[发明专利]用于双发电机单直流链路结构的功率平衡的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及机器内的电气系统及部件，更具体地说，涉及一种作业机器的电驱动系统。

背景技术

机器的直接串联电驱动系统通常包括电源电路，该电源电路可选择地以所需扭矩激活一个或多个驱动马达。驱动马达中的每一者均连接到轮或运行以驱动机器的其他牵引装置。直接串联驱动系统还包括驱动发电机的原动机，例如，内燃机。发电机产生电力，该电力通常由电源电路调节，并最终用于驱动马达。从概念上说，当推进机器时，发动机产生的机械力转换为发电机产生的电力。在定量供给到马达之前，电力可由电路处理和/或调节。马达将电力再次转换为驱动轮并推进机器的机械力。

如越野载重车和轮式装载机设备等重型机械通常用于采矿、重大建筑工程、采石及其他应用。采用电驱动系统视为提高了这种机械的效率和可靠性。电驱动系统通常需要更少的维护工作，且因此具有更低的生命周期成本。

用于驱动多个电动马达的较早几代的电力系统依靠单个发电机向单个电源总线提供电力。反过来，单个电源总线向多个马达供电。最近以来，提出多个电力系统，其中多个发电机提供电力，以向多个马达供电。Alster等人的专利号为7,152,705的美国专利提出一种电驱动装置，其中受双发动机单独驱动的发电机为单个电力储存模块充电。反过来，该电力储存模块直接向一组电驱动马达的电源总线供电。

用于驱动多个电动马达的多发电机系统的另一个实例将电源分成用于各发电机的不同的电源总线。在所描述的实施例中，第一发电机向连接到第一组的两个马达的第一电源总线供电。第二发电机向连接到第二组的两个马达的第二电源总线供电。

然而，Wiegman等人的专利号为7,319,307的美国专利中描述了另一种多发电机系统。在本例中，主总线功率控制单元对连接到同一交流电源总线的多个同步发电机的总交流电输出功率进行测定。该主总线功率控制单元通过向与发电机中各个单独发电机相关联的场控制单元发送修正信号或调整信号来对多个同步发电机中的各个单独发电机实行监管控制。因此，主总线功率控制单元利用多个发电机在单个交流电源总线上供给的总电力来做出控制决策，并随后向发电机的单个场控制单元发出控制信号。

多个发电机电力系统提供比单个发电机电力系统更多的优点。例如，可以利用成本可能比单个发电机更低的较小发电机，提供双倍电力。此外，在其中一个电源发生故障的情况下，各种部分失效模式可能获得支持。这些有益之处在上述已知系统的实例中示出。

发明内容

一方面，本发明描述一种电力供给系统，配置成在具有电驱动系统的机器中传送工作电力。该电力供给系统在具有电驱动系统的机器中传送工作电力。该电力供给系统包括第一发电机和第二发电机各配置成接收原动机提供的输出；第一整流器，其耦接至所述第一发电机并具有第一直流(DC)输出端；第二整流器，其耦接至所述第二发电机并具有第二直流输出端；以及单个直流总线，第一直流输出端和第二直流输出端均耦接至其上。上述装置使得所述第一整流器和所述第二整流器同时向具有工作电压的所述单个直流总线提供电力。

上述系统由一组编程处理器模块来调节，这些编程处理器模块协同工作以调节供应到单个直流总线的电力，从而调节单个直流总线的工作电压。就这一点而言，该系统包括第一电子控制模块，其包括将单个直流总线的工作电压保持在目标电压的第一调节控制器，该第一电子控制模块配置成：接收单个直流总线的第一测得工作电压，并且生成用于控制第一整流器所输出的功率的第一功率命令，该第一功率命令由第一调节控制器根据第一误差值生成，该第一误差值基于目标电压、第一测得工作电压和第一电压调整值。该系统进一步包括第二电子控制模块，其包括将单个直流总线的工作电压保持在目标电压的第二调节控制器，该第二电子控制模块配置成：接收单个直流总线的第二测得工作电压，并且生成用于控制第二整流器所输出的功率的第二功率命令，该第二功率命令由第二调节控制器根据第二误差值生成，该误差值至少基于目标电压和第二测得工作电压。

此外，该系统的该组调节元件进一步包括功率平衡器模块。该功率平衡器模块配置成：接收指示第一整流器的功率输出等级的第一值，接收指示第二整流器的功率输出等级的第二值，并且基于该第一值和该第二值生成总电压调整值，以及基于该总电压调整值呈现第一电压调整值。该第一电子控制模块使用该第一电压调整值来抵消来自该单个直流总线上的该第一整流器和该第二整流器的功率输出之间的不平衡。

本发明进一步描述用于运行电力供给系统的方法和包括用于实施该方法的计算机可执行指令的计算机可读介质。