
    연소 엔진(231); 및
    상기 연소 엔진과 상기 이동식 작동 기계의 하나 이상의 엑추에이터들 사이에 배치되는 전자기계 파워 트랜스미션 체인(232);
    을 포함하고,
    상기 전자기계 파워 트랜스미션 체인은 제1항에 따른 적어도 하나의 전자기계를 포함하는 이동식 작동 기계.
  12. 전기 기계, 외부 전기 시스템의 전압을 상기 전기 기계에 적합한 전압으로 변환하기 위한 전기력 변환기, 및 상기 전기 기계에 연결된 제1 샤프트와 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는 기어박스를 포함하는 전자기계 구동부를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 기어박스는 각각 상기 제1 샤프트의 회전 속도 대 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있고,
    상기 방법은,
    a) 엑추에이터 구동시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터와 b) 적어도 상기 전기 기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 상기 전기력 변환기에 의해 선택하는 단계(301); 및
    상기 기어박스가 상기 선택 가능한 전송률들 중 상기 선택된 하나로 작동하도록 상기 기어박스를 설정하기 위해 상기 전기력 변환기로부터 상기 기어박스로 제어 신호를 전달하는 단계(302);
    를 포함하는 전자기계 구동부 제어 방법.
  13. 전기 기계, 외부 전기 시스템의 전압을 상기 전기 기계에 적합한 전압으로 변환하기 위한 전기력 변환기, 및 상기 전기 기계에 연결된 제1 샤프트와 엑추에이터를 구동하기 위한 제2 샤프트를 갖는 기어박스를 포함하는 전자기계 구동부를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램이 암호화된 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    상기 기어박스는 각각 상기 제1 샤프트의 회전 속도 대 상기 제2 샤프트의 회전 속도의 비율인 선택 가능한 전송률들을 제공할 수 있고,
    상기 컴퓨터 프로그램은 상기 전기력 변환기의 프로그램 가능한 처리 시스템이,
    a) 엑추에이터 구동시 상기 제2 샤프트의 토크-속도 작동 지점에 관한 제1 데이터와 b) 적어도 상기 전기 기계의 기능적 특성들에 관한 제2 데이터를 적어도 부분적으로 기반으로 하여 상기 선택 가능한 전송률들 중 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 기어박스가 상기 선택 가능한 전송률들 중 선택된 하나에서 작동하도록 상기 기어박스를 설정하기 위해 상기 전기력 변환기로부터 상기 기어박스로 제어 신호를 전달하는 단계를 포함하는 방법을 수행하도록 제어하기 위한 컴퓨터 실행 가능 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9937916B2 (en) * 2015-07-21 2018-04-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for reducing transmission shifting
CN110023124A (zh) * 2016-07-05 2019-07-16 奥比斯齿轮公司 多车轮变速器
EP3340456B1 (en) * 2016-12-21 2021-04-14 Danfoss Mobile Electrification Oy An electric system for an electromechanical power transmission chain
US10207754B2 (en) * 2017-03-06 2019-02-19 Cnh Industrial America Llc Track system for a work vehicle
RU2754989C2 (ru) * 2019-02-26 2021-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77" Энергоблок электромеханической трансмиссии мощной автономной дорожно-строительной машины
DE102020203938A1 (de) 2020-03-26 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebstrangs

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110184599A1 (en) * 2009-07-21 2011-07-28 Ferrari S.P.A. Transmission for a road vehicle with hybrid propulsion

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19619321C2 (de) * 1996-05-14 1998-07-09 Voith Turbo Kg Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit mehreren elektrischen Antriebsmaschinen
DE10316862A1 (de) * 2003-04-11 2004-10-21 Deere & Company, Moline Antriebssystem für Fahrzeuge
DE10347596B3 (de) * 2003-10-14 2005-06-02 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Optimierung des Gesamtwirkungsgrades des Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs
US7253537B2 (en) * 2005-12-08 2007-08-07 General Electric Company System and method of operating double fed induction generators
US7678015B2 (en) * 2006-04-28 2010-03-16 Caterpillar Inc. Efficiency based integrated power train control system
EP2453549B1 (en) * 2010-11-12 2016-12-28 Visedo Oy A permanent magnet rotor for an axial flux electrical machine of a mobile working machine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110184599A1 (en) * 2009-07-21 2011-07-28 Ferrari S.P.A. Transmission for a road vehicle with hybrid propulsion

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