JP5319236B2 - 電源装置および作業機械 - Google Patents
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Description
請求項5に係る発明は、上記の電源装置と、前記電源装置の直流出力電圧により動作するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される電動機とを備え、前記電動機を動力源として用いる作業機械である。
さらに、本発明に係る電源装置をインバータ駆動源として用いることにより、使用する場所・地域に制限を受けない作業機械を実現することができる。
図1は、本発明を適用した作業機械の全体構成図である。本実施の形態では、作業機械の一つとして油圧ショベルを挙げて説明をしていく。図2は、油圧ショベルの油圧系に着目したブロック図である。これら両図において、100は電源装置、200は油圧ポンプ駆動用の電動モータ、300は油圧ポンプ、400は油圧制御弁、500は油圧ショベルの全体図である。
図3は、電源装置100のみを抜き出したブロック図である。ここでは、商用電源140として3相200ボルト系、内蔵バッテリ110として100ボルト級、インバータ30として200ボルト系電源用を用いる場合について述べる。
図5に示すように、商用電源140の替わりに外部直流電源(外部バッテリ)150を使用することも可能である。ここで、外部直流電源150が200ボルト級、インバータ30が200ボルト系電源用、内蔵バッテリ110が100ボルト級の電圧系である場合、図6に示すように、開閉器7および開閉器8を閉じ、開閉器9を開くことにより、電動機200の駆動電力として、外部直流電源150からの電力と、内蔵バッテリ110からの電力のどちらでも利用することができる(切り替え回路は図示せず)。さらに、内蔵バッテリ110が放電したときには、外部直流電源150から双方向昇降圧チョッパ20を通して内蔵バッテリ110に充電用電力を供給することができる。
(1)商用電源140(もしくは外部直流電源150)または内蔵バッテリ110から電力供給を受けて所定の直流電圧をインバータ30に供給する際に、第1の端子および第2の端子を備え、一方の端子電圧と他方の端子電圧との間で昇圧もしくは降圧を行う双方向昇降圧チョッパ20と、開閉器7と、開閉器8と、開閉器9と、各開閉器の開閉を制御する制御装置120を備えているので、電力供給源の種類および電圧の高低を問わずに使用することができるのみならず、一方の電力供給源に対して他方の電力供給源から電力を供給することができる。例えば、商用電源として、単相100ボルト、3相200ボルト、3相400ボルト系のいずれも使用可能である。また、インバータ30として3相200ボルト、3相400ボルト系電源の整流電圧を使用するときにも、より低電圧の内蔵バッテリ110あるいは商用電源140(もしくは外部直流電源150)を使用することができる。
(1)上述した実施の形態では、電動機200を駆動するためにインバータ30を使用したが、インバータ以外の機器に直流電圧を供給することも可能である。たとえば、定速運転する直流電動機には、インバータを介することなく、電機子電圧を印加することが可能である。また、双方向昇降圧チョッパ20の昇降圧比を可変制御することにより、直流電動機の速度制御を行うことも可能である。
(2)上述した実施の形態では、油圧ポンプ300の動力源として電動機200を用いているが、走行用油圧モータ340,350あるいは上部旋回体を旋回させる旋回用油圧モータ360の替わりに電動モータを使用することも可能である。
(3)本発明にかかる電源装置は、油圧ショベルに限定されず、いかなる作業機械にも載置可能である。
実施の形態と変形例の一つとを組み合わせること、もしくは、実施の形態と変形例の複数とを組み合わせることも可能である。
変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
さらに、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
7 開閉器
8 開閉器
9 開閉器
20 双方向昇降圧チョッパ
30 インバータ
100 電源装置
110 内蔵バッテリ
120 制御装置
130 操作装置
140 商用電源
150 外部直流電源
200 電動モータ
300 油圧ポンプ
400 油圧制御弁
500 油圧ショベル
Claims (6)
- 第1の電力供給源または第2の電力供給源から電力供給を受けて所定の直流電圧を発生する電源装置であって、
第1の端子および第2の端子を備え、一方の端子電圧と他方の端子電圧との間で昇圧もしくは降圧を行う双方向昇降圧手段と、
前記第1の電力供給源から得られる直流電圧を前記双方向昇降圧手段の前記第1の端子に印加する第1の開閉手段と、
前記第2の電力供給源から得られる直流電圧を前記双方向昇降圧手段の前記第1の端子に印加する第2の開閉手段と、
前記第1の電力供給源から得られる直流電圧を前記双方向昇降圧手段の前記第2の端子に印加する第3の開閉手段と、
前記双方向昇降圧手段の前記第2の端子から前記所定の直流電圧を出力する出力手段と、
前記第1の開閉手段、前記第2の開閉手段、および前記第3の開閉手段の開閉を制御する開閉制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。 - 請求項1に記載の電源装置において、
前記第1の電力供給源から得られる直流電圧は、商用電源の交流電圧を整流して得られる直流電圧、または、外部バッテリから得られる直流電圧であり、
前記第2の電力供給源から得られる直流電圧は、既設のバッテリから得られる直流電圧であり、
前記双方向昇降圧手段は双方向型の昇降圧チョッパであり、
前記開閉制御手段は、前記第1の電力供給源から得られる直流電圧と、前記第2の電力供給源から得られる直流電圧とに基づいて、前記第1の開閉手段ないし前記第3の開閉手段の開閉を制御する、
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項1または2に記載の電源装置において、
前記開閉制御手段は、前記第1の開閉手段を開放し、前記第2の開閉手段を閉成し、前記第3の開閉手段を閉成することにより、前記第1の電力供給源から前記双方向昇降圧手段を介して前記第2の電力供給源へ電力を送ることを特徴とする電源装置。 - 請求項1または2に記載の電源装置において、
前記開閉制御手段は、前記第1の開閉手段を閉成し、前記第2の開閉手段を開放し、前記第3の開閉手段を開放することにより、前記第1の電力供給源から前記双方向昇降圧手段を介して前記所定の直流電圧を外部に出力することを特徴とする電源装置。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電源装置と、前記電源装置の直流出力電圧により動作するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される電動機とを備え、前記電動機を動力源として用いることを特徴とする作業機械。
- 請求項5に記載の作業機械において、
前記第1の電力供給源は外部の商用電源もしくは外部直流電源であり、
前記第2の電力供給源は作業機本体に内蔵したバッテリである、
ことを特徴とする作業機械。
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