[發明專利]混合建設機械的控制裝置

無效

• 申請號: 201080066446.4
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN102906344A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 中村和人;山本耕才
• 申請（專利權）人: 納博特斯克株式會社
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;H02J7/00;H02M5/293;H02M7/219
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張靖琳

技術領域

本發明涉及通過流體壓力和電力被驅動的混合建設機械的控制裝置。

背景技術

混合建設機械的控制裝置中，有這樣的裝置：由發動機驅動油壓泵，由該油壓泵驅動建設機器所具備的動臂等，并且由發動機驅動發電機，通過該發電機產生的交流電力，而使設有動臂等的建設機械的旋轉體旋轉。這樣的混合建設機械的控制裝置的一例在專利文獻1中有公開。

在專利文獻1的技術中，發電機產生的交流電力由換流器進行整流、由平滑用電容進行平滑而變為直流電力。逆變器將該直流電力變換為交流電力，供給至用于使旋轉體旋轉的旋轉電氣電機。

現有技術文獻

專利文獻1：日本專利特開2008-88660號公報

發明內容

專利文獻1所公開的技術中，需要將發電機產生的交流電力暫時變換為直流電力。所以，需要大容量的平滑用的電容器，控制裝置將變大型。此外，一般在大容量平滑電容器中使用電解電容器，但電解電容器使用電解液，所以它的容量值的隨時間變化大。特別地，在建設機械所暴露于的溫度下和振動下，耐用壽命存在很大問題。另一方面，為了能在啟動發動機后使旋轉電氣電機回旋，需要用于利用由換流器整流后的直流電力而對平滑用的電容器進行初始充電的電路，除了控制裝置的尺寸和成本會增大之外，還不能在發動機啟動后馬上使建設機械旋轉。

本發明的目的在于提供一種小型、低成本、可靠性高、且發動機啟動后也能馬上驅動電氣電機的混合建設機械的控制裝置。

本發明的一個方式的混合建設機械的控制裝置具有發電機。該發電機與發動機連接，產生交流電力。優選交流電力是具有多個相的多相電力。另外，發動機也如后述那樣驅動油壓泵。上述發電機上連接有第1電力變換器。第1電力變換器例如是換流器。第1電力變換器上連接了第2電力變換器，該第2電力變換器控制旋轉電氣電機的電力。第2電力變換器例如是逆變器。第1及第2電力變換器由在上述發電機的各電源線和上述旋轉電氣電機之間配置的多個開關元件群構成。這些開關元件群將上述發電機的交流電力直接變換為能夠接入上述旋轉電氣電機的交流電力，對上述旋轉電氣電機進行回旋控制。向第1電力變換器供給的發電機的交流電力是多相電力，例如三相電力，從第2電力變換器向上述旋轉電氣電機接入的交流電力也是多相電力，例如三相電力。這些開關元件由第1及第2電力變換器用的控制單元控制。

通過這樣構成，將發電機的交流電力通過第1及第2電力變換器變換為能夠直接接入旋轉電氣電機的交流電力，所以無需使用平滑用的電容器，能夠進行小型化。而且，未使用平滑用的電容器，所以不需要等待平滑用的電容器充電，啟動發動機后，能夠馬上驅動旋轉電氣電機，而使建設機械本體旋轉。

上述發動機能夠設置為也驅動油壓泵。在這種情況下，上述發電機構成為作為電氣電機也能驅動。該電氣電機對上述發動機驅動上述油壓泵時的動力進行輔助。將從上述旋轉電氣電機中再生的交流電力，通過第1及第2電力變換器的上述開關元件群，直接變換為驅動上述發電機的交流電力，驅動上述發電機。開關元件群能夠向雙方向傳送電力。

通過這樣構成，能夠利用來自旋轉電氣電機的再生電力驅動發電機。因為能夠將從旋轉電氣電機中再生的交流電力直接變換為驅動發電機的交流電力，所以能使效率提高。

進而，在從上述旋轉電氣電機再生的交流電力比上述發電機中所需的交流電力多時，能夠將其剩余三相交流電力向設于第1及第2電力變換器之間的蓄電器蓄電。

在像以往那樣為了對來自發電機的交流電力進行整流、平滑而設置蓄電器的情況下，在蓄電器中產生充放電帶來的損失。但是，在像上述那樣構成的情況下，僅在剩余電力產生時，蓄電器充電，所以損失的產生少，混合建設機械的效率提高，并且蓄電器的壽命延長。

進而，從上述旋轉電氣電機中再生的交流電力不足于上述發電機中所需的交流電力時，還能夠從上述蓄電器補充該不足電力。通過這樣構成，即使來自旋轉電氣電機的再生電力不足于為了驅動發電機所需的電力，也能以預定的狀態驅動發電機。

進而，上述發電機為在對由上述發動機驅動上述油壓泵時的動力進行輔助的輔助模式時，上述旋轉電氣電機再生交流電力的情況下，能夠使該再生后的交流電力優先地向上述發電機供給。

通過這樣構成，在輔助模式時，油壓泵由一定的動力被驅動，所以油壓泵的吐出量不變動，能防止對由油壓泵驅動的圓弧作動件等的影響。此外，由于不進行蓄電器的充放電，能夠減少蓄電器的充放電損失，能夠提高效率。