專利名稱：用于將波能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其特別是用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能并且將液壓 能轉(zhuǎn)換成電能。
背景技術(shù)：
可再生能源也包括海浪的能量，其勢(shì)能估計(jì)能夠覆蓋世界能量需求的大致15%。 海浪本身而言在時(shí)間和空間上不太規(guī)律，但是與例如已知的潮差相比是一種在富含能量方 面并不遜色的海運(yùn)動(dòng)。用于由此產(chǎn)生的內(nèi)能的技術(shù)轉(zhuǎn)換在此可以基于不同的原理?？赡艿霓D(zhuǎn)換原理基于 在水中懸浮的雙質(zhì)量系統(tǒng)，其中兩個(gè)應(yīng)用的質(zhì)量基于彼此明顯不同的固有頻率具有由波運(yùn) 動(dòng)引起的不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)的質(zhì)量的彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠轉(zhuǎn)換成工作缸例如液壓缸中的 泵送運(yùn)動(dòng)，以便而后例如經(jīng)由發(fā)電機(jī)獲得電能，其將通過波浪運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能引起的工 作缸的液壓能轉(zhuǎn)換成可利用的電。通過DE 601 15 509 T2已知一種相應(yīng)的所謂的點(diǎn)吸收的波能轉(zhuǎn)換裝置用于從液 體表面上的波運(yùn)動(dòng)獲得能量，并且具有相對(duì)于當(dāng)前的波的波長(zhǎng)較小的尺寸。這種已知的方 案具有兩個(gè)可彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置(形式為兩個(gè)可運(yùn)動(dòng)的單個(gè)質(zhì)量)，其中第一裝置具有 一個(gè)浮子并且第二裝置具有一個(gè)在液體表面下方被浸沒的體。此外在這個(gè)兩個(gè)質(zhì)量_裝置 之間設(shè)置液壓的工作缸，其基于通過波浪運(yùn)動(dòng)引起的各單個(gè)質(zhì)量的彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)施一種 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。在水中懸浮的雙質(zhì)量系統(tǒng)中，通常在波的運(yùn)動(dòng)和雙質(zhì)量系統(tǒng)的其中至少一個(gè)質(zhì)量 的后續(xù)的運(yùn)動(dòng)之間存在時(shí)間偏差，這導(dǎo)致這樣的后果，即質(zhì)量運(yùn)動(dòng)可能被停止或至少被減 速，這例如是這種情況，即在波的振幅在經(jīng)過波谷之后業(yè)已重新升高時(shí)，兩個(gè)質(zhì)量中的至少 一個(gè)仍然在時(shí)間上錯(cuò)后地在朝向波谷的下降運(yùn)動(dòng)中并且其運(yùn)動(dòng)通過業(yè)已正在上升的波減 緩或甚至停止。由于這種“延遲瞬間”不利地影響或甚至停止所述的能量轉(zhuǎn)換。為了彌補(bǔ) 這種不足，在PCT-WO 2005/069824A2中描述一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其允許在包含相應(yīng)的傳感 器的情況下將通過波浪運(yùn)動(dòng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)和相應(yīng)的(齒條傳動(dòng)裝置形式的)機(jī)械轉(zhuǎn)換路徑 如此在短時(shí)間內(nèi)切換到馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，使得之前獲得的能量的至少一部分重新被用于驅(qū)動(dòng)由于 波浪運(yùn)動(dòng)而趨于停止的質(zhì)量，使得越過所述及的死點(diǎn)階段。根據(jù)波浪運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況，能量 轉(zhuǎn)換裝置或者用作處于發(fā)電模式的發(fā)電機(jī)或者在馬達(dá)運(yùn)行中作為用于驅(qū)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換裝置 的相應(yīng)的質(zhì)量的控制力，以便確?；A(chǔ)運(yùn)動(dòng)狀況，由此出發(fā)質(zhì)量能夠被波浪輕易地移動(dòng)，與 它們?cè)诒粶p緩的狀態(tài)或甚至靜止?fàn)顟B(tài)相比。盡管這種獲得的改善的能量獲取效率，然而為 了控制質(zhì)量離開相應(yīng)的波-死點(diǎn)區(qū)域，在裝置的馬達(dá)運(yùn)行中重新?lián)p失了能量，這在總體上 減小了可能的能量效率。波浪運(yùn)動(dòng)的大小、高度和頻率是非常善變的和因此被其激勵(lì)的、被運(yùn)動(dòng)的單個(gè)質(zhì) 量形式的體的運(yùn)動(dòng)大小的絕對(duì)值以及相應(yīng)的相對(duì)值也是非常善變的。由于波浪運(yùn)動(dòng)的可變 的特性，在實(shí)踐中已經(jīng)證實(shí)的是，與之相關(guān)聯(lián)的機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換存在問題，即不能達(dá)到均勻的電輸出和/或由于反饋過程(feedback process)，“機(jī)械的波浪機(jī)器”被停止，即相 應(yīng)的工作缸的運(yùn)動(dòng)停止或至少被顯著減緩。

發(fā)明內(nèi)容
從上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其能夠幾乎無 反饋地且以良好的效率將不同的能量彼此進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種目的通過權(quán)利要求1的整體特征 的能量轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置使用一種控制流體作為能量傳輸介質(zhì)，其在兩個(gè)不同 的控制回路中被引導(dǎo)，所述兩個(gè)控制回路經(jīng)由耦合裝置彼此處于作用連接以轉(zhuǎn)移能量，其 中一個(gè)控制回路用于特別是機(jī)械能形式的能量輸入，并且另外一個(gè)控制回路用于轉(zhuǎn)換成的 能量特別是電能的能量輸出。通過劃分成兩個(gè)不同的控制回路，在它們之間布置的耦合裝 置能夠如此運(yùn)行，使得在一個(gè)控制回路中的能量輸入與另外一個(gè)回路中的能量輸出至少在 如此程度上彼此分離，使得它們?cè)诠ぷ鬟^程中不相互干擾，使得可靠地避免不利的反饋效 應(yīng)、特別是朝向轉(zhuǎn)換裝置的能量輸入方向的反饋效應(yīng)。對(duì)于能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說意想不到的是，盡管應(yīng)用了耦合裝置(其 自身的運(yùn)行需要一部分待轉(zhuǎn)換的能量)，然而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時(shí)的改善的能量轉(zhuǎn)換效果。特別是實(shí) 現(xiàn)向所連接的蓄電池形式的負(fù)載的改善的均勻的電能輸出。此外轉(zhuǎn)換裝置的各元件能夠便 宜地實(shí)現(xiàn)并且功能可靠地使用。根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置不限于應(yīng)用在波能設(shè)備中，而是可以考慮許多應(yīng)用可 能性，例如在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的領(lǐng)域中，其中在將機(jī)械的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能時(shí)也存在上述 的問題。能量轉(zhuǎn)換鏈也能夠反向?qū)崿F(xiàn)，即利用作為中間媒介的液壓能無反饋地將基礎(chǔ)電能 轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。在根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中規(guī)定，耦合裝置具有液壓 馬達(dá)，其在連接在一個(gè)控制回路中時(shí)經(jīng)由具有可預(yù)定的傳動(dòng)比(其也可以是1 1)的傳動(dòng) 連接裝置驅(qū)動(dòng)一個(gè)具有可變的工作容積的第一液壓泵，該第一液壓泵連接在另外的控制回 路中。由于所述的液壓泵的可改變的工作容積，其經(jīng)由液壓馬達(dá)僅僅在如此程度上被驅(qū)動(dòng)， 即通過波能，控制流體作為能量傳輸介質(zhì)在這種情況下也能夠輸出能量，即輸出能量的控 制回路根據(jù)波-質(zhì)量模式調(diào)節(jié)輸出功率特性。以相應(yīng)的方式在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中第二 控制回路中的能量輸出經(jīng)由具有可控制的可變的工作容積的液壓馬達(dá)調(diào)節(jié)。本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置的其它的有利的構(gòu)造是其它的從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。


接下來根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置借助于根據(jù)附圖的實(shí)施例詳細(xì)闡述。在此以原 理性的且未按照尺寸比例的視圖示出圖1用于將機(jī)械的波能轉(zhuǎn)換成液壓能的轉(zhuǎn)換單元的基礎(chǔ)構(gòu)造；圖2以工作圖表的形式以力-位移圖表示出根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)換單元的相應(yīng)的工作能 力；圖3和4以液壓線路圖的形式示出包含根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)換單元的能量轉(zhuǎn)換裝置的整 體設(shè)計(jì)，其沿著虛擬的分割線S-S劃分成兩個(gè)具有不同的比例尺的分圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中總體上以10表示的轉(zhuǎn)換單元構(gòu)造成浮標(biāo)的形式并且除了所謂的樁浮子 12之外還具有一個(gè)環(huán)面形或環(huán)形浮子14。由于不同的固有頻率，這兩個(gè)體根據(jù)激勵(lì)而實(shí)施 相對(duì)運(yùn)動(dòng)。伴隨著不同的波運(yùn)動(dòng)的不同的質(zhì)量運(yùn)動(dòng)被傳遞給一個(gè)由各單個(gè)液壓工作缸19 構(gòu)成的排擠裝置18，所述工作缸在其活塞側(cè)上與樁浮子12連接并且在其活塞桿側(cè)與環(huán)形 浮子14連接。相應(yīng)的總體上利用10表示的轉(zhuǎn)換單元在控制線路圖形式的圖3中作為具有 相應(yīng)的緩沖元件的彈簧-質(zhì)量-振動(dòng)器示例性示出，其中波導(dǎo)入示例地按照位移(X波)和 速度(V波)作為總體輸入信號(hào)在象征性示出的線路圖20中獲得。由于樁浮子12相對(duì)于環(huán)形浮子14的不同的運(yùn)動(dòng)，在排擠裝置18中導(dǎo)致各單個(gè)液 壓工作缸19的泵送運(yùn)動(dòng)，并且由此獲得的液壓能能夠原則上被輸送給液壓馬達(dá)，其于是直 接能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，這然而導(dǎo)致上述業(yè)已闡述的反饋及穩(wěn)定性問題。原則上在此 適用下面的方程式能量:W= /F· ds
功率:dff/dt = F · νdff/dt = ρ · A · ν一方面液壓工作缸19的力F與作用在其活塞面上的壓力ρ成比例，該壓力ρ通過 在樁浮子12和環(huán)形浮子14之間的反向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)載形成，并且另外一方面源自 波能的經(jīng)由質(zhì)量Ml和M2可獲得的力與不同的因素相關(guān)，特別是與所參與的各部分的內(nèi)能 相關(guān)，并且決定性的因素在此通過所選擇的質(zhì)量和獲得速度給出。如果例如各單個(gè)液壓工 作缸19的操作活塞被近乎無力地被泵送，那么根據(jù)圖2的視圖雖然產(chǎn)生了最大的行程，但 是所產(chǎn)生的壓力和因此功率和可獲得的能量在此近乎為零。相應(yīng)的曲線分布在圖2中利用 22表示。通過非常高的或極高的力雖然獲得了最大的壓力，然而液壓工作缸本身的運(yùn)動(dòng)被 阻止了，即所期望的相對(duì)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱悴⑶彝瑯涌僧a(chǎn)生的能量為零。相應(yīng)的情形在根據(jù)圖2 的圖表中定性地以曲線分布24表示。最大可能的能量獲得在這兩個(gè)極端之間，即有一個(gè)平均力作用在缸19的活塞上 時(shí)，其允許足夠大的相對(duì)行程，其中如果期望將波的內(nèi)能盡可能最佳地利用時(shí)，那么所述僅 僅適度地減緩運(yùn)動(dòng)的平均力不是恒定的，而是作為相對(duì)速度的函數(shù)。這導(dǎo)致這樣的后果，即 該力如相對(duì)速度一樣在行程期間必然改變，其中相應(yīng)的最佳的能量曲線26作為極限曲線 22和24的平均值產(chǎn)生(見圖2)。由于實(shí)際的波浪模式，除了發(fā)電機(jī)之外利用直接與控制 回路連接的液壓馬達(dá)幾乎不能獲得合理的電能形式的能量輸出，并且能夠以反饋或反作用 的形式導(dǎo)致轉(zhuǎn)換單元10形式的波能接受裝置的停止。接下來仍要詳細(xì)闡述的調(diào)節(jié)裝置應(yīng) 當(dāng)基本上確保在轉(zhuǎn)換裝置的運(yùn)行中的相應(yīng)最優(yōu)化的能量曲線26。接下來借助于根據(jù)圖3和圖4的示意線路圖詳細(xì)闡述能量轉(zhuǎn)換裝置。圖3和4示 出沿著分割線S-S和兩個(gè)節(jié)點(diǎn)組合成整體的轉(zhuǎn)換裝置，并且分離成兩個(gè)具有不同比例尺的 附圖是出于使附圖清楚的緣故。如上所述，在本實(shí)施例中的能量轉(zhuǎn)換裝置用于將機(jī)械能轉(zhuǎn) 換成液壓能并且將液壓能轉(zhuǎn)換成電能。使用控制流體、特別是控制油或液壓油形式的控制 流體作為能量傳輸介質(zhì)。相應(yīng)的控制流體在兩個(gè)不同的控制回路28、30中被引導(dǎo)，其中圖 3基本上用于示出控制回路28并且圖4用于示出控制回路30。
兩個(gè)控制回路28、30特別是經(jīng)由用于能量轉(zhuǎn)移的耦合裝置32彼此處于作用連接。 其中一個(gè)控制回路28用于特別是機(jī)械的波能形式的能量輸入，并且另外一個(gè)控制回路30 用于由液壓能獲得的電能形式的能量輸出。耦合裝置32具有一個(gè)液壓馬達(dá)34，其在第一 控制回路28中接通成引導(dǎo)流體，并且如在圖3中所示，液壓馬達(dá)34相對(duì)于轉(zhuǎn)換單元10布 置在控制回路34的對(duì)置側(cè)上。液壓馬達(dá)34此外經(jīng)由一個(gè)通常的具有可預(yù)定的傳動(dòng)比的傳 動(dòng)連接裝置36連接在一個(gè)第一液壓泵38上，其如圖3所示具有可調(diào)節(jié)的可變的工作容積。 傳動(dòng)連接裝置36對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方案的功能然而不是強(qiáng)制必要的。相應(yīng)的液壓泵38在 另外的控制回路38中被接通成引導(dǎo)流體的并且將第二控制回路30的控制流體循環(huán)泵送。
如業(yè)已示出，其中一個(gè)第一轉(zhuǎn)換單元10用于將能量輸入到一個(gè)第一控制回路28 中，所述第一轉(zhuǎn)換單元將機(jī)械的波能轉(zhuǎn)換成液壓能，即第一轉(zhuǎn)換單元10操縱具有各單個(gè)液 壓工作缸19的排擠裝置18，其中相應(yīng)的液壓工作缸19根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒘黧w在相反的方向 上在控制回路28中來回泵送。第一控制回路28的控制流體借助于排擠裝置18被反向地 輸入第一控制回路28的部分回路40、42中。就在此所述的部分回路40、42而言，它們也是 接下來示出的Graetz線路(Schaltimg)44上游的相應(yīng)的部分流體引導(dǎo)線路。相應(yīng)的工作 缸19的被排擠的容積類似于電子技術(shù)借助于作為矯正器線路(Gleichrichterschaltimg) 的Graetz線路44進(jìn)行整流，其中Graetz線路借助于根據(jù)圖3的四個(gè)受彈簧負(fù)載的止回閥 46實(shí)現(xiàn)。此外朝向附圖3看，為上部的部分回路40設(shè)置一個(gè)通常的液壓蓄能器47，其用于 補(bǔ)償泄露和/或氣穴現(xiàn)象并且如同Graetz線路44經(jīng)由限壓閥48相對(duì)于下部的部分回路 42得到保護(hù)。鑒于Graetz線路44，總是確保液壓馬達(dá)34僅僅在一個(gè)方向上被驅(qū)動(dòng)，其經(jīng) 由傳動(dòng)裝置36能夠?qū)⒁簤汗β蕪牡谝豢刂苹芈?8輸出到第二控制回路30?？傮w上傳動(dòng)裝 置36以靜液壓傳動(dòng)裝置的形式構(gòu)成，以便調(diào)節(jié)到液壓泵38的0至100%的輸送容積量，使 用一個(gè)第一調(diào)節(jié)裝置50，其用于由第一轉(zhuǎn)換單元10的波能的最佳的功率輸出。在此所應(yīng)用的調(diào)節(jié)器52設(shè)有一個(gè)飽和曲線并且利用一個(gè)可預(yù)定的Δρ3。11( Κ)值 校準(zhǔn)Apisti3^)值，其中Apist值由第一控制回路28中的部分回路40、42中的壓力的壓差 獲得并且八？3()11值由一個(gè)Δ ν值得出，其表示樁浮子12和環(huán)形浮子14的質(zhì)量Ml和Μ2之 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的不斷變化的速度差。將轉(zhuǎn)換單元10的其它的通過傳感器測(cè)定的特征值如 位移χ或作用力F等等包含到所述調(diào)節(jié)中在此是可能的。利用示出的調(diào)節(jié)，總是最佳地將 相應(yīng)存在的機(jī)械的波能轉(zhuǎn)換成用于第二控制回路30的液壓的驅(qū)動(dòng)能量。由于環(huán)境條件，在 此優(yōu)選應(yīng)用封閉的系統(tǒng)，其中在所謂的敞開的系統(tǒng)中僅僅液壓的第一控制回路28的一個(gè) 壓力傳感器P就足以相應(yīng)地作為用于第一調(diào)節(jié)裝置50的輸入?yún)?shù)。一個(gè)在圖4中整體上利用54表示的第二轉(zhuǎn)換單元用于由另外的第二控制回路 30中輸出能量，該轉(zhuǎn)換單元將液壓能轉(zhuǎn)換成電能。為此第二轉(zhuǎn)換單元54具有形式為液壓 馬達(dá)56的其它的排擠裝置，其驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)58發(fā)電。為了相應(yīng)的從液壓能向電能的能 量轉(zhuǎn)換，一個(gè)第二調(diào)節(jié)裝置60用于最佳地向電網(wǎng)輸出功率，該第二調(diào)節(jié)裝置以轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié) (Schlupfregelung)的類型構(gòu)成。特別是第二調(diào)節(jié)裝置60的輸出端與液壓馬達(dá)56如此連 接，使得其工作容積以可控制的方式變化。一個(gè)所謂的PID調(diào)節(jié)器(其具有附設(shè)的飽和曲 線)用作第二調(diào)節(jié)裝置60的調(diào)節(jié)器62。為了實(shí)現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)，此外發(fā)電機(jī)68的轉(zhuǎn) 矩T (扭矩)以及其軸轉(zhuǎn)速w用作參比量。利用所述的轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)可以將發(fā)電機(jī)68的電輸出功率保持在最佳的輸出點(diǎn)，與具有可變的工作容積的液壓泵38的輸出功率的實(shí)際的功率輸入量無關(guān)。通常一個(gè)斜置的控制盤用于實(shí)現(xiàn)液壓泵38和液壓馬達(dá)56的可變的工作容 積，控制盤的有效的傾斜度可由相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置預(yù)定。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)圖4的轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)被可液壓提供的功率的所 謂的前饋調(diào)節(jié)64疊加，其借助于兩個(gè)壓力傳感器P獲取在第二控制回路30的部分回路中 的在兩個(gè)調(diào)節(jié)方向上作用的液壓泵56的上游和下游的壓差作為輸入?yún)?shù)。所述壓差用作 第二控制回路30上包含的液壓能量的指示。液壓馬達(dá)56和發(fā)電機(jī)58構(gòu)造成用于規(guī)定的 最大的流率，其最終通過第一排擠裝置18的液壓工作缸19預(yù)定。此外對(duì)于兩個(gè)回路而言 敞開構(gòu)成的系統(tǒng)是可能的。如果流率例如由于在第一轉(zhuǎn)換單元10上的較小的波浪運(yùn)動(dòng)而降低，那么在第二 控制回路30中的控制壓力也降低。用于液壓馬達(dá)56的驅(qū)動(dòng)壓力能夠如此降低到較低的值， 使得導(dǎo)致形成氣穴，其可能以反作用導(dǎo)致整個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置的停止。為了克服這個(gè)問題，所 述的轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)被所述的前饋調(diào)節(jié)64疊加，使得一旦流率降低時(shí)如此控制液壓馬達(dá)56，使 得它也僅僅需要一個(gè)較小的流率，從而帶來的結(jié)果是雖然發(fā)電機(jī)68的輸出功率降低了，但 是不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)轉(zhuǎn)換裝置的停止。在這種情況下調(diào)節(jié)裝置60、64允許，相對(duì)于第一轉(zhuǎn)換單 元10形式的輸入側(cè)上的極其不同的波浪振幅，設(shè)定發(fā)電機(jī)68的電輸出功率。第二控制回路30也可以設(shè)有相應(yīng)的液壓蓄能器66用于存儲(chǔ)液壓能并且此外第二 控制回路30也經(jīng)由一個(gè)限壓閥68得到保護(hù)，并且第二回路的示出的止回閥70用于確保不 會(huì)出現(xiàn)液壓回路的振蕩或用于第二回路30的控制流體的不期望的在錯(cuò)誤方向上的回流。根據(jù)本發(fā)明的方案不限于應(yīng)用在波能設(shè)備中，而是也可以例如用于其它的能量設(shè) 備如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等等中。例如未詳細(xì)示出的液壓工作泵將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輸出軸的機(jī)械 能相應(yīng)轉(zhuǎn)換成第一控制回路28的液壓能并且在這種情況下代替所描述的液壓工作缸19。 也存在這樣的可能性，即與根據(jù)圖4的視圖相反的方向上從第二電轉(zhuǎn)換單元54出發(fā)在相反 的方向上盡可能無損失地在第一轉(zhuǎn)換單元10上提供機(jī)械能。上面描述的能量轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例在根本沒有Graetz線路的情況下實(shí)施。在這 種的情況下，所應(yīng)用的液壓泵必須能夠在兩個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)，它承接了矯正任務(wù)并且去除了 調(diào)節(jié)器中的數(shù)據(jù)記錄(Betragsbildimg)。替代相對(duì)速度的傳感器信息，能夠以類似的方式 也使用控制回路28中的體積流傳感器或液壓馬達(dá)34的旋轉(zhuǎn)速度(測(cè)速發(fā)電機(jī))。這具有 優(yōu)點(diǎn)，即不會(huì)有傳感器暴露在惡劣的環(huán)境條件下。如業(yè)已所述，在圖3和4中出于簡(jiǎn)化視圖的原因，僅僅示出敞開的具有油箱的系 統(tǒng)。如果油箱通過另外的存儲(chǔ)器替代(未示出)，能夠構(gòu)成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，這特別是在惡 劣的環(huán)境條件下是有利的。在此在圖3中在附圖標(biāo)記44的區(qū)域內(nèi)替代所示出的油箱，在第 二部分回路42中連接一個(gè)存儲(chǔ)器，并且在附圖4中替代在止回閥70和限壓閥68之間的油 箱，使用相應(yīng)的液壓存儲(chǔ)器。
權(quán)利要求
一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其特別是用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能且將液壓能轉(zhuǎn)換成電能，該能量轉(zhuǎn)換裝置使用控制流體作為能量傳輸介質(zhì)，所述控制流體在兩個(gè)不同的控制回路(28，30)中被引導(dǎo)，這兩個(gè)控制回路為了能量轉(zhuǎn)移而經(jīng)由耦合裝置(32)彼此處于作用連接，并且其中一個(gè)控制回路(28)用于能量輸入、特別是機(jī)械能形式的能量輸入，并且另外一個(gè)控制回路(30)用于轉(zhuǎn)換成的能量、特別是電能的能量輸出。
2.按權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于耦合裝置(32)包含液壓馬達(dá) (34)，該液壓馬達(dá)在連接在一個(gè)控制回路(28)中時(shí)驅(qū)動(dòng)優(yōu)選具有可變的工作容積的液壓 泵(38)，該液壓泵連接在另外的控制回路(30)中。
3.按權(quán)利要求1或2所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的第 一轉(zhuǎn)換單元(10)用于將能量輸入到一個(gè)控制回路(28)中。
4.按權(quán)利要求3所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于第一轉(zhuǎn)換單元(10)具有排擠裝 置(18)，該排擠裝置特別是至少一個(gè)可被驅(qū)動(dòng)的工作泵或至少一個(gè)可被操縱的液壓工作缸 (19)。
5.按權(quán)利要求4所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于控制流體能夠借助于排擠裝置 (18)在相反的方向上被供入一個(gè)控制回路(28)的兩個(gè)分回路(40，42)中。
6.按權(quán)利要求5所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于一矯正器線路用于對(duì)在一個(gè)控制 回路(28)中經(jīng)由其部分回路(40，42)借助于排擠裝置(18)被反向輸入的控制流體進(jìn)行矯 正，該矯正器線路優(yōu)選是借助于多個(gè)止回閥(46)實(shí)現(xiàn)的Graetz線路(44)。
7.按上述權(quán)利要求3至6之一項(xiàng)所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在將一個(gè)控制回 路(28)以及一個(gè)機(jī)械的參照系統(tǒng)(ν)的控制參數(shù)(Apist)包括在內(nèi)時(shí)，該參照系統(tǒng)將機(jī)械 能提供給第一轉(zhuǎn)換單元(10)，一個(gè)第一調(diào)節(jié)單元(50)用于控制另外的控制回路(30)的液 壓泵(38)的可變的工作容積。
8.按上述權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于一個(gè)將液壓能轉(zhuǎn) 換成電能的第二轉(zhuǎn)換單元(54)用于由另外的控制回路(30)中輸出能量。
9.按權(quán)利要求8所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于第二轉(zhuǎn)換單元(54)具有另外的排 擠裝置，其特別是至少一個(gè)液壓馬達(dá)(56)，該液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(58)發(fā)電。
10.按權(quán)利要求8或9所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在將另外的控制回路(30)以 及一個(gè)電的參照系統(tǒng)(T，w)的控制參數(shù)(Apist)包括在內(nèi)時(shí)，該參照系統(tǒng)作為第二轉(zhuǎn)換單 元(54)的一部分從第二轉(zhuǎn)換單元(54)中輸出電能，一個(gè)第二調(diào)節(jié)單元(56)用于控制在另 外的控制回路(30)中的液壓馬達(dá)(56)的可變的工作容積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其特別是用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能并且將液壓能轉(zhuǎn)換成電能，該能量轉(zhuǎn)換裝置使用控制流體作為能量傳輸介質(zhì)，所述控制流體在兩個(gè)不同的控制回路中被引導(dǎo)，這兩個(gè)控制回路為了能量轉(zhuǎn)移而經(jīng)由耦合裝置(32)彼此處于作用連接，并且其中一個(gè)控制回路(28)用于能量輸入、特別是機(jī)械能形式的能量輸入，并且另外一個(gè)回路用于轉(zhuǎn)換成的能量、特別是電能的能量輸出。
文檔編號(hào)F16H61/475GK101970858SQ200980106618
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者D·圖爾, F·黑羅爾德, N·伯默爾, W·哈曼 申請(qǐng)人:Hydac系統(tǒng)有限公司