用于移动工作机器的电功率转换器、移动工作机器及用于控制电力转换器的方法技术

本发明专利技术涉及用于移动工作机器的电功率转换器、移动工作机器及用于控制电力转换器的方法。一种电功率转换器包括存储电路（101），该存储电路能够存储由该存储电路的电参量、电压或电流确定的电能。该电功率转换器包括：连接到该存储电路的电功率转换器级（102）；以及，调节器（103），用于至少部分地基于电参量相对于其参考电平的偏差而控制电功率转换器级来调节电参量。所述调节器被配置为当偏差为正时使用第一增益系数来加权偏差，并且当偏差为负时使用第二增益系数来加权偏差。第一增益系数具有与第二增益系数的值不同的值，因为参考电平通常不在电参量的允许变化范围的中间。

【技术实现步骤摘要】
移动工作机器的电功率转换器、移动工作机器及控制方法
本专利技术涉及适合于移动工作机器的机电动力传输链的电功率转换器。本专利技术也涉及用于控制电功率转换器的方法和计算机程序。而且，本专利技术涉及包括机电动力传输链的移动工作机器。
技术介绍
机电动力传输链通常包括一个或多个电机和一个电功率转换器。该机电动力传输链可以是一系列传输链，其中，电机之一作为发电机运行，并且电功率转换器被布置来将由发电机产生的电压转换为具有适合于该一个或多个其他电机的幅度和频率的电压。可以使用内燃机来驱动该发电机，该内燃机可以例如是柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。其他电机可以例如是在移动工作机器的车轮中的电动机。该电功率转换器通常包括中间电路、在发电机和中间电路之间的电功率转换器级与在中间电路和其他电机之间的一个或多个电功率转换器级。也可能机电动力传输链是并行传输链，其中，机械地连接到内燃机的电机有时作为对一个或多个能量存储器充电的发电机运行，并且有时作为当需要高机械输出功率时从一个或多个能量存储器接收电能并且辅助内燃机的电动机运行。在该情况下，电功率转换器通常包括中间电路、在发电机和中间电路之间的电功率转换器级与在中间电路和该一个或多个能量存储器之间的一个或多个电功率转换器级。上述的中间电路通常是电容性电路，其能够存储电能。为了电功率转换器的电功率转换器级能够正确地运行，中间电路的电压需要在适当的下限和上限之间，该下限和上限可以例如分别是300V和750V。由中间电路存储的电能与中间电路的电压的平方直接成正比。在许多情况下，中间电路的电压的参考电平被有益地选择使得与该电压的参考电平对应的电能在与该电压的下限对应的电能和与该电压的上限对应的电能之间的中间。因为上述的平方关系，电压的参考电平不在电压的上限和下限之间的中间。例如，在其中上限和下限分别是300V和750V的上述例示情况下，电压的参考电平是大约571V。因此，在参考电平和下限之间存在271V的安全裕度，但是在参考电平和上线之间仅存在179V的安全裕度。与这些安全裕度的不对称相关的不方便是它使得中间电路的电压的控制复杂化。也与电感性中间电路相结合地存在类似的不方便，因为由电感性中间电路存储的电能与中间电路的电流的平方直接成正比。自然可能使用电容器电压的平方或电感器电流的平方来作为控制量，但是在该情况下，在控制数量中包括平方型非线性，其继而可以使得控制复杂化。公开JP2003037939提供了一种控制器，用于控制在DC电功率系统和AC电功率系统之间的AC-DC转换器。该控制器包括：DC电流检测部件，用于检测在DC电路中流动的电流；DC电压检测部件，用于检测AC-DC转换器的DC电压；以及，用于控制AC-DC转换器的AC电压的相角的部件。由电感性电路存储的电能与电流的平方直接成正比并且由电容性电路存储的电能与电压的平方直接成正比的上述情况可能在一些情况下使得控制器的操作复杂化。
技术实现思路
下面呈现了简化的
技术实现思路
，以便提供基本上理解各个专利技术实施例的一些方面。该
技术实现思路
不是本专利技术的广泛概述。它既不意欲识别本专利技术的关键或重要元素，也不意欲描述本专利技术的范围。下面的
技术实现思路
仅以简化形式呈现了本专利技术的一些概念以作为本专利技术的示例性实施例的更详细的说明的序幕。根据本专利技术的第一方面，提供了一种适合于移动工作机器的机电动力传输链的新的电功率转换器。根据本专利技术的所述电功率转换器包括：-存储电路，所述存储电路能够存储电能，通过与所述存储电路相关的电参量来确定所述存储的电能；-连接到所述存储电路的电功率转换器级；以及-调节器，用于至少部分地基于所述电参量相对于其参考电平的偏差而控制所述电功率转换器级来调节所述电参量。所述调节器被配置为当所述偏差为正时使用第一增益系数来加权所述偏差，并且当所述偏差为负时使用第二增益系数来加权所述偏差，其中，所述第一增益系数具有与所述第二增益系数的值不同的值，以便使能非对称控制。上述的存储电路可以是电容性电路，并且所述电参量可以例如是所述电容性电路的电压、所述电容性电路的电压的平方或所述电压的一些其他适当函数。也可能所述存储电路是电感性电路，并且所述电参量可以例如是所述电感性电路的电流、所述电感性电路的电流的平方或所述电流的一些其他适当函数。因为在所述参考电平和所述电参量的上限之间的上安全裕度上使用的增益系数可以具有与在所述参考电平和所述电参量的下限之间的下安全裕度上使用的增益系数的值不同的值，所以可以更自由地调整所述调节器以提供期望的操作，特别是在其中所述安全裕度是非对称的和/或诸如平方函数的非线性函数用于构造被调节的所述电参量的情况下。在所述安全裕度的较窄的一个上使用的所述增益系数优选地具有比在所述安全裕度的较宽的一个上使用的增益系数更大的值。具有所述较大值的所述增益系数有助于将所述电参量保持在所述较窄的安全裕度上，而与其中具有较大值的所述增益系数被用于所述两个安全裕度上的情形比较，具有较小值的所述增益系数改善了所述控制的稳定性。所述电功率转换器级可以例如是适合于在交流电机器和电容性或电感性能量存储电路之间传递电功率的逆变器级或者适合于在直流电机器和电容性或电感性能量存储电路之间传递电功率的可控直流电压转换器。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于控制电功率转换器的新的方法。根据本专利技术的所述方法包括：至少部分地基于与所述电功率转换器的存储电路相关的电参量相对于其参考电平的偏差而控制所述电功率转换器的电功率转换器级来调节所述电参量，其中，通过所述电参量来确定由所述存储电路存储的电能。当所述偏差为正时使用第一增益系数来加权所述偏差，并且当所述偏差为负时使用第二增益系数来加权所述偏差，其中，所述第一增益系数具有与所述第二增益系数的值不同的值，以便使能非对称控制。根据本专利技术的第三方面，提供了一种新的移动工作机器。该移动工作机器包括：-内燃机，以及-在所述内燃机与所述移动工作机器的一个或多个车轮、履带和其他致动器之间的机电动力传输链。该机电传输链包括至少一个根据本专利技术的电功率转换器。所述移动工作机器优选地包括液体冷却系统，所述液体冷却系统被布置来冷却所述移动工作机器的液压系统和所述机电动力传输链。所述移动工作机器可以例如是拖拉机、斗式充电器、压路机、推土机或具有车轮和/或履带的任何其他工作机器。根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于控制电功率转换器的新的计算机程序。所述计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制可编程处理器至少部分地基于与所述电功率转换器的存储电路相关的电参量相对于其参考电平的偏差而控制所述电功率转换器的电功率转换器级来调节所述电参量，其中，通过所述电参量来确定由所述存储电路存储的电能。所述计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制所述可编程处理器当所述偏差为正时使用第一增益系数来加权所述偏差，并且当所述偏差为负时使用第二增益系数来加权所述偏差，其中，所述第一增益系数具有与所述第二增益系数的值不同的值，以便使能非对称控制。根据本专利技术的一种计算机程序产品包括使用编码有本专利技术的计算机程序的非易失性计算机可读介质，例如，光盘“CD”。在所附的从属权利要求中描述了本专利技术的多个非限定性示例性实施例。通过下面结合附图的特定示例性实施例的说明，将最佳地理解关于构造和操作方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于移动工作机器的机电动力传输链的电功率转换器，所述电功率转换器包括：‑存储电路（101，201），所述存储电路能够存储电能，通过与所述存储电路相关的第一电参量来确定所述存储的电能；‑第一电功率转换器级（102，202），所述第一电功率转换器级（102，202）连接到所述存储电路；以及‑调节器（103，203），所述调节器（103，203）用于至少部分地基于所述第一电参量相对于参考电平的偏差而控制所述第一电功率转换器级来调节所述第一电参量，其特征在于，所述调节器被配置为当所述偏差为正时使用第一增益系数（G1）来加权所述偏差，并且当所述偏差为负时使用第二增益系数（G2）来加权所述偏差，所述第一增益系数具有与所述第二增益系数的值不同的值。

【技术特征摘要】
2012.09.11 EP 12183786.81.一种用于移动工作机器的机电动力传输链的电功率转换器，所述电功率转换器包括：-存储电路(101，201)，所述存储电路能够存储电能，通过与所述存储电路相关的第一电参量来确定所述存储的电能；-第一电功率转换器级(102，202)，所述第一电功率转换器级(102，202)连接到所述存储电路；以及-调节器(103，203)，所述调节器(103，203)用于至少部分地基于所述第一电参量相对于第一电参量的参考电平的偏差而控制所述第一电功率转换器级来调节所述第一电参量，其特征在于，所述调节器包括当所述偏差为正时使用第一增益系数(G1)来加权所述偏差，并且当所述偏差为负时使用第二增益系数(G2)来加权所述偏差的装置，所述第一增益系数具有与所述第二增益系数的值不同的值。2.根据权利要求1所述的电功率转换器，其中，所述调节器包括至少部分地基于所述偏差的时间积分来控制所述第一电功率转换器级来调节所述第一电参量的装置。3.根据权利要求2所述的电功率转换器，其中，所述调节器包括当所述偏差为正时使用第一积分系数来加权所述偏差的所述时间积分，并且当所述偏差为负时使用第二积分系数来加权所述偏差的所述时间积分的装置。4.根据权利要求3所述的电功率转换器，其中，所述第一增益系数和所述第一积分系数的值提供所述第一电参量的无过冲控制，并且所述第二增益系数和所述第二积分系数的值提供所述第一电参量的无过冲控制。5.根据权利要求1所述的电功率转换器，其中，所述调节器包括至少部分地基于所述偏差的变化速率而控制所述第一电功率转换器级来调节所述第一电参量的装置。6.根据权利要求5所述的电功率转换器，其中，所述调节器包括当所述偏差为正时使用第一速率系数来加权所述偏差的所述变化速率，并且当所述偏差为负时使用第二速率系数来加权所述偏差的所述变化速率的装置。7.根据权利要求1所述的电功率转换器，其中，所述调节器包括至少部分地基于在所述存储电路和装载所述电功率转换器的电气系统之间传递的电功率来控制所述第一电功率转换器级来调节所述第一电参量的装置。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：安蒂·塔科埃勒恩，
申请(专利权)人：威士多公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI