JP6804147B2

JP6804147B2 - Work machinery and power converter

Info

Publication number: JP6804147B2
Application number: JP2016229642A
Authority: JP
Inventors: 泰久田坂; 禹澎陳; 泰輔松田; 西村　大輔; 大輔西村; 英昭湯浅
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: JP2018088724A

Description

本発明は、作業機械及及び電力変換装置に関する。 The present invention relates to work machines and power converters.

電力変換装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）の一例として、複数のチョッパ回路を並列に接続し、各列のチョッパ回路の電流位相をずらした位相制御を行うことで、電流リップルを低減させることが可能であることが知られている（特許文献１）。 As an example of a power converter (DC-DC converter), it is possible to reduce current ripple by connecting multiple chopper circuits in parallel and performing phase control with the current phases of the chopper circuits in each row shifted. It is known that there is (Patent Document 1).

特開２００４−３５７３８８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-357388

電力変換装置が故障した際には、スイッチング用半導体素子やリレー等の故障した部品単位で交換するか、または電力変換装置全体を交換する必要がある。チョッパ回路の並列接続数を変えることにより、電力変換装置によって駆動される電気負荷が必要とする種々の電力容量に対応することが可能であるが、チョッパ回路の並列接続数が変わると、チョッパ回路のスイッチング制御を行う制御装置、電気系の接続構成等を設計し直さなければならない。 When the power conversion device fails, it is necessary to replace each failed component such as a switching semiconductor element or a relay, or replace the entire power conversion device. By changing the number of parallel connections of the chopper circuit, it is possible to correspond to various power capacities required by the electric load driven by the power converter, but when the number of parallel connections of the chopper circuit changes, the chopper circuit It is necessary to redesign the control device that controls the switching and the connection configuration of the electrical system.

本発明の目的は、部品の故障や、要求される電力容量に応じて柔軟に対応することが可能な電力変換装置を搭載した作業機械及を提供することである。本発明の他の目的は、部品の故障や、要求される電力容量に応じて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 work machine equipped with a power conversion device capable of flexibly responding to a failure of a component or a required power capacity. Another object of the present invention is to provide a power conversion device capable of flexibly responding to a failure of a component or a required power capacity.

本発明の一観点によると、
作業部を駆動するモータと、
前記モータに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、
電圧コンバータ回路の少なくとも一部を構成する複数のコンバータモジュールと、
前記モータを含む外部機器と複数の前記コンバータモジュールとの間に介在して両者を電気的に接続し、前記外部機器との接続を維持したまま、１つの前記コンバータモジュールを取り外し可能な構造を持つ端子台モジュールと、
複数の前記コンバータモジュールを冷却するファンモジュールと
を有し、
前記端子台モジュール及び前記ファンモジュールは、複数の前記コンバータモジュールを機械的に支持するフレームとして機能する作業機械が提供される。
According to one aspect of the invention
The motor that drives the work unit and
It has a power converter that supplies power to the motor.
The power converter
With multiple converter modules that form at least part of the voltage converter circuit,
It has a structure in which one converter module can be removed while maintaining the connection with the external device by electrically connecting the external device including the motor and the plurality of converter modules. and terminal block module,
A plurality of said converter module have a <br/> a fan module that cools,
The terminal block module and the fan module are provided with a working machine that functions as a frame that mechanically supports the plurality of converter modules .

本発明の他の観点によると、
電圧コンバータ回路の少なくとも一部を構成する複数のコンバータモジュールと、
外部機器と複数の前記コンバータモジュールとの間に介在して両者を電気的に接続し、複数の前記コンバータモジュールの入力端子を並列接続し、複数の前記コンバータモジュールの出力端子を並列接続している端子台モジュールと、
複数の前記コンバータモジュールを冷却するファンモジュールと
を有し、
前記端子台モジュール及び前記ファンモジュールは、複数の前記コンバータモジュールを機械的に支持するフレームとして機能する電力変換装置が提供される。
According to another aspect of the invention
With multiple converter modules that form at least part of the voltage converter circuit,
Both are electrically connected by interposing between the external device and the plurality of converter modules, the input terminals of the plurality of converter modules are connected in parallel, and the output terminals of the plurality of converter modules are connected in parallel. and terminal block module,
A plurality of said converter module have a <br/> a fan module that cools,
The terminal block module and the fan module are provided with a power conversion device that functions as a frame that mechanically supports a plurality of the converter modules .

１つのコンバータモジュールが故障したとき、外部機器と端子台モジュールとの接続を維持したままコンバータモジュールを取り外すことができるため、作業効率を高めるとともに、誤配線のリスクを低減することができる。 When one converter module fails, the converter module can be removed while maintaining the connection between the external device and the terminal block module, so that the work efficiency can be improved and the risk of erroneous wiring can be reduced.

コンバータモジュールと外部機器との間に端子台モジュールが介在しているため、外部機器と端子台モジュールとの間の接続を維持したまま、端子台モジュールからコンバータモジュールを取り外すことができる。端子台モジュールによってコンバータモジュールが並列接続されているため、並列接続されるコンバータモジュールの台数に応じて適切な端子台モジュールを選択することにより、コンバータモジュールの台数を柔軟に増減することができる。これにより、要求される電力に応じて柔軟に対応することができる。 Since the terminal block module is interposed between the converter module and the external device, the converter module can be removed from the terminal block module while maintaining the connection between the external device and the terminal block module. Since the converter modules are connected in parallel by the terminal block modules, the number of converter modules can be flexibly increased or decreased by selecting an appropriate terminal block module according to the number of converter modules connected in parallel. As a result, it is possible to flexibly respond to the required electric power.

図１Ａ及び図１Ｂは、実施例による電力変換装置のブロック図である。1A and 1B are block diagrams of a power conversion device according to an embodiment. 図２は、実施例による電力変換装置の電気系統の接続構成図である。FIG. 2 is a connection configuration diagram of an electric system of the power conversion device according to the embodiment. 図３は、マスター機として動作するコンバータモジュール及びリアクトルの等価回路図であるFIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a converter module and a reactor that operate as a master machine. 図４は、実施例による電力変換装置の概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of the power conversion device according to the embodiment. 図５は、コンバータ側接続端子部及び端子台側接続端子部の部分斜視図である。FIG. 5 is a partial perspective view of the converter side connection terminal portion and the terminal block side connection terminal portion. 図６は、実施例による電力変換装置の電圧変換動作に関わる部分の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a part related to the voltage conversion operation of the power conversion device according to the embodiment. 図７は、複数のコンバータモジュールのコントロール回路の間の通信シーケンス、及びコントロール回路の動作を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a communication sequence between control circuits of a plurality of converter modules and an operation of the control circuits. 図８Ａは、マスター機に接続されたスレーブ機が１台の場合の電流の波形を示すグラフであり、図８Ｂは、マスター機に接続されたスレーブ機が２台の場合の電流の波形を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing a current waveform when there is one slave machine connected to the master machine, and FIG. 8B shows a current waveform when there are two slave machines connected to the master machine. It is a graph. 図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ実施例による電力変換装置が用いられるクレーンシステムの正面図及び側面図である。9A and 9B are front and side views of a crane system in which the power conversion device according to the embodiment is used, respectively. 図１０Ａは、実施例による電力変換装置が用いられているクレーンシステムの電力系統図であり、図１０Ｂは、交流電源及びＡＣ−ＤＣ変換装置の概略図である。FIG. 10A is a power system diagram of a crane system in which the power conversion device according to the embodiment is used, and FIG. 10B is a schematic view of an AC power supply and an AC-DC conversion device. 図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ実施例による電力変換装置が用いられているショベルの側面図及びブロック図である。11A and 11B are side views and block diagrams of the excavator in which the power conversion device according to the embodiment is used, respectively.

図１Ａ〜図３を参照して、実施例による電力変換装置の電気系統の構成について説明する。 The configuration of the electric system of the power conversion device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 3.

図１Ａ及び図１Ｂは、実施例による電力変換装置の概略ブロック図である。電力変換装置は複数のコンバータモジュール１０と１つの端子台モジュール３０とを含む。図１Ａでは、電力変換装置が２台のコンバータモジュール１０を含む例を示し、図１Ｂは、電力変換装置が３台のコンバータモジュール１０を含む例を示している。コンバータモジュール１０の各々は、電圧コンバータ回路の少なくとも一部を構成する。端子台モジュール３０は、電源装置６０や電気負荷６１等の外部機器と複数のコンバータモジュール１０との間に介在して両者を電気的に接続する。 1A and 1B are schematic block diagrams of a power conversion device according to an embodiment. The power converter includes a plurality of converter modules 10 and one terminal block module 30. FIG. 1A shows an example in which the power converter includes two converter modules 10, and FIG. 1B shows an example in which the power converter includes three converter modules 10. Each of the converter modules 10 constitutes at least a portion of the voltage converter circuit. The terminal block module 30 is interposed between an external device such as a power supply device 60 or an electric load 61 and a plurality of converter modules 10 to electrically connect the two.

コンバータモジュール１０の各々は、入力端子対１５ｉ及び出力端子対１５ｏを有する。端子台モジュール３０は、一対の外部入力端子３２ｉ及び一対の外部出力端子３２ｏを含む。端子台モジュール３０は、複数のコンバータモジュール１０の入力端子対１５ｉを並列接続するとともに、外部入力端子３２ｉに接続している。同様に、端子台モジュール３０は、複数のコンバータモジュール１０の出力端子対１５ｏを並列接続するとともに、外部出力端子３２ｏに接続している。外部入力端子３２ｉに電源装置６０が接続され、外部出力端子３２ｏに電気負荷６１が接続されている。 Each of the converter modules 10 has an input terminal pair 15i and an output terminal pair 15o. The terminal block module 30 includes a pair of external input terminals 32i and a pair of external output terminals 32o. The terminal block module 30 connects the input terminal pairs 15i of the plurality of converter modules 10 in parallel and also connects them to the external input terminals 32i. Similarly, in the terminal block module 30, the output terminal pairs 15o of the plurality of converter modules 10 are connected in parallel and are connected to the external output terminals 32o. The power supply device 60 is connected to the external input terminal 32i, and the electric load 61 is connected to the external output terminal 32o.

図２は、実施例による電力変換装置の電気系統の接続構成図である。実施例による電力変換装置は、複数のコンバータモジュール１０、１台の端子台モジュール３０、１台のファンモジュール５０、及び複数のリアクトル２８を含む。複数のリアクトル２８は、コンバータモジュール１０に対応して設けられている。図２に示した例では、電力変換装置が３個のコンバータモジュール１０及び３個のリアクトル２８を含んでいる。コンバータモジュール１０の各々は、電圧コンバータ回路の一部を構成しており、コンバータモジュール１０とリアクトル２８とが電圧コンバータ回路を構成する。 FIG. 2 is a connection configuration diagram of an electric system of the power conversion device according to the embodiment. The power conversion device according to the embodiment includes a plurality of converter modules 10, one terminal block module 30, one fan module 50, and a plurality of reactors 28. The plurality of reactors 28 are provided corresponding to the converter module 10. In the example shown in FIG. 2, the power converter includes three converter modules 10 and three reactors 28. Each of the converter modules 10 constitutes a part of the voltage converter circuit, and the converter module 10 and the reactor 28 form the voltage converter circuit.

複数のコンバータモジュール１０のうち１つがマスター機１０Ｍとして動作し、他のコンバータモジュール１０はスレーブ機１０Ｓとして動作する。コンバータモジュール１０の各々は、コントロール回路１１、スイッチング回路１２、リレー１３、制御電源回路１４、及びコンバータ側接続端子部１５を含む。コンバータ側接続端子部１５に、コンバータ側の正側入力端子１５Ｐｉ、負側入力端子１５Ｎｉ、正側出力端子１５Ｐｏ、負側出力端子１５Ｎｏ、リアクトル入力端子１５Ｌｉ、及びリアクトル出力端子１５Ｌｏが配置されている。 One of the plurality of converter modules 10 operates as the master machine 10M, and the other converter module 10 operates as the slave machine 10S. Each of the converter modules 10 includes a control circuit 11, a switching circuit 12, a relay 13, a control power supply circuit 14, and a converter-side connection terminal portion 15. A positive input terminal 15Pi, a negative input terminal 15Ni, a positive output terminal 15Po, a negative output terminal 15No, a reactor input terminal 15Li, and a reactor output terminal 15Lo are arranged on the converter side connection terminal portion 15. ..

図３は、マスター機１０Ｍとして動作するコンバータモジュール１０及びリアクトル２８の等価回路図である。 FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the converter module 10 and the reactor 28 that operate as the master machine 10M.

コンバータモジュール１０のスイッチング回路１２は、２つのスイッチング素子１２Ａ及び１２Ｂを含む。スイッチング素子１２Ａ、１２Ｂには、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。２つのスイッチング素子１２Ａ及び１２Ｂに、それぞれフリーホイールダイオード１２Ｃ及び１２Ｄが接続されている。 The switching circuit 12 of the converter module 10 includes two switching elements 12A and 12B. For the switching elements 12A and 12B, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used. Freewheel diodes 12C and 12D are connected to the two switching elements 12A and 12B, respectively.

２つのスイッチング素子１２Ａ及び１２Ｂが直列に接続され、この直列回路の一方の端部が正側出力端子１５Ｐｏに接続され、他方の端部が負側出力端子１５Ｎｏ及び負側入力端子１５Ｎｉに接続されている。２つのスイッチング素子１２Ａと１２Ｂとの相互接続点が、リアクトル出力端子１５Ｌｏに接続されている。リレー１３の一方の端子がリアクトル入力端子１５Ｌｉに接続され、他方の端子が正側入力端子１５Ｐｉに接続されている。リアクトル２８が、リアクトル入力端子１５Ｌｉとリアクトル出力端子１５Ｌｏとの間に接続されている。スイッチング回路１２とリアクトル２８とによってチョッパ回路が構成される。コンバータモジュール１０とリアクトル２８とによって昇降圧コンバータ回路が構成される。スイッチング回路１２でスイッチングされた電流が、正側出力端子１５Ｐｏ、負側出力端子１５Ｎｏ、正側入力端子Ｐｉ、負側入力端子１５Ｎｉ、リアクトル出力端子１５Ｌｏ、及びリアクトル入力端子１５Ｌｉを通してコンバータモジュール１０に流出入する。 Two switching elements 12A and 12B are connected in series, one end of this series circuit is connected to the positive output terminal 15Po, and the other end is connected to the negative output terminal 15No and the negative input terminal 15Ni. ing. The interconnection point between the two switching elements 12A and 12B is connected to the reactor output terminal 15Lo. One terminal of the relay 13 is connected to the reactor input terminal 15Li, and the other terminal is connected to the positive input terminal 15Pi. The reactor 28 is connected between the reactor input terminal 15Li and the reactor output terminal 15Lo. The chopper circuit is composed of the switching circuit 12 and the reactor 28. The buck-boost converter circuit is composed of the converter module 10 and the reactor 28. The current switched by the switching circuit 12 flows out to the converter module 10 through the positive output terminal 15Po, the negative output terminal 15No, the positive input terminal Pi, the negative input terminal 15Ni, the reactor output terminal 15Lo, and the reactor input terminal 15Li. Enter.

コントロール回路１１が２つのスイッチング素子１２Ａ及び１２Ｂのオンオフを制御する。コントロール回路１１は、スイッチング素子１２Ａ及び１２Ｂのスイッチング周波数及びデューティ比を変化させることができる。さらに、コントロール回路１１はリレー１３のオンオフを制御する。 The control circuit 11 controls the on / off of the two switching elements 12A and 12B. The control circuit 11 can change the switching frequency and duty ratio of the switching elements 12A and 12B. Further, the control circuit 11 controls the on / off of the relay 13.

制御電源端子１６から制御電源回路１４を介してコントロール回路１１に電源が供給される。コントロール回路１１は、ファン制御端子１７を介してファン電源回路５２（図２）にファン５３（図２）の動作を制御する信号を送信する。 Power is supplied from the control power supply terminal 16 to the control circuit 11 via the control power supply circuit 14. The control circuit 11 transmits a signal for controlling the operation of the fan 53 (FIG. 2) to the fan power supply circuit 52 (FIG. 2) via the fan control terminal 17.

図２を参照して説明を続ける。スレーブ機１０Ｓとして動作するコンバータモジュール１０は、マスター機１０Ｍとして動作するコンバータモジュール１０からファン制御端子１７を取り除いた構成と同一である。なお、マスター機１０Ｍとして動作するコンバータモジュール１０と、スレーブ機１０Ｓとして動作するコンバータモジュール１０とを同一の構成としてもよい。この場合、スレーブ機１０Ｓとして動作するコンバータモジュール１０では、ファン制御端子１７が使用されない。 The description will be continued with reference to FIG. The converter module 10 that operates as the slave machine 10S has the same configuration as the converter module 10 that operates as the master machine 10M with the fan control terminal 17 removed. The converter module 10 that operates as the master machine 10M and the converter module 10 that operates as the slave machine 10S may have the same configuration. In this case, the fan control terminal 17 is not used in the converter module 10 that operates as the slave machine 10S.

端子台モジュール３０は、電源装置６０、電気負荷６１等の外部機器、及びリアクトル２８と、コンバータモジュール１０との間に介在して、両者を電気的に接続する。端子台モジュール３０の端子台側接続端子部３１に、コンバータモジュール１０ごとに、端子台側の正側入力端子３１Ｐｉ、負側入力端子３１Ｎｉ、正側出力端子３１Ｐｏ、負側出力端子３１Ｎｏ、リアクトル入力端子３１Ｌｉ、及びリアクトル出力端子３１Ｌｏが配置されている。コンバータ側接続端子部１５の複数の端子と、端子台側接続端子部３１の対応する複数の端子とが接続導体、例えばブスバーで接続されている。 The terminal block module 30 is interposed between the power supply device 60, an external device such as an electric load 61, the reactor 28, and the converter module 10 to electrically connect the two. For each converter module 10, the terminal block module 30 has a positive input terminal 31Pi, a negative input terminal 31Ni, a positive output terminal 31Po, a negative output terminal 31No, and a reactor input for each converter module 10. The terminal 31Li and the reactor output terminal 31Lo are arranged. A plurality of terminals of the converter side connection terminal portion 15 and a plurality of corresponding terminals of the terminal block side connection terminal portion 31 are connected by a connecting conductor, for example, a bus bar.

さらに、端子台モジュール３０に、外部機器と接続するための複数の外部接続端子が配置されている。具体的には、電源装置６０と接続するための正側入力端子３２Ｐｉと負側入力端子３２Ｎｉ、電気負荷６１と接続するための正側出力端子３２Ｐｏと負側出力端子３２Ｎｏ、リアクトル２８と接続するための３組のリアクトル入力端子３２Ｌｉとリアクトル出力端子３２Ｌｏが配置されている。 Further, the terminal block module 30 is provided with a plurality of external connection terminals for connecting to an external device. Specifically, it connects the positive input terminal 32Pi and the negative input terminal 32Ni for connecting to the power supply device 60, the positive output terminal 32Po for connecting to the electric load 61, the negative output terminal 32No, and the reactor 28. Three sets of reactor input terminals 32Li and reactor output terminals 32Lo are arranged for this purpose.

端子台モジュール３０は、複数のコンバータモジュール１０の入力端子対、すなわち正側入力端子１５Ｐｉと負側入力端子１５Ｎｉとを並列接続し、複数のコンバータモジュール１０の出力端子対、すなわち正側出力端子１５Ｐｏと負側出力端子１５Ｎｏとを並列接続している。具体的には、電源装置６０に接続するための正側入力端子３２Ｐｉが、端子台側接続端子部３１のすべての正側入力端子３１Ｐｉに接続され、電源装置６０に接続するための負側入力端子３２Ｎｉが、端子台側接続端子部３１のすべての負側入力端子３１Ｎｉに接続され、電気負荷６１に接続するための正側出力端子３２Ｐｏが、端子台側接続端子部３１のすべての正側出力端子３１Ｐｏに接続され、電気負荷６１に接続するための負側出力端子３２Ｎｏが、端子台側接続端子部３１のすべての負側出力端子３１Ｎｏに接続されている。このように、複数のコンバータモジュール１０の入力端子対及び出力端子対の双方が並列接続されることにより、電力変換装置が複数のコンバータモジュール１０によって負荷分散されている。 The terminal block module 30 connects the input terminal pair of the plurality of converter modules 10, that is, the positive input terminal 15Pi and the negative input terminal 15Ni in parallel, and connects the output terminal pair of the plurality of converter modules 10, that is, the positive output terminal 15Po. And the negative output terminal 15No are connected in parallel. Specifically, the positive input terminal 32Pi for connecting to the power supply device 60 is connected to all the positive input terminals 31Pi of the terminal block side connection terminal unit 31, and the negative side input for connecting to the power supply device 60. The terminal 32Ni is connected to all the negative input terminals 31Ni of the terminal block side connection terminal 31, and the positive output terminal 32Po for connecting to the electric load 61 is all the positive side of the terminal block side connection terminal 31. Negative output terminals 32No, which are connected to the output terminal 31Po and for connecting to the electric load 61, are connected to all the negative output terminals 31No of the terminal block side connection terminal portion 31. In this way, both the input terminal pair and the output terminal pair of the plurality of converter modules 10 are connected in parallel, so that the power conversion device is load-distributed by the plurality of converter modules 10.

ファンモジュール５０は、制御電源端子台５１、ファン電源回路５２、ファン５３、制御電源端子５５、及びファン制御端子５６を含む。制御電源端子台５１は制御用電源装置６５に接続される。ファン電源回路５２は、制御電源端子台５１を介して供給される電力を受け、ファン５３に駆動用の電力を供給する。 The fan module 50 includes a control power supply terminal block 51, a fan power supply circuit 52, a fan 53, a control power supply terminal 55, and a fan control terminal 56. The control power supply terminal block 51 is connected to the control power supply device 65. The fan power supply circuit 52 receives the electric power supplied through the control power supply terminal block 51, and supplies the electric power for driving to the fan 53.

制御電源端子５５は、コンバータモジュール１０に対応して設けられており、対応するコンバータモジュール１０の制御電源端子１６に接続されている。制御用電源装置６５から、制御電源端子台５１、制御電源端子５５、１６、及び制御電源回路１４を介してコントロール回路１１に電源が供給される。ファン制御端子５６はコンバータモジュール１０のマスター機１０Ｍのファン制御端子１７に接続されている。コンバータモジュール１０のマスター機１０Ｍのコントロール回路１１が、ファン制御端子１７及び５６を介してファン電源回路５２に、ファン５３の駆動信号を送信する。 The control power supply terminal 55 is provided corresponding to the converter module 10 and is connected to the control power supply terminal 16 of the corresponding converter module 10. Power is supplied from the control power supply device 65 to the control circuit 11 via the control power supply terminal block 51, the control power supply terminals 55 and 16, and the control power supply circuit 14. The fan control terminal 56 is connected to the fan control terminal 17 of the master machine 10M of the converter module 10. The control circuit 11 of the master machine 10M of the converter module 10 transmits a drive signal of the fan 53 to the fan power supply circuit 52 via the fan control terminals 17 and 56.

外部の制御装置６６からマスター機１０Ｍのコントロール回路１１に制御信号が送信される。マスター機１０Ｍのコントロール回路１１、及びスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１は、相互に通信を行う。 A control signal is transmitted from the external control device 66 to the control circuit 11 of the master machine 10M. The control circuit 11 of the master machine 10M and the control circuit 11 of the slave machine 10S communicate with each other.

次に、図４及び図５を参照して、実施例による電力変換装置の構造について説明する。 Next, the structure of the power conversion device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、実施例による電力変換装置の概略斜視図である。複数のコンバータモジュール１０の各々は、ほぼ縦長の直方体形状を有し、複数のコンバータモジュール１０が横方向（水平方向）に一列に並んで配置されている。複数のコンバータモジュール１０の下方に端子台モジュール３０が配置され、上方にファンモジュール５０が配置されている。端子台モジュール３０は、一列に並ぶ複数のコンバータモジュール１０の一方の端のコンバータモジュール１０の直下から他方の端のコンバータモジュール１０の直下まで至る長さを持つ。同様に、ファンモジュール５０は、一方の端のコンバータモジュール１０の直上から他方の端のコンバータモジュール１０の直上まで至る長さを持つ。端子台モジュール３０及びファンモジュール５０は、コンバータモジュール１０の台数に対応して過不足の無い大きさとされている。 FIG. 4 is a schematic perspective view of the power conversion device according to the embodiment. Each of the plurality of converter modules 10 has a substantially vertically long rectangular parallelepiped shape, and the plurality of converter modules 10 are arranged side by side in a horizontal direction (horizontal direction). The terminal block module 30 is arranged below the plurality of converter modules 10, and the fan module 50 is arranged above. The terminal block module 30 has a length extending from directly below the converter module 10 at one end of the plurality of converter modules 10 arranged in a row to directly below the converter module 10 at the other end. Similarly, the fan module 50 has a length extending from directly above the converter module 10 at one end to directly above the converter module 10 at the other end. The terminal block module 30 and the fan module 50 are of just the right size according to the number of converter modules 10.

コンバータモジュール１０の前面に、コンバータ側接続端子部１５、制御電源端子１６、ファン制御端子１７、通信ケーブル用端子１８が配置されている。端子台モジュール３０の前面に、端子台側接続端子部３１、及び外部機器と接続するための複数の正側入力端子３２Ｐｉ、負側入力端子３２Ｎｉ、複数のリアクトル入力端子３２Ｌｉ、複数のリアクトル出力端子３２Ｌｏ、正側出力端子３２Ｐｏ、及び負側出力端子３２Ｎｏが配置されている。ファンモジュール５０の前面に、制御電源端子５５及びファン制御端子５６が配置されている。 A converter side connection terminal portion 15, a control power supply terminal 16, a fan control terminal 17, and a communication cable terminal 18 are arranged on the front surface of the converter module 10. On the front surface of the terminal block module 30, a terminal block side connection terminal 31 and a plurality of positive input terminals 32Pi, negative input terminals 32Ni, a plurality of reactor input terminals 32Li, and a plurality of reactor output terminals for connecting to an external device. 32Lo, a positive output terminal 32Po, and a negative output terminal 32No are arranged. A control power supply terminal 55 and a fan control terminal 56 are arranged on the front surface of the fan module 50.

コンバータモジュール１０の各々のコンバータ側接続端子部１５に、正側入力端子１５Ｐｉ、負側入力端子１５Ｎｉ、リアクトル入力端子１５Ｌｉ、リアクトル出力端子１５Ｌｏ、正側出力端子１５Ｐｏ、及び負側出力端子１５Ｎｏがこの順番に配置されている。端子台モジュール３０の端子台側接続端子部３１にも、コンバータモジュール１０ごとに、正側入力端子３１Ｐｉ、負側入力端子３１Ｎｉ、リアクトル入力端子３１Ｌｉ、リアクトル出力端子３１Ｌｏ、正側出力端子３１Ｐｏ、及び負側出力端子３１Ｎｏが配置されている。コンバータ側接続端子部１５の複数の端子と、端子台側接続端子部３１の複数の端子とは、コンバータモジュール１０ごとに同一の間隔で、同じ順序で並んでいる。対応する端子同士が接続導体７０により接続されている。接続導体７０が機械的支持力を有する剛性を持ち、コンバータモジュール１０は接続導体７０によって端子台モジュール３０に機械的に支持される。 The positive input terminal 15Pi, the negative input terminal 15Ni, the reactor input terminal 15Li, the reactor output terminal 15Lo, the positive output terminal 15Po, and the negative output terminal 15No are connected to each converter side connection terminal 15 of the converter module 10. They are arranged in order. Also on the terminal block side connection terminal 31 of the terminal block module 30, for each converter module 10, positive input terminal 31Pi, negative input terminal 31Ni, reactor input terminal 31Li, reactor output terminal 31Lo, positive output terminal 31Po, and The negative output terminal 31No is arranged. The plurality of terminals of the converter side connection terminal portion 15 and the plurality of terminals of the terminal block side connection terminal portion 31 are arranged in the same order at the same interval for each converter module 10. The corresponding terminals are connected to each other by a connecting conductor 70. The connecting conductor 70 has a rigidity having a mechanical bearing capacity, and the converter module 10 is mechanically supported by the terminal block module 30 by the connecting conductor 70.

複数のコンバータモジュール１０の制御電源端子１６と、ファンモジュール５０の複数の制御電源端子５５とが、それぞれ電源ケーブル７５によって接続されている。コンバータモジュール１０のマスター機１０Ｍのファン制御端子１７とファンモジュール５０のファン制御端子５６とが制御配線７６によって接続されている。外部の制御装置６６、及び複数のコンバータモジュール１０のコントロール回路１１（図２）が通信ケーブル７７によって接続されている。 The control power supply terminals 16 of the plurality of converter modules 10 and the plurality of control power supply terminals 55 of the fan module 50 are connected by power cables 75, respectively. The fan control terminal 17 of the master machine 10M of the converter module 10 and the fan control terminal 56 of the fan module 50 are connected by a control wiring 76. The external control device 66 and the control circuits 11 (FIG. 2) of the plurality of converter modules 10 are connected by a communication cable 77.

コンバータモジュール１０の筐体の上端から上方に固定部１９が延び、ファンモジュール５０の筐体の下端から下方に固定部５８が延びる。コンバータモジュール１０の固定部１９がファンモジュール５０の固定部５８にねじ止め等によって固定されることにより、コンバータモジュール１０がファンモジュール５０に機械的に支持される。ファンモジュール５０のファン５３によって発生した気流によって、コンバータモジュール１０が冷却される。 The fixing portion 19 extends upward from the upper end of the housing of the converter module 10, and the fixing portion 58 extends downward from the lower end of the housing of the fan module 50. The converter module 10 is mechanically supported by the fan module 50 by fixing the fixing portion 19 of the converter module 10 to the fixing portion 58 of the fan module 50 by screwing or the like. The converter module 10 is cooled by the airflow generated by the fan 53 of the fan module 50.

図５は、コンバータ側接続端子部１５及び端子台側接続端子部３１を斜め下方から見た部分斜視図である。コンバータ側接続端子部１５は、支持板１５１、複数の絶縁端子１５２、及び側板１５３を含む。支持板１５１は、コンバータモジュール１０（図４）の筐体に固定されている。複数のコンバータ側ブスバー７０１が、それぞれ絶縁端子１５２により支持板１５１に固定されており、スイッチング回路１２及びリレー１３（図３）に電気的に接続されている。複数の絶縁端子１５２が、図３に示した正側入力端子１５Ｐｉ、負側入力端子１５Ｎｉ、リアクトル入力端子１５Ｌｉ、リアクトル出力端子１５Ｌｏ、正側出力端子１５Ｐｏ、及び負側出力端子１５Ｎｏに相当する。コンバータ側ブスバー７０１は、絶縁端子１５２から端子台側接続端子部３１に向かって（下方に向かって）延びる。側板１５３が、支持板１５１に対して垂直に、かつコンバータ側ブスバー７０１の伸びる方向と平行な姿勢で、支持板１５１に固定されている。 FIG. 5 is a partial perspective view of the converter side connection terminal portion 15 and the terminal block side connection terminal portion 31 as viewed from diagonally below. The converter side connection terminal portion 15 includes a support plate 151, a plurality of insulating terminals 152, and a side plate 153. The support plate 151 is fixed to the housing of the converter module 10 (FIG. 4). A plurality of converter-side busbars 701 are fixed to the support plate 151 by insulating terminals 152, and are electrically connected to the switching circuit 12 and the relay 13 (FIG. 3). The plurality of isolated terminals 152 correspond to the positive input terminal 15Pi, the negative input terminal 15Ni, the reactor input terminal 15Li, the reactor output terminal 15Lo, the positive output terminal 15Po, and the negative output terminal 15No shown in FIG. The converter-side bus bar 701 extends from the insulating terminal 152 toward the terminal block-side connection terminal portion 31 (downward). The side plate 153 is fixed to the support plate 151 in a posture perpendicular to the support plate 151 and parallel to the extending direction of the converter side bus bar 701.

端子台側接続端子部３１は、支持板３１１、複数の絶縁端子３１２、及び側板３１３を含む。支持板３１１は端子台モジュール３０の筐体に固定されている。複数の絶縁端子３１２が、図４に示した端子台側接続端子部３１の正側入力端子３１Ｐｉ、負側入力端子３１Ｎｉ、リアクトル入力端子３１Ｌｉ、リアクトル出力端子３１Ｌｏ、正側出力端子３１Ｐｏ、及び負側出力端子３１Ｎｏに相当する。複数の端子台側ブスバー７０２が絶縁端子３１２により支持板３１１に固定されており、図２、図３に示した外部接続用の正側入力端子３２Ｐｉ、負側入力端子３２Ｎｉ、リアクトル入力端子３２Ｌｉ、リアクトル出力端子３２Ｌｏ、正側出力端子３２Ｐｏ、及び負側出力端子３２Ｎｏに接続されている。 The terminal block side connection terminal portion 31 includes a support plate 311 and a plurality of insulating terminals 312, and a side plate 313. The support plate 311 is fixed to the housing of the terminal block module 30. The plurality of insulated terminals 312 are the positive input terminal 31Pi, the negative input terminal 31Ni, the reactor input terminal 31Li, the reactor output terminal 31Lo, the positive output terminal 31Po, and the negative side of the terminal block side connection terminal portion 31 shown in FIG. Corresponds to the side output terminal 31No. A plurality of terminal block side bus bars 702 are fixed to the support plate 311 by the insulating terminal 312, and the positive input terminal 32Pi, the negative input terminal 32Ni, and the reactor input terminal 32Li for external connection shown in FIGS. It is connected to the reactor output terminal 32Lo, the positive side output terminal 32Po, and the negative side output terminal 32No.

コンバータモジュール１０側の支持板１５１の下端側の一部分が、端子台モジュール３０側の支持板３１１の上端側の一部分の上に重なっている。コンバータ側ブスバー７０１の下端側の一部分が、端子台側ブスバー７０２の上端側の一部分の上に重なっている。ブスバーの７０１と７０２との重なり箇所が、着脱可能な締結具、例えばねじ７０３で締結されることにより、端子台側ブスバー７０２に対してコンバータ側ブスバー７０１が機械的に固定され、かつ電気的に接続されている。 A part of the support plate 151 on the converter module 10 side on the lower end side overlaps a part on the upper end side of the support plate 311 on the terminal block module 30 side. A part of the lower end side of the converter side bus bar 701 overlaps a part of the upper end side of the terminal block side bus bar 702. By fastening the overlapping points of the busbars 701 and 702 with a detachable fastener such as a screw 703, the converter side busbar 701 is mechanically fixed to the terminal block side busbar 702 and electrically. It is connected.

端子台モジュール３０側の側板３１３は、微小間隙を隔てて配置された２枚の板を含んでいる。この２枚の板の間に、コンバータモジュール１０側の側板１５３の下端が挿入される。 The side plate 313 on the terminal block module 30 side includes two plates arranged with a minute gap apart. The lower end of the side plate 153 on the converter module 10 side is inserted between the two plates.

次に、図６〜図８Ｂを参照して、実施例による電力変換装置の動作について説明する。 Next, the operation of the power conversion device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8B.

図６は、実施例による電力変換装置の電圧変換動作に関わる部分の等価回路図である。コンバータモジュール１０の各々の回路構成については図３を参照して説明したので、ここでは説明を省略する。複数のコンバータモジュール１０の入力側の端子、すなわち正側入力端子１５Ｐｉと負側入力端子１５Ｎｉとが並列接続され、出力側の端子、すなわち正側出力端子１５Ｐｏと負側出力端子１５Ｎｏとが並列接続されている。複数の負側入力端子Ｎｉと複数の負側出力端子Ｎｏとが相互に接続されて接地される。 FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a part related to the voltage conversion operation of the power conversion device according to the embodiment. Since each circuit configuration of the converter module 10 has been described with reference to FIG. 3, description thereof will be omitted here. The input side terminals of the plurality of converter modules 10, that is, the positive side input terminal 15Pi and the negative side input terminal 15Ni are connected in parallel, and the output side terminals, that is, the positive side output terminal 15Po and the negative side output terminal 15No are connected in parallel. Has been done. A plurality of negative input terminals Ni and a plurality of negative output terminals No. are connected to each other and grounded.

外部の電源装置６０から電力変換装置に向かって流れる電流をＩで表す。３つのコンバータモジュール１０にそれぞれ入力される電流を、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３で表す。コンバータモジュール１０の入力側の端子が並列接続されているため、
Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３
が成り立つ。 The current flowing from the external power supply device 60 toward the power conversion device is represented by I. The currents input to the three converter modules 10 are represented by I1, I2, and I3, respectively. Since the terminals on the input side of the converter module 10 are connected in parallel,
I = I1 + I2 + I3
Is established.

制御装置６６がマスター機１０Ｍのコントロール回路１１に制御信号を送信する。マスター機１０Ｍのコントロール回路１１は、複数のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１と、動作の制御のための通信を行う。 The control device 66 transmits a control signal to the control circuit 11 of the master machine 10M. The control circuit 11 of the master machine 10M communicates with the control circuits 11 of the plurality of slave machines 10S for controlling the operation.

図７は、複数のコンバータモジュール１０のコントロール回路１１の間の通信シーケンス、及びコントロール回路１１の動作を示す図である。図７では、１台のマスター機１０Ｍと２台のスレーブ機１０Ｓとで電力変換装置が構成されている例を示している。マスター機１０Ｍ及びスレーブ機１０Ｓには同一のクロック信号が与えられており、このクロック信号に基づいて、複数のコンバータモジュール１０が、同一のスイッチング周波数でスイッチング回路１２（図３）のスイッチングを行う。マスター機１０Ｍのスイッチングの位相を基準とし、スレーブ機１０Ｓは位相をシフトさせてスイッチングを行う。いる。以下、図７を参照して、位相シフト量の決定方法について説明する。 FIG. 7 is a diagram showing a communication sequence between the control circuits 11 of the plurality of converter modules 10 and the operation of the control circuits 11. FIG. 7 shows an example in which a power conversion device is configured by one master machine 10M and two slave machines 10S. The same clock signal is given to the master machine 10M and the slave machine 10S, and the plurality of converter modules 10 switch the switching circuit 12 (FIG. 3) at the same switching frequency based on the same clock signal. Based on the switching phase of the master machine 10M, the slave machine 10S shifts the phase to perform switching. There is. Hereinafter, a method for determining the phase shift amount will be described with reference to FIG. 7.

外部の制御装置６６（図６）からマスター機１０Ｍのコントロール回路１１に起動信号が送信されると、マスター機１０Ｍのコントロール回路１１はスレーブ機１０Ｓに対して点呼を行う。マスター機１０Ｍのコントロール回路１１は、スレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１からの応答により、接続されているスレーブ機１０Ｓの台数を検知する（ステップＳ０１）。 When the start signal is transmitted from the external control device 66 (FIG. 6) to the control circuit 11 of the master machine 10M, the control circuit 11 of the master machine 10M makes a roll call to the slave machine 10S. The control circuit 11 of the master machine 10M detects the number of connected slave machines 10S based on the response from the control circuit 11 of the slave machine 10S (step S01).

マスター機１０Ｍのコントロール回路１１は、接続されているスレーブ機１０Ｓの台数に基づいて、スレーブ機１０Ｓで設定すべき位相シフト量の刻み幅を算出する（ステップＳ０２）。接続されているスレーブ機１０Ｓの台数がＮのとき、位相シフト量の刻み幅ΔＰＳは下記の式で算出される。
ΔＰＳ＝１／（Ｎ＋１）
例えば、接続されているスレーブ機１０Ｓの台数が１台のとき、位相シフト量の刻み幅ΔＰＳは１／２と算出され、接続されているスレーブ機１０Ｓの台数が２台のとき、位相シフト量の刻み幅ΔＰＳは１／３と算出される。位相シフト量の刻み幅ΔＰＳは、位相シフト量が３６０°×ΔＰＳだけずれることを意味する。 The control circuit 11 of the master machine 10M calculates the step size of the phase shift amount to be set by the slave machine 10S based on the number of connected slave machines 10S (step S02). When the number of connected slave machines 10S is N, the step size ΔPS of the phase shift amount is calculated by the following formula.
ΔPS = 1 / (N + 1)
For example, when the number of connected slave machines 10S is 1, the step size ΔPS of the phase shift amount is calculated as 1/2, and when the number of connected slave machines 10S is 2, the phase shift amount is calculated. The step size ΔPS of is calculated as 1/3. The step size ΔPS of the phase shift amount means that the phase shift amount is deviated by 360 ° × ΔPS.

マスター機１０Ｍのコントロール回路１１は、１台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１に、位相シフト量の刻み幅ΔＰＳを通知する（ステップＳ０３）。１台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１は、自機の位相シフト量ＰＳとして、位相シフト量の刻み幅ΔＰＳを設定する（ステップＳ０４）。図７に示した例では、１台目のスレーブ機１０Ｓの位相シフト量ＰＳは１／３になる。 The control circuit 11 of the master machine 10M notifies the control circuit 11 of the first slave machine 10S of the step size ΔPS of the phase shift amount (step S03). The control circuit 11 of the first slave machine 10S sets the step size ΔPS of the phase shift amount as the phase shift amount PS of the own machine (step S04). In the example shown in FIG. 7, the phase shift amount PS of the first slave machine 10S is 1/3.

その後、１台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１は、自機の位相シフト量ＰＳと刻み幅ΔＰＳを２台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１に通知する（ステップＳ０５）。２台目のスレーブ機１０Ｓは、通知された位相シフト量ＰＳに刻み幅ΔＰＳを加えた値を、自機の位相シフト量ＰＳとして設定する（ステップＳ０６）。図７に示した例では位相シフト量ＰＳは２／３になる。３台目以降のスレーブ機１０Ｓの処理も、２台目のスレーブ機１０Ｓの処理と同様である。 After that, the control circuit 11 of the first slave machine 10S notifies the control circuit 11 of the second slave machine 10S of the phase shift amount PS and the step size ΔPS of the own machine (step S05). The second slave unit 10S sets a value obtained by adding the step size ΔPS to the notified phase shift amount PS as the phase shift amount PS of its own unit (step S06). In the example shown in FIG. 7, the phase shift amount PS is 2/3. The processing of the third and subsequent slave machines 10S is the same as the processing of the second slave machine 10S.

スレーブ機１０Ｓは、自機の位相シフト量ＰＳの設定が完了すると、マスター機１０Ｍに設定完了を通知する（ステップＳ０７）。 When the setting of the phase shift amount PS of the own machine is completed, the slave machine 10S notifies the master machine 10M of the completion of the setting (step S07).

マスター機１０Ｍのコントロール回路１１は、全てのスレーブ機１０Ｓから設定完了の通知を受信すると、昇降圧制御を開始する（ステップＳ０８）と同時に、１台目のスレーブ機１０Ｓに制御開始を指令する（ステップＳ０９）。１台目のスレーブ機１０Ｓは、制御開始の指令を受信すると、設定されている位相シフト量ＰＳに基づいて昇降圧制御を開始する（ステップＳ１０）とともに、２台目のスレーブ機１０Ｓに制御開始を指令する（ステップＳ１１）。２台目のスレーブ機１０Ｓは、制御開始の指令を受信すると、設定されている位相シフト量ＰＳに基づいて昇降圧制御を開始する（ステップＳ１２）。スレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１は、昇降圧制御を開始するとマスター機１０Ｍに運転確認通知を送信する（ステップＳ１３）。 When the control circuit 11 of the master machine 10M receives the notification of the setting completion from all the slave machines 10S, it starts the buck-boost control (step S08) and at the same time commands the first slave machine 10S to start the control (step S08). Step S09). When the first slave unit 10S receives the control start command, the first slave unit 10S starts the buck-boost control based on the set phase shift amount PS (step S10), and the second slave unit 10S starts control. (Step S11). When the second slave unit 10S receives the control start command, the second slave unit 10S starts the buck-boost control based on the set phase shift amount PS (step S12). When the control circuit 11 of the slave machine 10S starts the buck-boost control, the control circuit 11 transmits an operation confirmation notification to the master machine 10M (step S13).

マスター機１０Ｍのコントロール回路１１が外部の制御装置６６（図２）から運転停止の指令を受けると、昇降圧制御を停止させる（ステップＳ１４）と共に、１台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１に制御停止を指令する（ステップＳ１５）。１台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１は、制御停止の指令を受信すると、昇降圧制御を停止すると（ステップＳ１６）と共に、２台目のスレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１に制御停止を指令する（ステップＳ１７）。２台目のスレーブ機１０Ｓは、制御停止の指令を受信すると、昇降圧制御を停止する（ステップＳ１８）。スレーブ機１０Ｓのコントロール回路１１は、昇降圧制御を停止するとマスター機１０Ｍに運転停止完了を通知する（ステップＳ１９）。 When the control circuit 11 of the master machine 10M receives a command to stop operation from the external control device 66 (FIG. 2), the buck-boost control is stopped (step S14), and the control circuit 11 of the first slave machine 10S is used. Command the control stop (step S15). When the control circuit 11 of the first slave machine 10S receives the command to stop the control, when the buck-boost control is stopped (step S16), the control circuit 11 of the second slave machine 10S is instructed to stop the control. (Step S17). Upon receiving the control stop command, the second slave unit 10S stops the buck-boost control (step S18). When the buck-boost control is stopped, the control circuit 11 of the slave machine 10S notifies the master machine 10M of the completion of the operation stop (step S19).

次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、外部の電源装置６０から電力変換装置に入力される電流の波形について説明する。 Next, with reference to FIGS. 8A and 8B, the waveform of the current input from the external power supply device 60 to the power conversion device will be described.

図８Ａは、マスター機１０Ｍに接続されたスレーブ機１０Ｓが１台の場合の電流の波形を示すグラフである。横軸は経過時間を表し、縦軸は電流の大きさを表す。太い実線は、マスター機１０Ｍに流れ込む電流Ｉ１（図６）を示し、細い実線は、スレーブ機１０Ｓに流れ込む電流Ｉ２を示し、破線は電源装置６０から流出する電流Ｉを示す。 FIG. 8A is a graph showing the waveform of the current when there is one slave machine 10S connected to the master machine 10M. The horizontal axis represents the elapsed time, and the vertical axis represents the magnitude of the current. The thick solid line shows the current I1 (FIG. 6) flowing into the master machine 10M, the thin solid line shows the current I2 flowing into the slave machine 10S, and the broken line shows the current I flowing out from the power supply device 60.

マスター機１０Ｍに接続されているスレーブ機１０Ｓが１台であるため、スレーブ機１０Ｓの位相シフト量ＰＳは１／２に設定される。スレーブ機１０Ｓは、マスター機１０Ｍに対して位相シフト量ＰＳが１／２の条件でスイッチングを行っているため、電流Ｉ２の波形は電流Ｉ１の波形に対して位相が一周期の１／２、すなわち１８０°遅れている。 Since there is only one slave machine 10S connected to the master machine 10M, the phase shift amount PS of the slave machine 10S is set to 1/2. Since the slave machine 10S switches with respect to the master machine 10M under the condition that the phase shift amount PS is 1/2, the waveform of the current I2 has a phase of 1/2 of one cycle with respect to the waveform of the current I1. That is, it is delayed by 180 °.

図８Ｂは、マスター機１０Ｍに接続されたスレーブ機１０Ｓが２台の場合の電流の波形を示すグラフである。太い実線は、マスター機１０Ｍに流れ込む電流Ｉ１（図６）を示し、細い実線は、１台目のスレーブ機１０Ｓに流れ込む電流Ｉ２を示し、中間の太さの実線は２台目のスレーブ機１０Ｓに流れ込む電流Ｉ３を示し、破線は電源装置６０から流出する電流Ｉを示す。 FIG. 8B is a graph showing a current waveform when there are two slave machines 10S connected to the master machine 10M. The thick solid line shows the current I1 (FIG. 6) flowing into the master machine 10M, the thin solid line shows the current I2 flowing into the first slave machine 10S, and the solid line with an intermediate thickness shows the second slave machine 10S. The current I3 flowing into the power supply device 60 is shown, and the broken line shows the current I flowing out of the power supply device 60.

マスター機１０Ｍに接続されているスレーブ機１０Ｓが２台であるため、１台目のスレーブ機１０Ｓの位相シフト量ＰＳは１／３に設定され、２台目のスレーブ機１０Ｓの位相シフト量ＰＳは２／３に設定される。１台目のスレーブ機１０Ｓは、マスター機１０Ｍに対して位相シフト量ＰＳが１／３の条件でスイッチングを行っているため、電流Ｉ２の波形は電流Ｉ１の波形に対して位相が一周期の１／３、すなわち１２０°遅れている。同様に、電流Ｉ３の波形は電流Ｉ１の波形に対して位相が一周期の２／３、すなわち２４０°遅れている。 Since there are two slave machines 10S connected to the master machine 10M, the phase shift amount PS of the first slave machine 10S is set to 1/3, and the phase shift amount PS of the second slave machine 10S is set. Is set to 2/3. Since the first slave machine 10S switches with respect to the master machine 10M under the condition that the phase shift amount PS is 1/3, the waveform of the current I2 has a phase of one cycle with respect to the waveform of the current I1. It is 1/3, that is, 120 ° behind. Similarly, the waveform of the current I3 is two-thirds of the phase of the waveform of the current I1, that is, 240 ° behind.

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
実施例による電力変換装置においては、コンバータモジュール１０の昇降圧制御される電流の経路が、端子台モジュール３０（図２）を介して外部機器、例えば電源装置６０、電気負荷６１、リアクトル２８（図２）に接続される。このため、例えば、端子台モジュール３０と外部機器との電気的接続を維持したまま（配線を取り外すことなく）、かつ機械的接続構造を維持したまま（機械的接続構造に影響を与えることなく）、故障したコンバータモジュール１０を端子台モジュール３０から取り外し、新たなコンバータモジュール１０を取り付けることができる。さらに、故障していないコンバータモジュール１０と端子台モジュール３０との間の電気的接続を維持したまま、かつ機械的接続構造を維持したまま、故障したコンバータモジュール１０を端子台モジュール３０から取り外すことができる。これにより、作業時の手間を軽減することができるとともに、誤配線のリスクを低減することができる。 Next, the excellent effect of the above embodiment will be described.
In the power conversion device according to the embodiment, the path of the current whose buck-boost control of the converter module 10 is controlled via the terminal block module 30 (FIG. 2) is an external device such as a power supply device 60, an electric load 61, and a reactor 28 (FIG. 2). Connected to 2). Therefore, for example, while maintaining the electrical connection between the terminal block module 30 and the external device (without removing the wiring) and maintaining the mechanical connection structure (without affecting the mechanical connection structure). The failed converter module 10 can be removed from the terminal block module 30 and a new converter module 10 can be attached. Further, the failed converter module 10 can be removed from the terminal block module 30 while maintaining the electrical connection between the non-failed converter module 10 and the terminal block module 30 and maintaining the mechanical connection structure. it can. As a result, it is possible to reduce the labor during work and reduce the risk of erroneous wiring.

また、図５に示したようにコンバータ側ブスバー７０１が端子台側ブスバー７０２の上に重ねられているため、ねじ７０３を緩めてコンバータモジュール１０を端子台モジュール３０から容易に取り外すことができる。コンバータモジュール１０の側板１５３を端子台モジュール３０の側板３１３の間隙部に挿入することにより、新たに取り付けるコンバータモジュール１０を容易に位置決めすることができる。 Further, since the converter-side busbar 701 is superposed on the terminal block-side busbar 702 as shown in FIG. 5, the converter module 10 can be easily removed from the terminal block module 30 by loosening the screw 703. By inserting the side plate 153 of the converter module 10 into the gap between the side plates 313 of the terminal block module 30, the newly attached converter module 10 can be easily positioned.

コンバータモジュール１０の各々にコントロール回路１１が搭載されているため、コンバータモジュール１０の交換時に、コントロール回路１１とスイッチング回路１２（図３）との間の配線の取り外しや取付けの作業を行う必要がない。このため、作業効率を高めることができる。 Since the control circuit 11 is mounted on each of the converter modules 10, it is not necessary to remove or install the wiring between the control circuit 11 and the switching circuit 12 (FIG. 3) when the converter module 10 is replaced. .. Therefore, work efficiency can be improved.

外部機器の定格駆動電力に応じて、コンバータモジュール１０の台数を増減させることにより、種々の定格駆動電力の外部機器に柔軟に対応することができる。端子台モジュール３０及びファンモジュール５０として、コンバータモジュール１０の台数に応じて過不足の無い大きさのものを用いればよい。 By increasing or decreasing the number of converter modules 10 according to the rated drive power of the external device, it is possible to flexibly support external devices with various rated drive powers. As the terminal block module 30 and the fan module 50, those having the same size as the number of converter modules 10 may be used.

コンバータモジュール１０は、コンバータ側ブスバー７０１及び端子台側ブスバー７０２（図５）により端子台モジュール３０に機械的に固定される。コンバータモジュール１０の固定部１９をファンモジュール５０の固定部５８にねじ止めすることにより、コンバータモジュール１０がファンモジュール５０に機械的に固定される。このように、端子台モジュール３０及びファンモジュール５０は、電気的接続を実現する機能を有するとともに、コンバータモジュール１０を機械的に固定するフレームとしての機能を併せ持つ。 The converter module 10 is mechanically fixed to the terminal block module 30 by the converter side bus bar 701 and the terminal block side bus bar 702 (FIG. 5). By screwing the fixing portion 19 of the converter module 10 to the fixing portion 58 of the fan module 50, the converter module 10 is mechanically fixed to the fan module 50. As described above, the terminal block module 30 and the fan module 50 have a function of realizing electrical connection and also have a function of a frame for mechanically fixing the converter module 10.

コンバータモジュール１０の台数を増減させた場合、マスター機１０Ｍのコントロール回路１１がスレーブ機１０Ｓの台数に応じてスレーブ機１０Ｓによるスイッチング動作の位相シフト量の刻み幅ΔＰＳを決定するため、コンバータモジュール１０の台数を増減させてもコンバータモジュール１０のスイッチングの動作タイミングを均等にずらすことができる。これにより、電流リップルの増加を抑制することができる。 When the number of converter modules 10 is increased or decreased, the control circuit 11 of the master machine 10M determines the step size ΔPS of the phase shift amount of the switching operation by the slave machine 10S according to the number of slave machines 10S. Even if the number of units is increased or decreased, the switching operation timing of the converter module 10 can be evenly shifted. As a result, an increase in current ripple can be suppressed.

次に、図９Ａ〜図１０Ｂを参照して、上記実施例による電力変換装置を適用したクレーンシステムについて説明する。 Next, with reference to FIGS. 9A to 10B, a crane system to which the power conversion device according to the above embodiment is applied will be described.

図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ上記実施例によるによる電力変換装置を適用したクレーンシステムの概略正面図及び概略側面図である。複数の柱２３が桁２４を支えている。柱２３と桁２４とによって門型フレームが構成される。柱２３の下端に車輪２７が取り付けられており、門型フレームがレール２１に沿って走行する。図９Ａの紙面に垂直な方向及び図９Ｂの左右方向が走行方向に相当する。門型フレームに搭載された走行用モータ９１が車輪２７を駆動する。 9A and 9B are a schematic front view and a schematic side view of a crane system to which the power conversion device according to the above embodiment is applied, respectively. A plurality of pillars 23 support the girder 24. The pillar 23 and the girder 24 form a gate-shaped frame. Wheels 27 are attached to the lower ends of the pillars 23, and the gate-shaped frame runs along the rails 21. The direction perpendicular to the paper surface of FIG. 9A and the left-right direction of FIG. 9B correspond to the traveling direction. A traveling motor 91 mounted on the gantry frame drives the wheels 27.

桁２４にトロリー２５が搭載されている。トロリー２５は横行用モータ９０によって駆動されることにより横行方向に移動する。図９Ａの左右方向及び図９Ｂの紙面に垂直な方向が横行方向に相当する。走行用モータ９１及び横行用モータ９０は、吊り下げられた対象物を垂直方向と交差する方向に移動させる移動モータとしての役割を持つ。 The trolley 25 is mounted on the girder 24. The trolley 25 moves in the traverse direction by being driven by the traverse motor 90. The left-right direction of FIG. 9A and the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 9B correspond to the transverse direction. The traveling motor 91 and the traversing motor 90 have a role as a moving motor for moving a suspended object in a direction intersecting the vertical direction.

トロリー２５に巻き上げ機２６が搭載されている。巻き上げ機２６は、巻上げモータ８９によって駆動されることにより、先端にフック等の吊り下げ具２６Ａが取り付けられたワイヤの巻上げ及び繰り出しを行う。 The hoisting machine 26 is mounted on the trolley 25. The hoisting machine 26 is driven by a hoisting motor 89 to wind and unwind a wire to which a hanging tool 26A such as a hook is attached to the tip.

車輪２７が、走行用モータ９１によって駆動される対象となる作業部に相当し、トロリー２５が、横行用モータ９０によって駆動される対象となる作業部に相当し、巻き上げ機２６が、巻上げモータ８９によって駆動される対象となる作業部に相当する。 The wheels 27 correspond to the target working unit driven by the traveling motor 91, the trolley 25 corresponds to the target working unit driven by the traversing motor 90, and the hoisting machine 26 corresponds to the hoisting motor 89. Corresponds to the work unit to be driven by.

門型フレームに、交流電源８０、ＡＣ−ＤＣ変換装置８１、蓄電装置８４、及び電力変換装置８５が搭載されている。交流電源８０は、エンジン８０Ｅと発電機８０Ｇとを含む。交流電源８０は、巻上げモータ８９、横行用モータ９０、及び走行用モータ９１に駆動用の電力を供給する。さらに、交流電源８０から供給される電力によって蓄電装置８４が充電される。 An AC power supply 80, an AC-DC conversion device 81, a power storage device 84, and a power conversion device 85 are mounted on the portal frame. The AC power source 80 includes an engine 80E and a generator 80G. The AC power supply 80 supplies driving power to the hoisting motor 89, the traversing motor 90, and the traveling motor 91. Further, the power storage device 84 is charged by the electric power supplied from the AC power source 80.

図１０Ａは、クレーンシステムの電力系統図である。交流電源８０がＡＣ−ＤＣ変換装置８１を介して直流母線８２に接続されている。ＡＣ−ＤＣ変換装置８１は、交流電源８０から供給される交流電力を目標とする電圧の直流電力に変換して直流母線８２に供給する。直流母線８２の正側母線８２Ｐと負側母線８２Ｎとの間に平滑コンデンサ８３が接続されている。 FIG. 10A is a power system diagram of the crane system. The AC power supply 80 is connected to the DC bus 82 via the AC-DC converter 81. The AC-DC conversion device 81 converts the AC power supplied from the AC power supply 80 into DC power having a target voltage and supplies the AC power to the DC bus 82. A smoothing capacitor 83 is connected between the positive bus 82P and the negative bus 82N of the DC bus 82.

蓄電装置８４が電力変換装置８５を介して直流母線８２に接続されている。電力変換装置８５として、上記実施例による電力変換装置が適用される。電力変換装置８５は、蓄電装置８４の充放電を制御する。蓄電装置８４の放電時には、電力変換装置８５は蓄電装置８４の出力電圧を昇圧して蓄電装置８４から直流母線８２に直流電力を供給する。蓄電装置８４の充電時には、電力変換装置８５は直流母線８２の電圧を降圧して直流母線８２から蓄電装置８４に直流電力を供給する。 The power storage device 84 is connected to the DC bus 82 via the power conversion device 85. As the power conversion device 85, the power conversion device according to the above embodiment is applied. The power conversion device 85 controls charging / discharging of the power storage device 84. When the power storage device 84 is discharged, the power conversion device 85 boosts the output voltage of the power storage device 84 and supplies DC power from the power storage device 84 to the DC bus 82. When charging the power storage device 84, the power conversion device 85 steps down the voltage of the DC bus 82 to supply DC power from the DC bus 82 to the power storage device 84.

図１０Ａに示したクレーンシステムがガントリークレーンシステムである場合、巻上げモータ８９、横行用モータ９０、及び走行用モータ９１が、それぞれインバータ８６、８７、８８を介して直流母線８２に接続されている。巻上げモータ８９は、搬送対象物を吊り上げて垂直方向に移動させる。横行用モータ９０及び走行用モータ９１は、搬送対象物を垂直方向と交差する水平方向に移動させる移動モータとして機能する。図１０Ａに示したクレーンシステムが旋回型クレーンシステムである場合には、移動モータとして、ブームの起伏用モータ及び旋回用モータが用いられる。 When the crane system shown in FIG. 10A is a gantry crane system, the hoisting motor 89, the traversing motor 90, and the traveling motor 91 are connected to the DC bus 82 via the inverters 86, 87, and 88, respectively. The hoisting motor 89 lifts the object to be conveyed and moves it in the vertical direction. The traversing motor 90 and the traveling motor 91 function as moving motors for moving the object to be conveyed in the horizontal direction intersecting the vertical direction. When the crane system shown in FIG. 10A is a swivel crane system, a boom undulating motor and a swivel motor are used as the moving motors.

コントローラ９２が、ＡＣ−ＤＣ変換装置８１、電力変換装置８５、インバータ８６、８７、８８を制御することにより、直流母線８２から巻上げモータ８９、横行用モータ９０、及び走行用モータ９１に電力を供給する。巻上げモータ８９が巻下げ動作をするときには、コントローラ９２がインバータ８６を制御して、巻上げモータ８９で発生した回生電力を直流母線８２に供給する。この回生電力により蓄電装置８４を充電することができる。 The controller 92 controls the AC-DC conversion device 81, the power conversion device 85, the inverters 86, 87, and 88 to supply power from the DC bus 82 to the winding motor 89, the traverse motor 90, and the traveling motor 91. To do. When the hoisting motor 89 performs the hoisting operation, the controller 92 controls the inverter 86 to supply the regenerative power generated by the hoisting motor 89 to the DC bus 82. The power storage device 84 can be charged by this regenerative power.

図１０Ｂは、交流電源８０及びＡＣ−ＤＣ変換装置８１の概略図である。交流電源８０は、内燃機関等のエンジン８０Ｅ及び発電機８０Ｇを含む。エンジン８０Ｅが発電機８０Ｇを駆動することにより発電された交流電力がＡＣ−ＤＣ変換装置８１に供給される。 FIG. 10B is a schematic view of the AC power supply 80 and the AC-DC converter 81. The AC power supply 80 includes an engine 80E such as an internal combustion engine and a generator 80G. The AC power generated by the engine 80E driving the generator 80G is supplied to the AC-DC converter 81.

ＡＣ−ＤＣ変換装置８１は、三相全波整流器８１Ａ及び電力変換装置８１Ｂを含む。三相全波整流器８１Ａは、発電機８０Ｇで発電された三相交流電力を直流電力に変換して電力変換装置８１Ｂに供給する。電力変換装置８１Ｂとして、上記実施例による電力変換装置が用いられる。電力変換装置８１Ｂは、入力された直流電力を昇圧して直流母線８２に供給する。なお、エンジン８０Ｅ及び発電機８０Ｇに代えて商用電源を用いてもよい。 The AC-DC converter 81 includes a three-phase full-wave rectifier 81A and a power converter 81B. The three-phase full-wave rectifier 81A converts the three-phase AC power generated by the generator 80G into DC power and supplies it to the power converter 81B. As the power conversion device 81B, the power conversion device according to the above embodiment is used. The power conversion device 81B boosts the input DC power and supplies it to the DC bus 82. A commercial power source may be used instead of the engine 80E and the generator 80G.

電力変換装置８５及び８１Ｂとして上記実施例による電力変換装置が用いられているため、クレーンシステムの規模に応じてコンバータモジュール１０（図２）の台数を柔軟に変更することができる。また、コンバータモジュール１０の故障時に、容易にコンバータモジュール１０を交換することができる。このため、故障修理のためにクレーンを停止させなければならない時間を短縮することができる。また、故障した１つのコンバータモジュール１０を取り外して、残りの正常なコンバータモジュール１０のみでクレーンを動作させることも可能である。 Since the power conversion devices according to the above embodiment are used as the power conversion devices 85 and 81B, the number of converter modules 10 (FIG. 2) can be flexibly changed according to the scale of the crane system. Further, when the converter module 10 fails, the converter module 10 can be easily replaced. Therefore, the time required to stop the crane for repairing a failure can be shortened. It is also possible to remove one failed converter module 10 and operate the crane only with the remaining normal converter modules 10.

図９Ａ〜図１０Ｂでは、実施例による電力変換装置を、門型フレームを持つガントリークレーンに適用した例を示したが、その他のクレーン、例えばジブクレーン、天井クレーン等に適用することが可能である。さらに、クレーン以外の作業機械、例えばショベルに適用することも可能である。 Although FIGS. 9A to 10B show an example in which the power conversion device according to the embodiment is applied to a gantry crane having a portal frame, it can be applied to other cranes such as a jib crane and an overhead crane. Furthermore, it can be applied to work machines other than cranes, such as excavators.

次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、実施例による電力変換装置が搭載されたショベルについて説明する。 Next, a shovel equipped with the power conversion device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 11A and 11B.

図１１Ａは、実施例による電力変換装置が搭載されたショベルの側面図である。下部走行体１００に対して旋回可能に上部旋回体１０１が搭載されている。上部旋回体１０１にアタッチメント１１０が取り付けられている。アタッチメント１１０は、上部旋回体１０１に取り付けられたブーム１１２、ブーム１１２の先端に取り付けられたアーム１１３、及びアーム１１３の先端に取り付けられたバケット１１４を含む。ブームシリンダ１１５がブーム１１２を起伏させる。アームシリンダ１１６がアーム１１３を開閉させる。バケットシリンダ１１７がバケットを開閉させる。 FIG. 11A is a side view of the excavator on which the power conversion device according to the embodiment is mounted. The upper swivel body 101 is mounted so as to be swivelable with respect to the lower traveling body 100. The attachment 110 is attached to the upper swivel body 101. The attachment 110 includes a boom 112 attached to the upper swing body 101, an arm 113 attached to the tip of the boom 112, and a bucket 114 attached to the tip of the arm 113. The boom cylinder 115 raises and lowers the boom 112. The arm cylinder 116 opens and closes the arm 113. The bucket cylinder 117 opens and closes the bucket.

図１０Ｂは、ショベルの油圧駆動系及び電気駆動系のブロック図である。エンジン１２０、電動発電機１２２、及び油圧ポンプ１２３がトルクコンバータ１２１を介して相互に接続されている。油圧ポンプ１２３から油圧負荷１２４に動力が供給される。油圧負荷１２４には、例えば、ブームシリンダ１１５、アームシリンダ１１６、バケットシリンダ１１７（図１０Ａ）、及び下部走行体１００のクローラを駆動する油圧モータ等が含まれる。 FIG. 10B is a block diagram of a hydraulic drive system and an electric drive system of the excavator. The engine 120, the motor generator 122, and the hydraulic pump 123 are connected to each other via a torque converter 121. Power is supplied from the hydraulic pump 123 to the hydraulic load 124. The hydraulic load 124 includes, for example, a boom cylinder 115, an arm cylinder 116, a bucket cylinder 117 (FIG. 10A), a hydraulic motor for driving a crawler of the lower traveling body 100, and the like.

電動発電機１２２で発電された電力がＡＣ−ＤＣ変換装置１３０を介して直流母線１３１に供給される。直流母線１３１に平滑コンデンサ１３２が接続されている。ＡＣ−ＤＣ変換装置１３０には、例えば双方向インバータが用いられる。 The electric power generated by the motor generator 122 is supplied to the DC bus 131 via the AC-DC converter 130. A smoothing capacitor 132 is connected to the DC bus 131. For the AC-DC converter 130, for example, a bidirectional inverter is used.

直流母線１３１にＤＣ−ＤＣコンバータ１３６を介して蓄電装置１３５が接続されている。さらに、直流母線１３１にインバータ１４１を介して旋回モータ１４０が接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３６として、上記実施例による電力変換装置が用いられる。上部旋回体１０１が、旋回モータ１４０によって駆動される対象となる作業部に相当する。 A power storage device 135 is connected to the DC bus 131 via a DC-DC converter 136. Further, the swivel motor 140 is connected to the DC bus 131 via the inverter 141. As the DC-DC converter 136, the power conversion device according to the above embodiment is used. The upper swivel body 101 corresponds to a working portion to be driven by the swivel motor 140.

電動発電機１２２は、アシスト運転と発電運転との両方を行うことができる。電動発電機１２２が発電運転されるときは、エンジン１２０からトルクコンバータ１２１を介して電動発電機１２２に動力が伝達される。電動発電機１２２がアシスト運転されるときは、蓄電装置１３５からＤＣ−ＤＣコンバータ１３６、直流母線１３１、ＡＣ−ＤＣ変換装置１３０を介して電動発電機１２２に電力が供給される。電動発電機１２２が動力を発生することにより、エンジン１２０をアシストする。 The motor generator 122 can perform both an assist operation and a power generation operation. When the motor generator 122 is operated for power generation, power is transmitted from the engine 120 to the motor generator 122 via the torque converter 121. When the motor generator 122 is assisted, electric power is supplied from the power storage device 135 to the motor generator 122 via the DC-DC converter 136, the DC bus 131, and the AC-DC converter 130. The motor generator 122 assists the engine 120 by generating power.

インバータ１４１は、直流母線１３１から旋回モータ１４０に電力を供給して旋回モータ１４０を駆動する。旋回モータ１４０が回生動作をするときには、旋回モータ１４０で発生した回生電力を直流母線１３１に供給する。 The inverter 141 supplies electric power to the swivel motor 140 from the DC bus 131 to drive the swivel motor 140. When the regenerative motor 140 performs the regenerative operation, the regenerative power generated by the regenerative motor 140 is supplied to the DC bus 131.

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３６に実施例による電力変換装置を用いているため、コンバータモジュール１０（図１Ａ、図１Ｂ）の故障修理のためにショベルを停止させなければならない時間を短縮することができる。また、故障した１つのコンバータモジュール１０を取り外して、残りの正常なコンバータモジュール１０のみでショベルを動作させることも可能である。 Since the power conversion device according to the embodiment is used for the DC-DC converter 136, the time required to stop the excavator for repairing the failure of the converter module 10 (FIGS. 1A and 1B) can be shortened. It is also possible to remove one failed converter module 10 and operate the excavator only with the remaining normal converter modules 10.

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例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。 It goes without saying that each of the above embodiments is exemplary and the configurations shown in different examples can be partially replaced or combined. Similar effects due to the same configuration of a plurality of examples will not be mentioned sequentially for each example. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

１０コンバータモジュール
１０Ｍマスター機
１０Ｓスレーブ機
１１コントロール回路
１２スイッチング回路
１２Ａ、１２Ｂスイッチング素子
１２Ｃ、１２Ｄフリーホイールダイオード
１３リレー
１４制御電源回路
１５コンバータ側接続端子部
１５Ｐｉコンバータ側の正側入力端子
１５Ｎｉコンバータ側の負側入力端子
１５Ｌｉコンバータ側のリアクトル入力端子
１５Ｌｏコンバータ側のリアクトル出力端子
１５Ｐｏコンバータ側の正側出力端子
１５Ｎｏコンバータ側の負側出力端子
１６制御電源端子
１７ファン制御端子
１８通信ケーブル用端子
１９固定部
２８リアクトル
３０端子台モジュール
３１端子台側接続端子部
３１Ｐｉ端子台側の正側入力端子
３１Ｎｉ端子台側の負側入力端子
３１Ｌｉ端子台側のリアクトル入力端子
３１Ｌｏ端子台側のリアクトル出力端子
３１Ｐｏ端子台側の正側出力端子
３１Ｎｏ端子台側の負側出力端子
３２Ｐｉ外部機器接続用の正側入力端子
３２Ｎｉ外部機器接続用の負側入力端子
３２Ｌｉ外部機器接続用のリアクトル入力端子
３２Ｌｏ外部機器接続用のリアクトル出力端子
３２Ｐｏ外部機器接続用の正側出力端子
３２Ｎｏ外部機器接続用の負側出力端子
５０ファンモジュール
５１制御電源端子台
５２ファン電源回路
５３ファン
５５制御電源端子
５６ファン制御端子
５８固定部
６０電源装置
６１電気負荷
６５制御電源装置
６６制御装置
７０接続導体
７５電源ケーブル
７６制御配線
７７通信ケーブル
８０交流電源
８０Ｅエンジン
８０Ｇ発電機
８１ＡＣ−ＤＣ変換装置
８１Ａ三相全波整流器
８１Ｂ電力変換装置
８２直流母線
８２Ｐ正側母線
８２Ｎ負側母線
８３平滑コンデンサ
８４蓄電装置
８５電力変換装置
８６、８７、８８インバータ
８９巻上げモータ
９０横行用モータ
９１走行モータ
９２コントローラ
１００下部走行体
１０１上部旋回体
１１０アタッチメント
１１２ブーム
１１３アーム
１１４バケット
１１５ブームシリンダ
１１６アームシリンダ
１１７バケットシリンダ
１２０エンジン
１２１トルクコンバータ
１２２電動発電機
１２３油圧ポンプ
１２４油圧負荷
１３０電力変換装置
１３１直流母線
１３２平滑コンデンサ
１３５蓄電装置
１３６ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４０旋回モータ
１４１インバータ
１５１支持板
１５２絶縁端子
１５３側板
３１１支持板
３１２絶縁端子
３１３側板
７０１コンバータ側ブスバー
７０２端子台側ブスバー
７０３ねじ 10 Converter module 10M Master machine 10S Slave machine 11 Control circuit 12 Switching circuits 12A, 12B Switching elements 12C, 12D Free wheel diode 13 Relay 14 Control power supply circuit 15 Converter side connection terminal 15Pi Converter side positive input terminal 15Ni Inverter side Negative input terminal 15Li Inverter side reactor input terminal 15Lo Inverter side reactor output terminal 15Po Converter side positive side output terminal 15No Converter side negative side output terminal 16 Control power supply terminal 17 Fan control terminal 18 Communication cable terminal 19 Fixed part 28 Inverter 30 Terminal block module 31 Terminal block side connection terminal section 31 Pi Terminal block side positive input terminal 31 Ni Terminal block side negative input terminal 31Li Terminal block side reactor input terminal 31Lo Terminal block side reactor output terminal 31Po terminal block Positive side output terminal 31No Terminal side negative output terminal 32Pi Positive side input terminal for connecting external devices 32Ni Negative input terminal for connecting external devices 32Li Reactor input terminal for connecting external devices 32Lo For connecting external devices Inverter output terminal 32Po Positive side output terminal for connecting external equipment 32No Negative side output terminal for connecting external equipment 50 Fan module 51 Control power supply terminal block 52 Fan power supply circuit 53 Fan 55 Control power supply terminal 56 Fan control terminal 58 Fixed part 60 Power supply Device 61 Electric load 65 Control power supply 66 Control device 70 Connection conductor 75 Power cable 76 Control wiring 77 Communication cable 80 AC power supply 80E Engine 80G Generator 81 AC-DC converter 81A Three-phase full-wave rectifier 81B Power converter 82 DC bus 82P Positive side bus 82N Negative side bus 83 Smoothing capacitor 84 Power storage device 85 Power conversion device 86, 87, 88 Inverter 89 Winding motor 90 Traverse motor 91 Traveling motor 92 Controller 100 Lower traveling body 101 Upper rotating body 110 Attachment 112 Boom 113 Arm 114 Bucket 115 Boom Cylinder 116 Arm Cylinder 117 Bucket Cylinder 120 Engine 121 Torque Converter 122 Electric Generator 123 Hydraulic Pump 124 Hydraulic Load 130 Power Converter 131 DC Bus 132 Smoothing Condenser 135 Power Storage Device 136 DC-DC Converter 140 Swing Motor 141 Inverter 1 51 Support plate 152 Insulation terminal 153 Side plate 311 Support plate 312 Insulation terminal 313 Side plate 701 Converter side busbar 702 Terminal block side busbar 703 Screw

Claims

The motor that drives the work unit and
It has a power converter that supplies power to the motor.
The power converter
With multiple converter modules that form at least part of the voltage converter circuit,
It has a structure in which one converter module can be removed while maintaining the connection with the external device by electrically connecting the external device including the motor and the plurality of converter modules. and terminal block module,
A plurality of said converter module have a <br/> a fan module that cools,
The terminal block module and the fan module are working machines that function as frames that mechanically support a plurality of the converter modules .

The motor that drives the work unit and
It has a power converter that supplies power to the motor.
The power converter
With multiple converter modules that form at least part of the voltage converter circuit,
It has a structure in which one converter module can be removed while maintaining the connection with the external device by electrically connecting the external device including the motor and the plurality of converter modules. possess a terminal block module,
One of the plurality of converter modules is a master machine, and the other is a slave machine.
The master machine detects the number of slave machines by communicating with the slave machine, calculates the step size of the phase shift amount to be set by the slave machine based on the detected number of machines, and calculates the step size of the phase shift amount to be set by the slave machine. Notify the machine and
The slave machine is a work machine that determines its own phase shift amount based on the notified step size .

A plurality of the converter modules and the terminal block modules can be removed from the terminal block modules while maintaining the connection between the converter modules other than the converter modules to be removed and the terminal block modules. The work machine according to claim 1 or 2 , wherein the and are electrically connected.

With multiple converter modules that form at least part of the voltage converter circuit,
The external device and the plurality of converter modules are electrically connected to each other, the input terminals of the plurality of converter modules are connected in parallel, and the output terminals of the plurality of converter modules are connected in parallel. and terminal block module,
A plurality of said converter module have a <br/> a fan module that cools,
The terminal block module and the fan module are power conversion devices that function as frames that mechanically support a plurality of the converter modules .

With multiple converter modules that form at least part of the voltage converter circuit,
Both are electrically connected by interposing between the external device and the plurality of converter modules, the input terminals of the plurality of converter modules are connected in parallel, and the output terminals of the plurality of converter modules are connected in parallel. possess a terminal block module,
One of the plurality of converter modules is a master machine, and the other is a slave machine.
The master machine detects the number of slave machines by communicating with the slave machine, calculates the step size of the phase shift amount to be set by the slave machine based on the detected number of machines, and calculates the step size of the phase shift amount to be set by the slave machine. Notify the machine and
The slave unit is a power conversion device that determines its own phase shift amount based on the notified step size .

The power conversion according to claim 5 , wherein the master machine controls the operation of the slave machine so that the timing of the switching operation of the plurality of converter modules including the master machine and the detected slave machine is evenly deviated. apparatus.

Each of the plurality of converter modules can be removed while maintaining the connection between the terminal block module and the external device and maintaining the connection between the other converter module and the terminal block module. The power conversion device according to any one of claims 4 to 6, which is electrically connected to the module.

The invention according to any one of claims 4 to 7, wherein the terminal block module has a size that is just right for the number of converter modules required according to the rated drive power of the external device. Power converter.

Each of the converter modules includes a switching element, a control circuit for controlling on / off of the switching element, and a plurality of converter-side connection terminals into which a current switched by the switching element flows in and out.
The terminal block module includes a plurality of terminal block side connection terminals and a plurality of external connection terminals electrically connected to the predetermined terminal block side connection terminals, and the plurality of terminal block side connection terminals are the converter. The fourth to eighth aspects of claim 4 to 8 , wherein each module is provided corresponding to a plurality of the converter-side connection terminals and is connected to the corresponding converter-side connection terminals, and the plurality of external connection terminals are connected to the external device. The power conversion device according to any one item.

Further, it has a reactor arranged corresponding to each of the plurality of converter modules, and the reactor is connected to the corresponding converter module via the terminal block module, and the converter module and the reactor The power conversion device according to any one of claims 4 to 9 , wherein a buck-boost converter circuit is configured by the above.