JP2013188008A - Power converter and work machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter advantageous to weight reduction, and capable of responding flexibly to change in the number of power conversion circuits.SOLUTION: The power converter has a plurality of power conversion units arranged in a first direction. Each power conversion unit includes a housing having a first surface intersecting the first direction, and a second surface extending in the first direction from the outer periphery of the first surface, and having a first aperture opening toward the first direction. A power conversion circuit is housed in the housing. The first aperture in the housing of one of adjoining power conversion units is covered with the first surface of the housing of the other power conversion unit.

Description

本発明は、電力変換装置、及び電力変換装置を搭載した作業機械に関する。   The present invention relates to a power conversion device and a work machine equipped with the power conversion device.

ハイブリッド型の作業機械や電動式の作業機械等に、蓄電器及び電動発電機が搭載される。電動発電機を駆動するためにインバータ回路が用いられる。蓄電器の充放電を制御するために昇降圧コンバータ回路が用いられる。通常、作業機械には、複数台の電動発電機が搭載される。複数の電動発電機に対応して、複数のインバータ回路が搭載される。   A capacitor and a motor generator are mounted on a hybrid work machine, an electric work machine, or the like. An inverter circuit is used to drive the motor generator. A buck-boost converter circuit is used to control charging / discharging of the battery. Usually, a work machine is equipped with a plurality of motor generators. A plurality of inverter circuits are mounted corresponding to the plurality of motor generators.

作業機械は、塵埃の多い劣悪な環境下での作業に適応するために、インバータ回路及び昇圧コンバータ回路は、密閉された容器内に収容することが好ましい。   In order for the work machine to be adapted to work in a poor environment with a lot of dust, the inverter circuit and the boost converter circuit are preferably housed in a sealed container.

例えば、インバータ回路及び昇降圧コンバータ回路の各々は、上方が開口した直方体状の金属容器内に格納される。1つのインバータ回路及び金属容器が、1つのインバータユニットを構成する。1つの昇降圧コンバータ回路及び金属容器が、1つのコンバータユニットを構成する。複数の金属容器が、側面同士を接触させて並べられ、側面を貫通するボルトとナットとで金属容器が相互に固定される。   For example, each of the inverter circuit and the step-up / step-down converter circuit is stored in a rectangular parallelepiped metal container having an open top. One inverter circuit and a metal container constitute one inverter unit. One buck-boost converter circuit and a metal container constitute one converter unit. A plurality of metal containers are arranged in contact with each other, and the metal containers are fixed to each other with bolts and nuts penetrating the side surfaces.

相互に固定された金属容器が、上面の開いた金属製の台座内に収容される。複数の金属容器の上方の開口部が、1枚の上蓋で塞がれる。この上蓋は、金属製の台座に固定される。   The metal containers fixed to each other are accommodated in a metal base having an open top surface. Openings above the plurality of metal containers are closed with a single upper lid. This upper lid is fixed to a metal base.

複数のコンバータユニット及びインバータユニットの開口部を1枚の上蓋で塞ぐことにより、昇降圧コンバータ回路及びインバータ回路の各々が収容される空間を、密閉状態にすることができる。   By closing the openings of the plurality of converter units and the inverter unit with one upper cover, the space in which each of the step-up / down converter circuit and the inverter circuit is accommodated can be sealed.

国際公開第2010/058768号International Publication No. 2010/0587768

上方が開口した直方体状の金属容器を並べると、金属容器の側面同士が接触する。相互に隣り合う金属容器内の空間が、2枚の側面によって隔離されることになる。このため、インバータ及び昇降圧コンバータを含む電力変換装置の軽量化に不利である。   When the rectangular parallelepiped metal containers whose tops are open are arranged, the side surfaces of the metal containers contact each other. The spaces in the metal containers adjacent to each other are separated by the two side surfaces. For this reason, it is disadvantageous for the weight reduction of the power converter device containing an inverter and a buck-boost converter.

作業機械によって、搭載される電動発電機の台数が異なる。これに伴い、インバータユニットの必要台数も異なる。従来の金属製の台座に収容されるユニット数は台座及び上蓋の形状に依存する。このため、電動発電機の搭載台数が異なると、形状の異なる金属製の台座及び上蓋を準備しなければならない。   The number of motor generators installed varies depending on the work machine. Accordingly, the required number of inverter units is also different. The number of units accommodated in a conventional metal base depends on the shape of the base and the upper lid. For this reason, when the number of mounted motor generators is different, metal bases and upper lids having different shapes must be prepared.

本発明の目的は、軽量化に有利で、かつ搭載される電力変換回路の数の変動に柔軟に対応することが可能な電力変換装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power conversion device that is advantageous for weight reduction and can flexibly cope with fluctuations in the number of power conversion circuits to be mounted.

本発明の一観点によると、
第1の方向に並ぶ複数の電力変換ユニットを有する電力変換装置であって、
前記電力変換ユニットの各々は、
前記第1の方向と交差する第1の面、及び前記第1の面の外周から前記第1の方向に伸びる第2の面を含み、前記第1の方向に向かって開放された第1の開口部を有する筐体と、
前記筐体内に収容された電力変換回路と
を含み、
相互に隣り合う前記電力変換ユニットの一方の筐体の前記第1の開口部が、他方の電力変換ユニットの筐体の前記第1の面で覆われている前記電力変換装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A power conversion device having a plurality of power conversion units arranged in a first direction,
Each of the power conversion units is
A first surface that intersects the first direction, and a second surface that extends from an outer periphery of the first surface in the first direction, and is open toward the first direction. A housing having an opening;
A power conversion circuit housed in the housing,
The power conversion device is provided in which the first opening of one casing of the power conversion units adjacent to each other is covered with the first surface of the casing of the other power conversion unit.

本発明の他の観点によると、上記電力変換装置が搭載された作業機械が提供される。   According to the other viewpoint of this invention, the working machine carrying the said power converter device is provided.

1つの筐体の第1の開口部を、他の筐体の第1の面が覆う。このため、筐体内の空間を隔てる隔壁が、一方の筐体の第1の面で構成されることになり、軽量化に有利である。また、第1の方向に並ぶ電力変換ユニットの個数を変えることにより、搭載される電力変換回路の数の変動に柔軟に対応することができる。   The first opening of one housing covers the first surface of the other housing. For this reason, the partition which divides the space in a housing | casing will be comprised by the 1st surface of one housing | casing, and it is advantageous to weight reduction. Further, by changing the number of power conversion units arranged in the first direction, it is possible to flexibly cope with fluctuations in the number of mounted power conversion circuits.

図1は、実施例1による電力変換装置に用いられる筐体の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a housing used in the power conversion apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施例1による電力変換装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the power converter according to the first embodiment. 図3は、図2の一点鎖線3−3における断面図である。3 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 3-3 in FIG. 図4は、図2及び図3の一点鎖線4−4における断面図である。4 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 4-4 of FIGS. 図5Aは、実施例1による電力変換装置の筐体の接続箇所の断面図であり、図5Bは、実施例1による電力変換装置の筐体と第1の蓋との接続箇所の断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view of a connection portion of a casing of the power conversion device according to the first embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view of a connection portion of the casing and the first lid of the power conversion device according to the first embodiment. is there. 図6は、実施例1による電力変換装置の筐体と第2の蓋との接続箇所の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a connection location between the housing and the second lid of the power conversion device according to the first embodiment. 図7は、実施例1の変形例による電力変換装置の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a power conversion device according to a modification of the first embodiment. 図8は、実施例2による作業機械の概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the work machine according to the second embodiment. 図9は、実施例2による作業機械の概略側面図である。FIG. 9 is a schematic side view of the work machine according to the second embodiment. 図10は、実施例2による作業機械のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a work machine according to the second embodiment. 図11は、昇降圧コンバータの等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the buck-boost converter. 図12は、インバータの等価回路図である。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the inverter. 図13は、実施例3による作業機械のインバータ及び蓄電回路のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of an inverter and a storage circuit of the work machine according to the third embodiment.

[実施例1]
図1に、実施例1による電力変換装置に用いられる筐体の斜視図を示す。理解を容易にするために、xyz直交座標系を定義する。筐体20は、z方向と交差する第1の面21、及び第1の面21の外周からz方向の正の向きに伸びる第2の面22を含む。筐体20は、z方向の正の向きに向かって開放された開口部(第1の開口部)24を有する。開口部24の外形は、第1の面21の外形を反映している。
[Example 1]
In FIG. 1, the perspective view of the housing | casing used for the power converter device by Example 1 is shown. In order to facilitate understanding, an xyz Cartesian coordinate system is defined. The housing 20 includes a first surface 21 that intersects the z direction, and a second surface 22 that extends from the outer periphery of the first surface 21 in the positive direction of the z direction. The housing 20 has an opening (first opening) 24 that is open toward the positive direction in the z direction. The outer shape of the opening 24 reflects the outer shape of the first surface 21.

一例として、第1の面21の外形は、x方向及びy方向に平行な辺を持つ長方形である。第2の面22は、yz面に平行な一対の面と、zx面に平行な一対の面とで構成される。第1の面21を底面と考えると、第2の面22は底面の外周線から立ち上がった側面と考えることができる。   As an example, the outer shape of the first surface 21 is a rectangle having sides parallel to the x direction and the y direction. The second surface 22 includes a pair of surfaces parallel to the yz surface and a pair of surfaces parallel to the zx surface. When the first surface 21 is considered as the bottom surface, the second surface 22 can be considered as a side surface rising from the outer peripheral line of the bottom surface.

第1の面21に開口部(第2の開口部)23が形成されている。第2の面22に、複数のコネクタ孔25が形成されている。さらに、第2の面22に、冷却媒体用の流出入口2
6が形成されている。
An opening (second opening) 23 is formed on the first surface 21. A plurality of connector holes 25 are formed in the second surface 22. Furthermore, the second surface 22 has an outlet 2 for the cooling medium.
6 is formed.

図2に、実施例1による電力変換装置の断面図を示す。図3に、図2の一点鎖線3−3における断面図を示す。   In FIG. 2, sectional drawing of the power converter device by Example 1 is shown. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 3-3 in FIG.

電力変換装置は、z方向に並ぶ複数の電力変換ユニット30を含む。電力変換ユニット30の各々は、筐体20及び電力変換回路32を含む。電力変換回路32は、筐体20内に収容されている。   The power conversion device includes a plurality of power conversion units 30 arranged in the z direction. Each of the power conversion units 30 includes a housing 20 and a power conversion circuit 32. The power conversion circuit 32 is accommodated in the housing 20.

複数の筐体20は、各々の開口部24がz方向の正の側を向く姿勢で積み重ねられている。相互に隣り合う筐体20のz方向の負側の筐体20の開口部24が、z方向の正側の筐体20の第1の面21で覆われている。z方向の正側の端に位置する筐体20の開口部24が、第1の蓋33で覆われている。z方向の負側の端に位置する筐体20の開口部23が、第2の蓋34で覆われている。   The plurality of casings 20 are stacked such that each opening 24 faces the positive side in the z direction. The opening 24 of the casing 20 on the negative side in the z direction of the casings 20 adjacent to each other is covered with the first surface 21 of the casing 20 on the positive side in the z direction. The opening 24 of the housing 20 positioned at the positive end in the z direction is covered with a first lid 33. The opening 23 of the housing 20 located at the negative end in the z direction is covered with a second lid 34.

筐体20に形成されたコネクタ孔25に、シールコネクタ35が取り付けられている。シールコネクタ35を介して、電力変換ユニット30への電力の供給、電力変換ユニット30からの電力の取り出し、電力変換回路32への制御信号の入力が行われる。   A seal connector 35 is attached to the connector hole 25 formed in the housing 20. Via the seal connector 35, supply of power to the power conversion unit 30, extraction of power from the power conversion unit 30, and input of a control signal to the power conversion circuit 32 are performed.

電力変換回路32は、スイッチング素子37及びキャパシタ38を含む。例えば、1つの電力変換ユニット30に、2個のキャパシタ38が収容されている。スイッチング素子37は、冷却板39を介して底面21に固定されている。冷却板39の内部に冷却流路40が形成されている。冷却流路40の両端は、それぞれ流出入口26に連続する。冷却流路40に冷却媒体を流通させることにより、スイッチング素子37を冷却することができる。   The power conversion circuit 32 includes a switching element 37 and a capacitor 38. For example, two capacitors 38 are accommodated in one power conversion unit 30. The switching element 37 is fixed to the bottom surface 21 via a cooling plate 39. A cooling channel 40 is formed inside the cooling plate 39. Both ends of the cooling channel 40 are continuous with the outflow inlet 26. The switching element 37 can be cooled by circulating the cooling medium through the cooling flow path 40.

キャパシタ38が、yz面に平行な第2の面22に取り付けられている。キャパシタ38の各々は、P端子38P及びN端子38Nを有する。P端子38P及びN端子38Nは、xy面内に関して、開口部23の内部に位置する。導電部材43Pが、開口部23を通過して、異なる電力変換ユニット30に収容されたキャパシタ38のP端子38P同士を電気的に接続する。同様に、導電部材43Nが、開口部23を通って、異なる電力変換ユニット30に収容されたキャパシタ38のN端子38N同士を電気的に接続する。これにより、複数のキャパシタ38が並列接続される。一部の電力変換ユニット30のキャパシタ38のみで十分な静電容量を確保できる場合には、残りの電力変換ユニット30からキャパシタ38を取り外してもよい。   A capacitor 38 is attached to the second surface 22 parallel to the yz plane. Each of the capacitors 38 has a P terminal 38P and an N terminal 38N. The P terminal 38P and the N terminal 38N are located inside the opening 23 in the xy plane. Conductive member 43P passes through opening 23 and electrically connects P terminals 38P of capacitors 38 accommodated in different power conversion units 30. Similarly, the conductive member 43N electrically connects the N terminals 38N of the capacitors 38 accommodated in the different power conversion units 30 through the opening 23. Thereby, the plurality of capacitors 38 are connected in parallel. In the case where sufficient capacitance can be secured only with the capacitors 38 of some of the power conversion units 30, the capacitors 38 may be removed from the remaining power conversion units 30.

図4に、図2及び図3の一点鎖線4−4における断面図を示す。金属板で形成された導電部材43Pと導電部材43Nとの間に絶縁シート44が挟まれている。絶縁シート44により、導電部材43Pと導電部材43Nとが電気的に絶縁される。導電部材43Nがキャパシタ38に対向し、導電部材43Pが、キャパシタ38から遠ざかる方向を向く。yz面内に関して、導電部材43NがP端子38Pと重ならないように、導電部材43Nに開口46Nが形成されている。同様に、yz面内に関して、導電部材43PがN端子38Nと重ならないように、導電部材43Pに開口46Pが形成されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 4-4 in FIGS. An insulating sheet 44 is sandwiched between the conductive member 43P and the conductive member 43N formed of a metal plate. The insulating sheet 44 electrically insulates the conductive member 43P and the conductive member 43N. The conductive member 43N faces the capacitor 38, and the conductive member 43P faces away from the capacitor 38. An opening 46N is formed in the conductive member 43N so that the conductive member 43N does not overlap the P terminal 38P in the yz plane. Similarly, an opening 46P is formed in the conductive member 43P so that the conductive member 43P does not overlap the N terminal 38N in the yz plane.

接続部材45Pが、P端子38Pと導電部材43Pとを電気的に接続し、接続部材45Nが、N端子38Nと導電部材43Nとを電気的に接続する。接続部材45Pは、P端子38Pから、開口46N内を通過し、絶縁シート44を貫通して、導電部材43Pまで達する。接続部材45Nは、N端子38Nから、導電部材43N及び絶縁シート44を貫通し、開口46P内まで達している。開口46N及び開口46Pは、接続部材45P、45Nを介した導電部材43Pと43Nとの電気的な短絡を防止する。   The connecting member 45P electrically connects the P terminal 38P and the conductive member 43P, and the connecting member 45N electrically connects the N terminal 38N and the conductive member 43N. The connecting member 45P passes through the opening 46N from the P terminal 38P, passes through the insulating sheet 44, and reaches the conductive member 43P. The connecting member 45N passes through the conductive member 43N and the insulating sheet 44 from the N terminal 38N and reaches the opening 46P. The opening 46N and the opening 46P prevent an electrical short circuit between the conductive members 43P and 43N via the connection members 45P and 45N.

図5Aに、筐体20同士の接続部分の拡大断面図を示す。第2の面22の端面に、段差27が形成されている。第1の面21の外側の表面に、外周線に沿って段差28が形成されている。段差27と段差28とが嵌合することにより、2つの筐体20がxy面内方向に関して位置決めされる。   FIG. 5A shows an enlarged cross-sectional view of a connection portion between the casings 20. A step 27 is formed on the end surface of the second surface 22. A step 28 is formed on the outer surface of the first surface 21 along the outer peripheral line. When the step 27 and the step 28 are fitted, the two housings 20 are positioned in the xy in-plane direction.

第2の面22の端部に、内側に向かって張り出した鍔26が形成されている。z方向の正側の筐体20の第1の面21と、z方向の負側の筐体20の鍔26とを貫通する締結具29が、2つの筐体20を相互に固定する。2つの筐体20の間に配置されたシール部材としてのOリング31により、2つの筐体20の接続箇所の気密性が確保されている。シール部材として、Oリングの代わりにパッキンを用いてもよい。   At the end of the second surface 22, a ridge 26 projecting inward is formed. A fastener 29 that penetrates the first surface 21 of the positive housing 20 in the z direction and the flange 26 of the negative housing 20 in the z direction fixes the two housings 20 to each other. The O-ring 31 serving as a seal member disposed between the two casings 20 ensures the airtightness at the connection location between the two casings 20. As the sealing member, packing may be used instead of the O-ring.

図5Bに、筐体20と第1の蓋33との接続部分の拡大断面図を示す。第1の蓋33の外周線に沿って段差50が形成されている。筐体20の段差27と、第1の蓋33の段差50とが嵌合することにより、xy面内方向に関して、第1の蓋50と筐体20とが位置決めされる。第1の蓋33と筐体20の鍔26とを貫通する締結具29によって、第1の蓋33が筐体20に固定される。筐体20と第1の蓋33との間に配置されたOリング31により、筐体20と第1の蓋33との接続箇所の気密性が確保されている。これにより、筐体20の開口部26が第1の蓋33で密閉される。   FIG. 5B shows an enlarged cross-sectional view of a connection portion between the housing 20 and the first lid 33. A step 50 is formed along the outer peripheral line of the first lid 33. By fitting the step 27 of the housing 20 and the step 50 of the first lid 33, the first lid 50 and the housing 20 are positioned in the xy in-plane direction. The first lid 33 is fixed to the housing 20 by a fastener 29 that passes through the first lid 33 and the flange 26 of the housing 20. The O-ring 31 disposed between the housing 20 and the first lid 33 ensures airtightness at the connection portion between the housing 20 and the first lid 33. As a result, the opening 26 of the housing 20 is sealed with the first lid 33.

図6に、筐体20と第2の蓋34との接続部分の拡大断面図を示す。開口部23が第2の蓋34で塞がれている。第2の蓋34及び筐体20の第1の面21を貫通する締結具52により、第2の蓋34が筐体20に固定される。第2の蓋34と第1の面21との間に配置されたOリング51により、両者の接続箇所の気密性が確保されている。   FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional view of a connection portion between the housing 20 and the second lid 34. The opening 23 is closed by the second lid 34. The second lid 34 is fixed to the housing 20 by a fastener 52 that passes through the second lid 34 and the first surface 21 of the housing 20. The O-ring 51 disposed between the second lid 34 and the first surface 21 ensures airtightness at the connection location between the two.

図5A、図5B、図6に示したように、複数の筐体20、第1の蓋33、及び第2の蓋34により、複数の筐体20内に密閉された空間が形成される。このため、塵埃の多い劣悪な環境下でも、電力変換回路32(図2)の安定した動作が保証される。   As shown in FIGS. 5A, 5B, and 6, the plurality of housings 20, the first lid 33, and the second lid 34 form a sealed space in the plurality of housings 20. For this reason, the stable operation | movement of the power converter circuit 32 (FIG. 2) is ensured also in the bad environment with much dust.

実施例1による電力変換装置においては、各電力変換ユニット30の筐体20(図2)によって密閉された空間が確保される。このため、電力変換回路32(図2)を塵埃等の環境から隔離するための専用の筐体を準備する必要がない。   In the power conversion device according to the first embodiment, a sealed space is secured by the casing 20 (FIG. 2) of each power conversion unit 30. For this reason, it is not necessary to prepare a dedicated housing for isolating the power conversion circuit 32 (FIG. 2) from the environment such as dust.

相互に隣り合う筐体20の内部の空間を隔てる隔壁は、一方の筐体20の第1の面21のみである。このため、隔壁部分が二重構造を持つ電力変換装置に比べて、軽量化を図ることができる。   The only partition wall that separates the internal spaces of the housings 20 adjacent to each other is the first surface 21 of one housing 20. For this reason, weight reduction can be achieved compared with the power converter device in which a partition part has a double structure.

電力変換ユニット30の積み重ね個数は、必要に応じて変更することができる。例えば、図7に示すように、例えば5個の電力変換ユニット30を積み重ねることも可能である。5個の電力変換ユニット30を積み重ねる場合でも、筐体20、第1の蓋33、及び第2の蓋34により、密閉された空間を形成することができる。このように、実施例1による電力変換装置は、部品の種類を増やすことなく、電力変換回路32(図2)の個数の変動に柔軟に対応することができる。   The number of stacked power conversion units 30 can be changed as necessary. For example, as shown in FIG. 7, for example, five power conversion units 30 can be stacked. Even when five power conversion units 30 are stacked, a sealed space can be formed by the housing 20, the first lid 33, and the second lid 34. As described above, the power conversion device according to the first embodiment can flexibly cope with fluctuations in the number of power conversion circuits 32 (FIG. 2) without increasing the types of components.

上記実施例1では、筐体20内に密閉された空間が形成されたが、必ずしも厳密な意味で気密性を保証する必要はない。筐体20の内外で、大気が流通可能な状態でもよい。   In the first embodiment, a sealed space is formed in the housing 20, but it is not always necessary to guarantee airtightness in a strict sense. A state in which air can be circulated inside and outside the housing 20 may be used.

[実施例2]
図8〜図12を参照して、実施例2による作業機械について説明する。実施例2では、実施例1の電力変換装置が搭載される作業機械として、ハイブリッド型ショベルが例示さ
れる。
[Example 2]
With reference to FIGS. 8-12, the working machine by Example 2 is demonstrated. In the second embodiment, a hybrid excavator is exemplified as a work machine on which the power conversion device of the first embodiment is mounted.

図8に、実施例2によるハイブリッド型ショベルの概略平面図を示す。上部旋回体70に、旋回軸受け73を介して、下部走行体(走行装置)71が取り付けられている。上部旋回体70に、エンジン74、メインポンプ75、旋回用電動モータ76、油タンク77、冷却ファン78、座席79、蓄電モジュール80、電動発電機83、及び電力変換装置84が搭載されている。電力変換装置84には、上記実施例1による電力変換装置が用いられる。エンジン74は、燃料の燃焼により動力を発生する。エンジン74、メインポンプ75、及び電動発電機83が、トルク伝達機構81を介して相互にトルクの送受を行う。メインポンプ75は、ブーム82等の油圧シリンダに圧油を供給する。   FIG. 8 is a schematic plan view of a hybrid excavator according to the second embodiment. A lower traveling body (traveling device) 71 is attached to the upper revolving body 70 via a turning bearing 73. An engine 74, a main pump 75, a turning electric motor 76, an oil tank 77, a cooling fan 78, a seat 79, a power storage module 80, a motor generator 83, and a power converter 84 are mounted on the upper turning body 70. As the power conversion device 84, the power conversion device according to the first embodiment is used. The engine 74 generates power by burning fuel. The engine 74, the main pump 75, and the motor generator 83 transmit and receive torque to and from each other via the torque transmission mechanism 81. The main pump 75 supplies pressure oil to a hydraulic cylinder such as the boom 82.

電動発電機83は、エンジン74の動力によって駆動され、発電を行う(発電運転)。発電された電力は、電力変換装置84を介して蓄電モジュール80に供給され、蓄電モジュール80が充電される。また、電動発電機83は、蓄電モジュール80から電力変換装置84を介して供給される電力によって駆動され、エンジン74をアシストするための動力を発生する(アシスト運転)。油タンク77は、油圧回路の油を貯蔵する。冷却ファン78は、油圧回路の油温の上昇を抑制する。操作者は、座席79に着座して、ハイブリッド型ショベルを操作する。   The motor generator 83 is driven by the power of the engine 74 to generate power (power generation operation). The generated power is supplied to the power storage module 80 via the power converter 84, and the power storage module 80 is charged. The motor generator 83 is driven by electric power supplied from the power storage module 80 via the power conversion device 84, and generates power for assisting the engine 74 (assist operation). The oil tank 77 stores oil of the hydraulic circuit. The cooling fan 78 suppresses an increase in the oil temperature of the hydraulic circuit. The operator sits on the seat 79 and operates the hybrid excavator.

蓄電モジュール80から電力変換装置84を介して供給される電力によって、旋回用電動モータ76が駆動される。また、旋回用電動モータ76は、運動エネルギを電気エネルギに変換することによって回生電力を発生する。発生した回生電力は、電力変換装置84を介して蓄電モジュール80に供給される。これにより、蓄電モジュール80が充電される。   The turning electric motor 76 is driven by the electric power supplied from the power storage module 80 via the power converter 84. In addition, the turning electric motor 76 generates regenerative electric power by converting kinetic energy into electric energy. The generated regenerative power is supplied to the power storage module 80 via the power converter 84. Thereby, the electrical storage module 80 is charged.

図9に、実施例2によるハイブリッド型ショベルの側面図を示す。下部走行体71に、旋回軸受け73を介して上部旋回体70が搭載されている。旋回用電動モータ76(図8)が、その駆動対象である上部旋回体70を、下部走行体71に対して、時計回り、または反時計周りに旋回させる。上部旋回体70に、ブーム82が取り付けられている。ブーム82は、油圧駆動されるブームシリンダ107により、上部旋回体70に対して上下方向に揺動する。ブーム82の先端に、アーム85が取り付けられている。アーム85は、油圧駆動されるアームシリンダ108により、ブーム82に対して前後方向に揺動する。アーム85の先端にバケット86が取り付けられている。バケット86は、油圧駆動されるバケットシリンダ109により、アーム85に対して揺動する。蓄電モジュール80及び電力変換装置84が、上部旋回体70に搭載されている。   In FIG. 9, the side view of the hybrid type shovel by Example 2 is shown. An upper swing body 70 is mounted on the lower traveling body 71 via a swing bearing 73. The turning electric motor 76 (FIG. 8) turns the upper turning body 70 to be driven to turn the lower traveling body 71 clockwise or counterclockwise. A boom 82 is attached to the upper swing body 70. The boom 82 swings up and down with respect to the upper swing body 70 by a hydraulically driven boom cylinder 107. An arm 85 is attached to the tip of the boom 82. The arm 85 swings in the front-rear direction with respect to the boom 82 by an arm cylinder 108 that is hydraulically driven. A bucket 86 is attached to the tip of the arm 85. The bucket 86 swings with respect to the arm 85 by a hydraulically driven bucket cylinder 109. The power storage module 80 and the power conversion device 84 are mounted on the upper swing body 70.

図10に、実施例2によるハイブリッド型ショベルのブロック図を示す。図10において、機械的動力系を二重線で表し、高圧油圧ラインを太い実線で表し、電気系統を細い実線で表し、パイロットラインを破線で表す。   FIG. 10 is a block diagram of a hybrid excavator according to the second embodiment. In FIG. 10, the mechanical power system is represented by a double line, the high-pressure hydraulic line is represented by a thick solid line, the electric system is represented by a thin solid line, and the pilot line is represented by a broken line.

エンジン74の駆動軸がトルク伝達機構81の入力軸に連結されている。エンジン74には、電気以外の燃料によって駆動力を発生するエンジン、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。エンジン74は、作業機械の運転中は、常時駆動されている。   The drive shaft of the engine 74 is connected to the input shaft of the torque transmission mechanism 81. As the engine 74, an engine that generates a driving force by a fuel other than electricity, for example, an internal combustion engine such as a diesel engine is used. The engine 74 is always driven during operation of the work machine.

電動発電機83の駆動軸が、トルク伝達機構81の他の入力軸に連結されている。電動発電機83は、電動(アシスト)運転と、発電運転との双方の運転動作を行うことができる。電動発電機83には、例えば磁石がロータ内部に埋め込まれた内部磁石埋込型(IPM)モータが用いられる。   The drive shaft of the motor generator 83 is connected to the other input shaft of the torque transmission mechanism 81. The motor generator 83 can perform both the electric (assist) operation and the power generation operation. As the motor generator 83, for example, an internal magnet embedded (IPM) motor in which magnets are embedded in the rotor is used.

トルク伝達機構81は、2つの入力軸と1つの出力軸とを有する。この出力軸には、メ
インポンプ75の駆動軸が連結されている。
The torque transmission mechanism 81 has two input shafts and one output shaft. The output shaft is connected to the drive shaft of the main pump 75.

エンジン74に加わる負荷が大きい場合には、電動発電機83がアシスト運転を行い、電動発電機83の駆動力がトルク伝達機構81を介してメインポンプ75に伝達される。これにより、エンジン74に加わる負荷が軽減される。一方、エンジン74に加わる負荷が小さい場合には、エンジン74の駆動力がトルク伝達機構81を介して電動発電機83に伝達されることにより、電動発電機83が発電運転される。電動発電機83のアシスト運転と発電運転との切り替えは、電動発電機83に接続されたインバータ118により行われる。インバータ118は、制御装置130により制御される。   When the load applied to the engine 74 is large, the motor generator 83 performs an assist operation, and the driving force of the motor generator 83 is transmitted to the main pump 75 via the torque transmission mechanism 81. Thereby, the load applied to the engine 74 is reduced. On the other hand, when the load applied to the engine 74 is small, the driving force of the engine 74 is transmitted to the motor generator 83 via the torque transmission mechanism 81, so that the motor generator 83 is in a power generation operation. Switching between the assist operation and the power generation operation of the motor generator 83 is performed by an inverter 118 connected to the motor generator 83. The inverter 118 is controlled by the control device 130.

制御装置130は、中央処理装置(CPU)130A及び内部メモリ130Bを含む。CPU130Aは、内部メモリ130Bに格納されている駆動制御用プログラムを実行する。制御装置130は、表示装置135に、各種装置の劣化状態等を表示することにより、運転者の注意を喚起する。   The control device 130 includes a central processing unit (CPU) 130A and an internal memory 130B. The CPU 130A executes a drive control program stored in the internal memory 130B. The control device 130 alerts the driver by displaying the deterioration state of various devices on the display device 135.

メインポンプ75は、高圧油圧ライン116を介して、コントロールバルブ117に油圧を供給する。コントロールバルブ117は、運転者からの指令により、油圧モータ101A、101B、ブームシリンダ107、アームシリンダ108、及びバケットシリンダ109に油圧を分配する。油圧モータ101A及び101Bは、それぞれ図8、図9に示した下部走行体71に備えられた左右の2本のクローラを駆動する。   The main pump 75 supplies hydraulic pressure to the control valve 117 via the high pressure hydraulic line 116. The control valve 117 distributes hydraulic pressure to the hydraulic motors 101A and 101B, the boom cylinder 107, the arm cylinder 108, and the bucket cylinder 109 in accordance with a command from the driver. The hydraulic motors 101A and 101B drive the left and right crawlers provided in the lower traveling body 71 shown in FIGS. 8 and 9, respectively.

電動発電機83の電気系統の入出力端子が、インバータ118を介して蓄電回路190に接続されている。インバータ118は、制御装置130からの指令に基づき、電動発電機83の運転制御を行う。蓄電回路190には、さらに、他のインバータ120を介して旋回用電動モータ76が接続されている。蓄電回路190及びインバータ120は、制御装置130により制御される。   An input / output terminal of the electric system of the motor generator 83 is connected to the storage circuit 190 via the inverter 118. The inverter 118 performs operation control of the motor generator 83 based on a command from the control device 130. Further, a turning electric motor 76 is connected to the storage circuit 190 via another inverter 120. The power storage circuit 190 and the inverter 120 are controlled by the control device 130.

電動発電機83がアシスト運転されている期間は、必要な電力が、蓄電回路190からインバータ118を通して電動発電機83に供給される。電動発電機83が発電運転されている期間は、電動発電機83によって発電された電力が、インバータ118を通して蓄電回路190に供給される。   During the period in which the motor generator 83 is assisted, necessary electric power is supplied from the power storage circuit 190 to the motor generator 83 through the inverter 118. During the period in which the motor generator 83 is generating, the power generated by the motor generator 83 is supplied to the power storage circuit 190 through the inverter 118.

旋回用電動モータ76は、インバータ120によって交流駆動され、力行動作及び回生動作の双方の運転を行うことができる。旋回用電動モータ76には、例えばIPMモータが用いられる。IPMモータは、回生時に大きな誘導起電力を発生する。   The electric motor 76 for turning is AC driven by the inverter 120 and can perform both the power running operation and the regenerative operation. For example, an IPM motor is used as the electric motor 76 for turning. An IPM motor generates a large induced electromotive force during regeneration.

旋回用電動モータ76の力行動作中は、旋回用電動モータ76が、減速機124を介して、上部旋回体70(図8、図9)を旋回させる。この際、減速機124は、回転速度を遅くする。これにより、旋回用電動モータ76で発生した回転力(トルク)が増大する。また、回生運転時には、上部旋回体70の回転運動が、減速機124を介して旋回用電動モータ76に伝達されることにより、旋回用電動モータ76が回生電力を発生する。この際、減速機124は、力行動作の時とは逆に、回転速度を速める。これにより、旋回用電動モータ76の回転数を上昇させることができる。   During the power running operation of the turning electric motor 76, the turning electric motor 76 turns the upper turning body 70 (FIGS. 8 and 9) via the speed reducer 124. At this time, the speed reducer 124 decreases the rotation speed. As a result, the rotational force (torque) generated by the turning electric motor 76 increases. Further, during the regenerative operation, the rotational motion of the upper swing body 70 is transmitted to the swing electric motor 76 via the speed reducer 124, whereby the swing electric motor 76 generates regenerative power. At this time, the speed reducer 124 increases the rotation speed, contrary to the power running operation. Thereby, the rotation speed of the electric motor 76 for rotation can be raised.

レゾルバ122が、旋回用電動モータ76の回転軸の回転方向の位置を検出する。検出結果は、制御装置130に入力される。旋回用電動モータ76の運転前と運転後における回転軸の回転方向の位置を検出することにより、旋回角度及び旋回方向が導出される。   The resolver 122 detects the position of the rotating shaft of the turning electric motor 76 in the rotating direction. The detection result is input to the control device 130. By detecting the position of the rotating shaft in the rotational direction before and after operation of the electric motor 76 for turning, the turning angle and the turning direction are derived.

メカニカルブレーキ123が、旋回用電動モータ76の回転軸に連結されており、機械的な制動力を発生する。メカニカルブレーキ123の制動状態と解除状態とは、制御装置
130からの制御を受け、電磁的スイッチにより切り替えられる。
A mechanical brake 123 is connected to the rotating shaft of the turning electric motor 76 and generates a mechanical braking force. The braking state and the release state of the mechanical brake 123 are switched by an electromagnetic switch under the control of the control device 130.

パイロットポンプ115が、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生する。発生したパイロット圧は、パイロットライン125を介して操作装置126に供給される。操作装置126は、レバーやペダルを含み、運転者によって操作される。操作装置126は、パイロットライン125から供給される1次側の油圧を、運転者の操作に応じて、2次側の油圧に変換する。2次側の油圧は、油圧ライン127を介してコントロールバルブ117に伝達されると共に、他の油圧ライン128を介して圧力センサ129に伝達される。   The pilot pump 115 generates a pilot pressure necessary for the hydraulic operation system. The generated pilot pressure is supplied to the operating device 126 via the pilot line 125. The operation device 126 includes a lever and a pedal and is operated by a driver. The operating device 126 converts the primary side hydraulic pressure supplied from the pilot line 125 into a secondary side hydraulic pressure in accordance with the operation of the driver. The secondary hydraulic pressure is transmitted to the control valve 117 via the hydraulic line 127 and to the pressure sensor 129 via the other hydraulic line 128.

圧力センサ129で検出された圧力の検出結果が、制御装置130に入力される。これにより、制御装置130は、下部走行体71、旋回用電動モータ76、ブーム82、アーム85、及びバケット86(図9)の操作の状況を検知することができる。   The detection result of the pressure detected by the pressure sensor 129 is input to the control device 130. Thereby, the control apparatus 130 can detect the operation state of the lower traveling body 71, the electric motor 76 for turning, the boom 82, the arm 85, and the bucket 86 (FIG. 9).

図11に、蓄電回路190の等価回路図を示す。一対のバスライン191の間に、昇圧用の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)202Aと降圧用のIGBT202Bとの直列回路が接続されている。昇圧用IGBT202Aのエミッタが接地側のバスライン191に接続され、降圧用IGBT202Bのコレクタが、高圧側のバスライン191に接続されている。昇圧用IGBT202Aと降圧用IGBT202Bの相互接続点が、リアクトル201を介して、蓄電モジュール80の高圧側の端子に接続されている。蓄電モジュール80の低圧側の端子は、接地側のバスライン191に接続されている。   FIG. 11 shows an equivalent circuit diagram of the power storage circuit 190. A series circuit of a boosting insulated gate bipolar transistor (IGBT) 202A and a step-down IGBT 202B is connected between the pair of bus lines 191. The emitter of the step-up IGBT 202A is connected to the ground-side bus line 191 and the collector of the step-down IGBT 202B is connected to the high-pressure side bus line 191. An interconnection point between the step-up IGBT 202A and the step-down IGBT 202B is connected to the high-voltage side terminal of the power storage module 80 via the reactor 201. The low-voltage side terminal of the power storage module 80 is connected to the ground-side bus line 191.

昇圧用IGBT202A及び降圧用IGBT202Bに、それぞれダイオード202a、202bが、エミッタからコレクタに向かう向きが順方向になる向きで並列接続されている。   Diodes 202a and 202b are respectively connected in parallel to the step-up IGBT 202A and the step-down IGBT 202B such that the direction from the emitter to the collector is the forward direction.

高圧側及び接地側のバスライン191の間に、キャパシタ38が接続されている。バスライン191に発生している電圧が、電圧計211により測定される。蓄電モジュール80に並列接続された電圧計206が、蓄電モジュール80の端子間電圧を測定する。リアクトル201に直列に挿入された電流計207が、蓄電モジュール80の充放電電流を測定する。電圧及び電流の測定結果が、制御装置130に入力される。   A capacitor 38 is connected between the bus line 191 on the high voltage side and the ground side. The voltage generated on the bus line 191 is measured by the voltmeter 211. A voltmeter 206 connected in parallel to the power storage module 80 measures the voltage across the terminals of the power storage module 80. An ammeter 207 inserted in series with the reactor 201 measures the charge / discharge current of the power storage module 80. The measurement results of voltage and current are input to the control device 130.

制御装置130が、昇圧用IGBT202A及び降圧用IGBT202Bのゲート電極に、制御用のパルス幅変調(PWM)電圧を印加する。   The control device 130 applies a control pulse width modulation (PWM) voltage to the gate electrodes of the step-up IGBT 202A and the step-down IGBT 202B.

以下、昇圧動作(放電動作)について説明する。昇圧用IGBT202Aのゲート電極にPWM電圧を印加する。昇圧用IGBT202Aのオフ時に、リアクトル201に、高圧側の電源接続端子203Aから昇圧用IGBT202Aのコレクタに向かって電流を流す向きの誘導起電力が発生する。この起電力が、ダイオード202bを介してDCバスライン210に印加される。これにより、バスライン191が昇圧される。   Hereinafter, the boosting operation (discharging operation) will be described. A PWM voltage is applied to the gate electrode of the boosting IGBT 202A. When the boosting IGBT 202A is turned off, an induced electromotive force is generated in the reactor 201 in a direction in which a current flows from the high-voltage power supply connection terminal 203A toward the collector of the boosting IGBT 202A. This electromotive force is applied to the DC bus line 210 via the diode 202b. As a result, the bus line 191 is boosted.

次に、降圧動作(充電動作)について説明する。降圧用IGBT202Bのゲート電極に、PWM電圧を印加する。降圧用IGBT202Bのオフ時に、リアクトル201に、降圧用IGBT202Bのエミッタから、蓄電モジュール80に向かって電流を流す向きの誘導起電力が発生する。この誘導起電力により、蓄電モジュール80が充電される。   Next, the step-down operation (charging operation) will be described. A PWM voltage is applied to the gate electrode of the step-down IGBT 202B. When the step-down IGBT 202B is turned off, an induced electromotive force is generated in the reactor 201 in a direction in which a current flows from the emitter of the step-down IGBT 202B toward the power storage module 80. The storage module 80 is charged by the induced electromotive force.

図12に、インバータ118の等価回路図を示す。インバータ120(図10)の等価回路も、インバータ118の等価回路と同一である。   FIG. 12 shows an equivalent circuit diagram of the inverter 118. The equivalent circuit of the inverter 120 (FIG. 10) is the same as the equivalent circuit of the inverter 118.

一対のバスライン191の間に、U相用IGBT直列回路192U、V相用IGBT直列回路192V、及びW相用IGBT直列回路192Wが並列に挿入されている。これら
IGBT直列回路の各々は、直列接続された2つのIGBT、及びIGBTの各々に並列に挿入されたダイオードを含む。2つのIGBTの相互接続点が、それぞれ電動発電機83のU相、V相、W相の端子に接続される。各IGBTのゲート電極には、制御装置130からPWM変調された制御信号が印加される。
A U-phase IGBT series circuit 192U, a V-phase IGBT series circuit 192V, and a W-phase IGBT series circuit 192W are inserted in parallel between the pair of bus lines 191. Each of these IGBT series circuits includes two IGBTs connected in series, and a diode inserted in parallel with each of the IGBTs. The interconnection points of the two IGBTs are connected to the U-phase, V-phase, and W-phase terminals of the motor generator 83, respectively. A control signal subjected to PWM modulation is applied from the control device 130 to the gate electrode of each IGBT.

実施例2においては、電力変換装置84(図8、図9)に実施例1による電力変換装置が用いられている。このため、電力変換装置84の部品の種類を増やすことなく、インバータや昇降圧コンバータが収容される空間を密閉することができる。   In the second embodiment, the power conversion device according to the first embodiment is used for the power conversion device 84 (FIGS. 8 and 9). For this reason, the space in which the inverter and the buck-boost converter are accommodated can be sealed without increasing the types of components of the power converter 84.

[実施例3]
図13に、実施例3による作業機械の蓄電回路及びインバータのブロック図を示す。以下、図10に示した実施例2による蓄電回路及びインバータとの相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。インバータ118、120、蓄電回路190、電動発電機83、及び旋回用電動モータ76の構成は、実施例1の構成と同一である。
[Example 3]
FIG. 13 is a block diagram of a power storage circuit and an inverter of the work machine according to the third embodiment. Hereinafter, differences from the power storage circuit and the inverter according to the second embodiment illustrated in FIG. 10 will be described, and description of the same configuration will be omitted. The configurations of the inverters 118 and 120, the storage circuit 190, the motor generator 83, and the turning electric motor 76 are the same as those in the first embodiment.

実施例3においては、蓄電回路190のバスライン191(図11)に、さらにインバータ195が接続されている。インバータ195は、ブーム回生用発電機197を制御する。ブームシリンダ107にブーム用油圧モータ196が接続されている。ブーム用油圧モータ196が、ブーム回生用発電機197の回転軸を駆動する。ブーム82(図9)が重力の作用によって下降するとき、ブーム用油圧モータ196を介してブーム回生用発電機197が駆動され、発電を行う。発電された電力は、インバータ195を介して蓄電回路190に供給される。インバータ195と、蓄電回路190内のキャパシタ38(図11)とが、1つの電力変換ユニット30(図2)で実現される。   In the third embodiment, an inverter 195 is further connected to the bus line 191 (FIG. 11) of the power storage circuit 190. The inverter 195 controls the boom regeneration generator 197. A boom hydraulic motor 196 is connected to the boom cylinder 107. The boom hydraulic motor 196 drives the rotating shaft of the boom regeneration generator 197. When the boom 82 (FIG. 9) descends due to the action of gravity, the boom regenerative generator 197 is driven via the boom hydraulic motor 196 to generate power. The generated power is supplied to the power storage circuit 190 via the inverter 195. Inverter 195 and capacitor 38 (FIG. 11) in power storage circuit 190 are implemented by one power conversion unit 30 (FIG. 2).

実施例2では、合計3個の電力変換ユニット30、すなわちインバータ118、120(図10)、及び昇降圧コンバータ200が作業機械に搭載される。これに対し、実施例3においては、3つのインバータ118、120、195、及び蓄電回路190内の昇降圧コンバータ200に対応して、4個の電力変換ユニット30が搭載される。実施例1に示した構造の電力変換ユニット30(図2)を用いることにより、搭載すべき電力変換ユニット30の個数の変動に柔軟に対応することができる。   In the second embodiment, a total of three power conversion units 30, that is, inverters 118 and 120 (FIG. 10), and a step-up / down converter 200 are mounted on a work machine. On the other hand, in the third embodiment, four power conversion units 30 are mounted corresponding to the three inverters 118, 120, and 195 and the buck-boost converter 200 in the power storage circuit 190. By using the power conversion unit 30 (FIG. 2) having the structure shown in the first embodiment, it is possible to flexibly cope with fluctuations in the number of power conversion units 30 to be mounted.

作業機械に複数の電力変換ユニット30が搭載される場合、すべての電力変換ユニット30をまとめて1つの電力変換装置を構成する必要はない。一部の電力変換ユニット30で1つ目の電力変換装置を構成し、残りの電力変換ユニット30で2つ目の電力変換装置を構成してもよい。さらに、3個以上の電力変換装置を搭載する構成としてもよい。どの電力変換ユニット30をまとめて1つの電力変換装置を構成するかは、電力変換ユニット30の駆動対象が搭載される場所等に基づいて決定すればよい。   When a plurality of power conversion units 30 are mounted on the work machine, it is not necessary to configure all the power conversion units 30 to form one power conversion device. Some power conversion units 30 may constitute a first power conversion device, and the remaining power conversion units 30 may constitute a second power conversion device. Furthermore, it is good also as a structure which mounts three or more power converter devices. Which power conversion unit 30 is combined into one power conversion device may be determined based on a place where a drive target of the power conversion unit 30 is mounted.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

20 筐体
21 第1の面
22 第2の面
23 開口部(第2の開口部)
24 開口部(第1の開口部)
25 コネクタ孔
26 鍔
27、28 段差
29 締結具
30 電力変換ユニット
31 Oリング
32 電力変換回路
33 第1の蓋
34 第2の蓋
35 シールコネクタ
37 スイッチング素子
38 キャパシタ
38P P端子
38N N端子
39 冷却板
40 冷却流路
43P、43N 導電部材
44 絶縁シート
45P、45N 接続部材
46P、46N 開口
50 段差
70 上部旋回体
71 下部走行体(基体)
73 旋回軸受け
74 エンジン
75 メインポンプ
76 旋回用電動モータ
77 油タンク
78 冷却ファン
79 座席
80 蓄電モジュール
81 トルク伝達機構
82 ブーム
83 電動発電機
85 アーム
86 バケット
101A、101B 油圧モータ
107 ブームシリンダ
108 アームシリンダ
109 バケットシリンダ
114 メインポンプ
115 パイロットポンプ
116 高圧油圧ライン
117 コントロールバルブ
118 インバータ
119 キャパシタ
120 インバータ
122 レゾルバ
123 メカニカルブレーキ
124 減速機
125 パイロットライン
126 操作装置
127、128 油圧ライン
129 圧力センサ
130 制御装置
135 表示装置
190 蓄電回路
191 バスライン
192U U相用IGBT直列回路
192V V相用IGBT直列回路
192W W相用IGBT直列回路
195 インバータ
196 ブーム用油圧モータ
197 ブーム回生用発電機
200 コンバータ
201 リアクトル
202A 昇圧用IGBT
202B 降圧用IGBT
202a、202b ダイオード
206 電圧計
207 電流計
211 電圧計
20 Housing 21 First surface 22 Second surface 23 Opening (second opening)
24 opening (first opening)
25 Connector hole 26 鍔 27, 28 Step 29 Fastener 30 Power conversion unit 31 O-ring 32 Power conversion circuit 33 First lid 34 Second lid 35 Seal connector 37 Switching element 38 Capacitor 38P P terminal 38N N terminal 39 Cooling plate 40 Cooling channel 43P, 43N Conductive member 44 Insulating sheet 45P, 45N Connection member 46P, 46N Opening 50 Step 70 Upper turning body 71 Lower traveling body (base body)
73 Turning bearing 74 Engine 75 Main pump 76 Turning electric motor 77 Oil tank 78 Cooling fan 79 Seat 80 Power storage module 81 Torque transmission mechanism 82 Boom 83 Motor generator 85 Arm 86 Bucket 101A, 101B Hydraulic motor 107 Boom cylinder 108 Arm cylinder 109 Bucket cylinder 114 Main pump 115 Pilot pump 116 High-pressure hydraulic line 117 Control valve 118 Inverter 119 Capacitor 120 Inverter 122 Resolver 123 Mechanical brake 124 Reducer 125 Pilot line 126 Operating device 127, 128 Hydraulic line 129 Pressure sensor 130 Control device 135 Display device 190 Storage circuit 191 Bus line 192U U-phase IGBT series circuit 192V V-phase IGBT series circuit Road 192W W-phase IGBT series circuit 195 Inverter 196 Boom hydraulic motor 197 Boom regeneration generator 200 Converter 201 Reactor 202A Boost IGBT
202B IGBT for step-down
202a, 202b Diode 206 Voltmeter 207 Ammeter 211 Voltmeter

Claims (7)

第1の方向に並ぶ複数の電力変換ユニットを有する電力変換装置であって、
前記電力変換ユニットの各々は、
前記第1の方向と交差する第1の面、及び前記第1の面の外周から前記第1の方向に伸びる第2の面を含み、前記第1の方向に向かって開放された第1の開口部を有する筐体と、
前記筐体内に収容された電力変換回路と
を含み、
相互に隣り合う前記電力変換ユニットの一方の筐体の前記第1の開口部が、他方の電力変換ユニットの筐体の前記第1の面で覆われている前記電力変換装置。
A power conversion device having a plurality of power conversion units arranged in a first direction,
Each of the power conversion units is
A first surface that intersects the first direction, and a second surface that extends from an outer periphery of the first surface in the first direction, and is open toward the first direction. A housing having an opening;
A power conversion circuit housed in the housing,
The power conversion device in which the first opening of one casing of the power conversion units adjacent to each other is covered with the first surface of the casing of the other power conversion unit.
前記第1の面に第2の開口部が設けられており、
さらに、前記第2の開口部を通過し、前記電力変換回路同士を電気的に接続する導電部材を有する請求項1に記載の電力変換装置。
A second opening is provided in the first surface;
The power conversion device according to claim 1, further comprising a conductive member that passes through the second opening and electrically connects the power conversion circuits.
さらに、前記第1の方向の端に位置する前記電力変換ユニットの、前記第1の開口部を覆う第1の蓋を有する請求項1または2に記載の電力変換装置。   Furthermore, the power converter device of Claim 1 or 2 which has a 1st cover which covers the said 1st opening part of the said power conversion unit located in the end of the said 1st direction. 前記第1の方向の端に位置する前記電力変換ユニットの、前記第1の開口部が、前記第1の蓋で密閉されている請求項3に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 3 with which said 1st opening of said power conversion unit located in the end of said 1st direction is sealed with said 1st lid. さらに、前記第1の蓋とは反対側の端に位置する前記電力変換ユニットの筐体の前記第2の開口部を覆う第2の蓋を有する請求項2に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 2, further comprising a second lid that covers the second opening of the casing of the power conversion unit located at an end opposite to the first lid. さらに、前記電力変換ユニットの各々は、前記電力変換回路を冷却するように構成された冷却流路を有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電力変換装置。   Furthermore, each of the said power conversion unit is a power converter device of any one of Claims 1 thru | or 5 which has a cooling flow path comprised so that the said power converter circuit might be cooled. 電動機と、
直流電力を発生する蓄電モジュールと、
前記蓄電モジュールから発生した直流電力を交流電力に変換して前記交流電動機に交流電力を供給する電力変換装置と
を有し、
前記電力変換装置は、第1の方向に並ぶ複数の電力変換ユニットを有し、
前記電力変換ユニットの各々は、
前記第1の方向と交差する第1の面、及び前記第1の面の外周から前記第1の方向に伸びる第2の面を含み、前記第1の方向に向かって開放された筐体と、
前記筐体内に収容された電力変換回路と
を含み、
相互に隣り合う前記電力変換ユニットの一方の筐体の開放された第1の開口部が、他方の電力変換ユニットの筐体の前記第1の面で覆われており、
前記電力変換ユニットの1つが前記電動機に電力を供給する作業機械。
An electric motor,
A power storage module that generates DC power;
A power converter for converting the DC power generated from the power storage module into AC power and supplying AC power to the AC motor;
The power conversion device includes a plurality of power conversion units arranged in a first direction,
Each of the power conversion units is
A housing including a first surface intersecting the first direction and a second surface extending from an outer periphery of the first surface in the first direction, the housing being open toward the first direction; ,
A power conversion circuit housed in the housing,
The opened first opening of one casing of the power conversion units adjacent to each other is covered with the first surface of the casing of the other power conversion unit,
A work machine in which one of the power conversion units supplies power to the electric motor.
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