挖土机及挖土机的控制方法_2

文档序号:8399442阅读:来源:国知局
2以及用于检测电容器电流值的电容器电流检测部113。通过电容器电压检测部112和电容器电流检测部113检测的电容器电压值和电容器电流值供给到控制器30。
[0041]升降压转换器100根据电动发电机12和回转用电动机21的运行状态,进行升压动作和降压动作的切换,以使DC母线电压值处于恒定范围内。DC母线110配设在逆变器18和逆变器20与升降压转换器100之间,进行电容器19、电动发电机12以及回转用电动机21之间的电力授受。
[0042]升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制根据通过DC母线电压检测部111检测的DC母线电压值、通过电容器电压检测部112检测的电容器电压值以及通过电容器电流检测部113检测的电容器电流值来进行。
[0043]在如上结构中,作为辅助马达的电动发电机12所发的电力经由逆变器18供给到蓄电装置120的DC母线110,经由升降压转换器100供给到电容器19。回转用电动机21进行再生运行而生成的再生电力经由逆变器20供给到蓄电系统120的DC母线110,并经由升降压转换器100供给到电容器19。
[0044]升降压转换器100具备电抗器101、升压用IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor) 102A、降压用IGBT102B、用于连接电容器19的电源连接端子104、用于连接逆变器105的输出端子106以及并联插入到一对输出端子106的平滑用电容器107。升降压转换器100的输出端子106与逆变器18、20之间通过DC母线110连接。
[0045]电抗器101的一端与升压用IGBT102A和降压用IGBT102B的中间点连接,另一端与电源连接端子104连接。为了将伴随升压用IGBT102A的开/关而生成的感应电动势供给到DC母线110而设置电抗器101。
[0046]升压用IGBT102A 和降压用 IGBT102B 由将 MOSFET (Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor)组装到栅极部的双极晶体管构成,是能够进行大功率高速转换的半导体元件(开关元件)。升压用IGBT102A和降压用IGBT102B通过控制器30将PWM电压施加到栅极端子而被驱动。升压用IGBT102A和降压用IGBT102B上并联连接有作为整流元件的二极管102a和二极管102b。
[0047]电容器19是如可经由升降压转换器100进行与DC母线110之间的电力授受的能够充放电的蓄电器即可。
[0048]电源连接端子104是电容器19所能够连接的端子即可,输出端子106是逆变器
18、20所能够连接的端子即可。一对电源连接端子104之间连接有检测电容器电压的电容器电压检测部112。一对输出端子106之间连接有检测DC母线电压的DC母线电压检测部111。
[0049]电容器电压检测部112检测电容器19的电压值Vcap。DC母线电压检测部111检测DC母线110的电压值Vdc。平滑用电容器107是用于平滑DC母线电压的蓄电元件,并插入于输出端子106的正极端子与负极端子之间。通过该平滑用电容器107,DC母线110的电压维持预先设定的电压。
[0050]电容器电流检测部113是在电容器19的正极端子(P端子)侧检测在电容器19与升降压转换器100之间流动的电流的值的检测构件,包括电流检测用电阻器。例如,电容器电流检测部113检测流经电容器19的正极端子的电流值II。另一方面,电容器电流检测部116是在电容器的负极端子(N端子)侧检测在电容器19与升降压转换器100之间流动的电流的值的检测构件,包括电流检测用电阻器。例如,电容器电流检测部116检测流经电容器19的负极端子的电流值12。
[0051]升降压转换器100中,对DC母线110进行升压时,PWM电压施加到升压用IGBT102A的栅极端子。并且,经由并联连接于降压用IGBT102B的二极管102b,随着升压用IGBT102A的开/关在电抗器101产生的感应电动势被供给到DC母线110。由此,DC母线110被升压。
[0052]对DC母线110进行降压时,PWM电压施加到降压用IGBT102B的栅极端子。并且经由降压用IGBT102B、逆变器18、20供给的再生电力从DC母线110供给到电容器19。由此,蓄积到DC母线110的电力充电至电容器19,DC母线110被降压。
[0053]本实施方式中,将电容器19的正极端子连接于升降压转换器100的电源连接端子104的电源线114上,作为能够切断该电源线114的断路器,设置有继电器130-1、130-2。继电器130-1配置于电容器电压检测部112在电源线114的连接点115与电容器19的正极端子之间。继电器130-1通过来自控制器30的信号工作,切断来自电容器19的电源线114,从而能够使电容器19与升降压转换器100断开。
[0054]并且,将电容器19的负极端子连接于升降压转换器100的电源连接端子104的电源线117上,作为能够切断该电源线117的断路器,设置有继电器130-2。继电器130-2配置于电容器电压检测部112在电源线117的连接点118与电容器19的负极端子之间。继电器130-2根据来自控制器30的信号工作,切断来自电容器19的电源线117,从而能够使电容器19与升降压转换器100断开。另外,可将继电器130-1和继电器130-2作为一个继电器并同时切断正极端子侧的电源线114和负极端子侧的电源线117这两者来断开电容器19。
[0055]另外,实际上,控制器30与升压用IGBT102A和降压用IGBT102B之间存在生成驱动升压用IGBT102A和降压用IGBT102B的PWM信号的驱动部,但图3中进行省略。这种驱动部能够在任意电子电路或者运算处理装置中实现。
[0056]图4是表示电容器19的结构的概要图。如图4所示,作为蓄电器的电容器19实际上包括作为多个蓄电部的η个电容器单元(以下称为蓄电单元或者简单称为单元)19-1?19-η(η为2以上的整数)和蓄电管理部140。另外,图4中,用实线表示电力驱动系统,用虚线表示控制系统。
[0057]蓄电管理部140为管理电容器19的蓄电的装置,主要包括均衡电路部141、均衡控制部142以及电压转换部143。
[0058]并且,蓄电管理部140具有如下功能:测定各单元的静电容量的静电容量测定功能;使各单元的静电容量均匀的均衡功能;以及防止各单元过放电的电路保护功能。并且,本实施方式中,为了方便说明,所有η个单元19-1?19-η被串联连接,针对所有单元设置有一个蓄电管理部140。然而,也可以将串联连接的单元设为一个组,多个组串联连接或并联连接,且每一个组设置有一个蓄电管理部。并且,也可以设置控制多个蓄电管理部的上位蓄电管理部。
[0059]另外,以下,为了方便说明,有时会将所有单元19-1?19-η统称为单元19_η,也会将第η个单元称为单元19-η。对于均衡电路部141以及作为均衡电路部141的构成要件的后述平衡用开关146、电路保护用开关147、放电电阻148、电压测定部149等也相同。
[0060]均衡电路部141是实现静电容量测定功能、均衡功能以及电路保护功能的电气电路。本实施例中,均衡电路部141通过均衡控制部142被直接控制来执行静电容量测定功能和均衡功能,并经由电压转换部143被间接控制来执行电路保护功能。经由电压转换部143的间接控制对提高电路保护功能的独立性有效。例如,即使在均衡控制部142的局部发生问题,导致均衡功能失灵的情况下,也对可靠地实现电路保护功能有效。
[0061]具体而言,均衡电路部141-η分别连接于所对应的I个单元19_η的两端。例如,如图4所示,特定的单元19-m(m为I以上η以下的整数)的2个电极连接于均衡电路部141-mo并且,均衡电路部141-m具有平衡用开关146_m、电路保护用开关147_m以及放电电阻148-m。并且,均衡电路部141-m在单元19_m的2个电极之间,将平衡用开关146_m、电路保护用开关147-m以及放电电阻148-m串联连接,且相对于单元19_m并联连接。另外,平衡用开关146-m、电路保护用开关147-m以及放电电阻148_m只要是串联连接,则可以以任意顺序连接。并且,均衡电路部141-m包括测定单元19-m的电极间
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