KR101744368B1

KR101744368B1 - 전동식 건설 기계

Info

Publication number: KR101744368B1
Application number: KR1020130153689A
Authority: KR
Inventors: 데츠히로 도이; 히데유키 하마노; 겐쇼 후지타
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2017-06-07
Also published as: KR20140079291A; CN103866813A; JP5938341B2; CN103866813B; JP2014118773A

Abstract

전원차를 전원으로 한 경우, 리액터를 사용하는 일 없이, 전동 모터의 시동에 수반하여 스타 델타 결선 회로에서 발생하는 과전류를 억제할 수 있도록 하였다. 본 발명은, 제어 장치(21)는 상용 전원(100)의 케이블(101), 또는 전원차(50)의 케이블(30) 중 어느 하나가 접속된 것을 판별하는 전원 판별부(21a)와, 전원 판별부(21a)로부터의 신호에 따라 회로 전환부(21c)를 제어하는 회로 전환 제어부(21b)를 갖고, 회로 전환 제어부(21b)는, 상용 전원(100)이 접속되었다고 전원 판별부(21a)에서 판별되면, 전동 모터(7) 시동 시에 스타 델타 결선 회로(21d)가 스타 결선 회로로 되도록, 회로 전환부(21c)를 제어하고, 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되었다고 전원 판별부(21a)에서 판별되면, 전동 모터(7) 시동 시부터 계속해서, 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 되도록, 회로 전환부(21c)를 제어하는 구성으로 되어 있다.

Description

전동식 건설 기계{ELECTRIC CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 전력을 구동원으로 한 전동식 유압 셔블 등의 전동식 건설 기계에 관한 것이다.

최근, 건설 기계의 작업 현장에 있어서, 에너지 절약이나 내환경성 향상의 요구가 높아지고 있다. 그에 호응하기 위해, 건설 기계 메이커에서는 엔진 대신에 전동 모터를 탑재하고, 유압 시스템을 구동하는 전동식 건설 기계를 제공하고 있다.

전동식 건설 기계의 종래 기술로서 특허문헌 1에 개시되는 기술이 있다. 이 특허문헌 1에는 전동식 건설 기계의 일례로서 전동식 유압 셔블이 개시되어 있다. 전동식 유압 셔블은 차체 외부에 설치한 배전반 등으로부터의 상용 전원을, 케이블을 통해 전동 모터에 공급하여 구동한다. 그로 인해, 차체로부터 배기 가스는 배출되지 않고, 또한 저소음이고 내환경성이 우수하다.

전동식 유압 셔블의 용도는 케이블의 길이가 유한하여, 이동 범위에 제한이 있기 때문에, 스크랩업이나 산업 폐기물업 등 정치 상태에서 작업하는 현장이 주되지만, 적은 빈도로 작업 현장 내의 이동을 행하는 경우가 있다. 전동식 유압 셔블의 이동을 나타내는 종래 기술로서, 특허문헌 2에 개시되는 기술이 있다. 이 특허문헌 2에는 전동식 유압 셔블에의 외부 전원의 일례로서, 배터리를 전원차에 구비하고, 전동식 유압 셔블의 이동을 가능하게 한 기술이 개시되어 있다.

전동식 유압 셔블에서는 교류 전력에 의해 구동하는 전동 모터를 탑재하고 있는 케이스가 일반적이다. 그로 인해, 이 전원차에는 배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 교류 변환기, 즉 인버터가 탑재되어 있다.

전동 모터의 회전수는 교류 전력의 주파수와 대략 비례 관계에 있다. 인버터는 전동 모터의 회전수 제어에 V/F 제어라고 하는 방식을 예로부터 사용하고 있다. 이 V/F라 함은 Voltage/Frequency의 약칭으로, 전압과 교류 전력의 주파수의 비를 일정하게 하는 제어이다. 이에 의해, 전동 모터에의 약여자나 과여자를 억제하고, 토크 부족이나 효율 등의 저하를 방지한다.

이 인버터에 의해 변환된 교류 전력을 전동 모터에 공급하고, 전동 모터는 커플링 등에 의해 그 회전축에 결합한 유압 펌프에 구동력을 부여하고, 유압 펌프는 차체의 주행 장치로 압유를 공급하여 주행이 가능하게 된다. 또한, 배터리를 탑재한 전원차는 전동식 유압 셔블에 견인 장치를 통해 견인함으로써, 전동식 유압 셔블과 배터리는 함께 이동하는 것이 가능하게 된다.

전동식 유압 셔블에는 전동 모터의 시동을 제어하는 제어 장치를 구비하고 있다. 이 제어 장치를 나타내는 종래 기술로서, 특허문헌 3에 기재하는 기술이 있다. 이 특허문헌 3에는 제어 장치의 일례로서 스타 델타 시동 장치가 개시되어 있다. 스타 델타 시동 장치는 복수의 전자기식 개폐기와 타이머로 구성되고, 시동 시에 전동 모터의 권선을 전자기식 개폐기에 의해 스타 결선으로 하고, 타이머에서는 회전 속도가 어느 정도까지 증가하는 시간이 설정되고, 설정 시간 도달 후, 타이머가 전자기식 개폐기를 작동시키고, 델타 결선으로 전환하는 것이다.

델타 결선은 스타 결선에 비해 임피던스가 낮아, 회전 시에 전류를 많이 흘릴 수 있으므로, 토크를 크게 취할 수 있는 장점이 있다. 임피던스는 전동 모터의 회전수가 증가하는 데에 수반하여, 그 값이 증대하므로, 전동 모터의 시동 초기의 임피던스는 낮다. 이에 의해, 상용 전원의 200V 정도의 전압이 가해지면 순간적으로 1000A 정도의 대전류가 흘러 버린다. 스타 결선의 임피던스는 델타 결선의 임피던스에 비해 3배이므로, 시동 시에 스타 결선으로 함으로써 대전류가 흐르는 것을 억제한다.

또한, 인버터는 전술한 바와 같이, V/F 제어를 사용하여 전동 모터의 회전수 제어를 행하고 있고, 시동 시에 0 회전수 부근으로부터 목표의 회전수로 증가시킬 때 교류 전력의 주파수를 증가시켜 가지만, 전술한 전압과 교류 전력의 주파수는 비례 관계를 유지하도록 제어를 행하므로, 0 회전수 부근에서의 전압은 상용 전원과 비교하면 낮아져, 대전류가 흐르는 것을 억제하고 있다.

전술한 특허문헌 3에 개시되는 종래 기술에서는, 스타 결선으로부터 델타 결선으로 전환될 때에, 전자기식 개폐기의 스위칭 동작에 의해 서지 전압이 발생하여, 전동 모터의 전체 부하 전류의 20배 이상의 과전류가 순간적으로 흘러 버린다.

전술한 특허문헌 2에 개시되는 기술인, 전원차에 탑재한 인버터로부터의 교류 전력으로 전동 모터를 시동하는 경우, 스타 결선으로부터 델타 결선으로의 전환 시에 발생하는 서지 전압에 의해, 인버터에 과전류가 흘러 버린다. 인버터에 과전류 보호 장치가 구비되어 있는 경우에는 인버터가 정지하고, 전동 모터도 정지해 버린다. 또한, 전동 모터의 시동이 반복해서 행해지는 경우에는, 인버터 자체가 파손될 우려도 있다.

전술한 서지 전압을 억제하는 종래 기술로서 특허문헌 4에 개시되는 기술이 있다. 이 특허문헌 4에는 억제 기술의 일례로서, 리액터를 개시하고 있다. 이 리액터는 인덕턴스 특성에 의해, 급격한 전류 변화, 즉 과전류를 억제하는 기능을 갖는다. 이 리액터는 인버터를 과전류로부터 보호하기 위해, 특허문헌 2에 개시되는 전원차에의 이용도 생각된다.

일본 특허 공개 제2011-89364호 공보 일본 특허 공개 제2008-69516호 공보 일본 특허 공개 제2012-102524호 공보 일본 특허 공개 제2011-193714호 공보

전술한 특허문헌 2에 개시되는 전원차에 전술한 특허문헌 4에 개시되는 리액터를 이용한 경우, 전동식 건설 기계, 또는 전원차 중 어느 쪽에도 탑재할 수 있지만, 전동식 건설 기계의 전력 사양에 적합한 용량에서는 체적적으로 커져, 설치 스페이스상의 제약이 발생한다. 또한, 이 리액터는 고가이고, 전동식 건설 기계, 또는 전원차에 탑재한 경우의 설비 비용이 고가로 되는 문제도 있다.

본 발명은, 전술한 종래 기술에 있어서의 실상으로부터 이루어진 것으로, 그 목적은, 전동 모터의 전원으로서 상용 전원과 전원차의 병용에 있어서, 전원차를 전원으로서 접속한 경우, 리액터를 사용하는 일 없이, 전동 모터의 시동에 수반하여 스타 델타 결선 회로에서 발생하는 과전류를 억제할 수 있는 전동식 건설 기계를 제공하는 것에 있다.

이 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상용 전원에 케이블을 통해 접속 가능한 동시에, 배터리와, 상기 배터리에 접속되는 인버터를 구비한 전원차에 케이블을 통해 접속 가능하고, 주행체와, 상기 주행체 상에 구비된 선회체와, 상기 선회체에 구비된 작업 장치와, 상기 주행체, 상기 선회체, 상기 작업 장치, 각각의 구동원을 형성하고, 상기 상용 전원, 또는 상기 전원차의 상기 배터리의 전력이 공급되는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 스타 델타 결선 회로 및 상기 스타 델타 결선 회로의 전환을 지시하는 회로 전환부를 갖는 제어 장치와, 상기 상용 전원의 상기 케이블, 또는 상기 전원차의 상기 케이블과, 상기 제어 장치를 접속하는 접속부를 구비한 전동식 건설 기계에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 상용 전원의 상기 케이블, 또는 상기 전원차의 상기 케이블 중 어느 하나가 상기 접속부에 접속된 것을 판별하는 전원 판별부와, 상기 전원 판별부로부터의 신호에 따라 상기 회로 전환부를 제어하는 회로 전환 제어부를 갖고, 상기 회로 전환 제어부는, 상기 상용 전원의 케이블이 상기 접속부에 접속되었다고 상기 전원 판별부에서 판별되면, 상기 전동 모터 시동 시에, 상기 스타 델타 결선 회로가 스타 결선 회로로 되도록, 상기 회로 전환부를 제어하고, 상기 회로 전환 제어부는, 상기 전원차 케이블이 상기 접속부에 접속되었다고 상기 전원 판별부에서 판별되면, 상기 전동 모터 시동 시에, 상기 스타 델타 결선 회로가 델타 결선 회로로 되도록, 상기 회로 전환부를 제어하는 동시에, 상기 전동 모터가 구동을 계속하는 동안, 상기 델타 결선 회로를 유지하도록 상기 회로 전환부를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 예를 들어 상용 전원의 케이블이 접속부에 접속된 경우, 제어 장치의 전원 판별부는 상용 전원에 접속되었다고 판별하고, 회로 전환 제어부는 전동 모터 시동 시에 전원 판별부로부터의 신호에 따라, 스타 델타 결선 회로를 스타 결선 회로로 전환하도록 회로 전환부를 제어한다. 그 후, 회로 전환 제어부는 전술한 특허문헌 3에 개시되는 바와 같이, 전동 모터가 시동되고 나서 소정 시간 후에, 스타 델타 결선을 델타 결선 회로로 전환한다. 스타 결선 회로로부터 델타 결선 회로로 전환되었을 때에, 과전류가 발생해도, 인버터를 사용하고 있지 않으므로, 전술한 전동 모터의 정지나 인버터 자체의 파손과 같은 문제는 없다.

또한, 이와 같이 구성된 본 발명은, 예를 들어 전원차의 케이블이 접속부에 접속된 경우, 전원 판별부는 전원차에 접속되었다고 판별하고, 회로 전환 제어부는 전동 모터 시동 시에 전원 판별부로부터의 신호에 따라, 델타 결선 회로로 전환하도록 회로 전환부를 제어한다. 그 후, 회로 전환 제어부는 전동 모터가 구동하고 있는 동안, 델타 결선 회로를 유지하도록, 회로 전환부를 제어한다. 따라서 전원차를 전원으로서 접속한 경우, 델타 결선 회로가 계속 유지되고, 스타 결선 회로로부터 델타 결선 회로로 전환된다고 하는 일이 없으므로, 스타 결선 회로로부터 델타 결선 회로로의 전환 시의 과전류가 발생하는 일이 없다. 즉, 본 발명은 리액터를 사용하는 일 없이, 전동 모터의 시동에 수반하여 스타 델타 결선 회로에서 발생하는 과전류를 억제할 수 있다.

본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 전원 판별부에 있어서, 상기 전원차의 상기 케이블이 상기 접속부에 접속되었다고 판별되었을 때, 상기 스타 델타 결선 회로가 상기 델타 결선 회로로 된 후에, 상기 전원차의 상기 배터리로부터 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전원차의 배터리로부터 전력이 공급되기 전에, 스타 델타 결선 회로를 델타 결선 회로로 전환할 수 있으므로, 델타 결선 회로의 전자기식 개폐기의 스위칭 동작에 의한 서지 전압을 발생시키는 일 없이, 인버터에 대해 과전류를 억제할 수 있다.

본 발명은, 전원차의 케이블이 건설 기계의 접속부에 접속되었을 때에, 전동 모터 시동 시 및 전동 모터의 구동이 계속되고 있는 동안, 제어 장치는 스타 델타 결선 회로의 델타 결선 회로만 유효하게 하고 있다. 즉, 본 발명은 전동 모터의 전원으로서 상용 전원과 전원차의 병용에 있어서, 전원차를 전원으로서 접속한 경우, 리액터를 사용하는 일 없이, 전동 모터의 시동에 수반하여 스타 델타 결선 회로에서 발생하는 과전류를 억제할 수 있다. 그 결과, 리액터를 사용하지 않으므로 설비 비용을 저렴하게 억제할 수 있고, 또한 설치 스페이스를 유효하게 이용하는 것, 예를 들어 다른 기기의 설치 스페이스에 활용하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 관한 전동식 건설 기계의 일 실시 형태를 구성하는 전동식 유압 셔블을 도시하는 도면으로, 전력 공급 계통을 제외한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 전동식 유압 셔블을 전원차와 접속한 경우의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 전동식 유압 셔블에 구비되는 운전실 내 기기, 제어반 내 기기, 전동 모터와, 상용 전원과의 전기적 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시하는 전동식 유압 셔블에 구비되는 운전실 내 기기, 제어반 내 기기, 전동 모터와, 도 2에 도시하는 전원차에 구비되는 배터리, 인버터의 전기적 접속 관계를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 관한 전동식 건설 기계의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 전동식 건설 기계의 일 실시 형태를 구성하는 전동식 유압 셔블을 도시하는 도면으로, 전력 공급 계통을 제외한 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일 실시 형태에 관한 전동식 유압 셔블(1)은 크롤러를 갖고, 전후, 좌우의 이동을 행하는 주행체(2)를 구비하고 있다. 주행체(2) 상에는 선회체(3)를 설치하고 있다. 선회체(3)는 도시하고 있지 않지만 주행체(2)와의 사이에 개재하는 베어링 기구에 의해 주행체(2)에 대해 선회 가능하게 되어 있다. 또한, 선회체(3)에는 전방부에 작업 장치(4), 후방부에 카운터 웨이트(9), 좌측 전방부에 운전실(5), 우측 중간부에 제어 장치(21)를 내부에 구비한 제어반(20)을 설치하고 있다. 전술한 주행체(2)와 선회체(3)에 의해 전동식 유압 셔블(1)의 차체가 구성되어 있다.

카운터 웨이트(9)의 전방부에는 모터실(6)을 배치하고 있다. 이 모터실(6)의 내부에는 3상 교류 전력으로 구동하는 전동 모터(7)와, 이 전동 모터(7)로부터 구동력이 전달되고, 작업 장치(4)에 압유를 공급하는 유압 펌프(8)를 배치하고 있다. 또한, 이 유압 펌프(8)의 설치측에 대해 반대측에 위치하는 전동 모터(7)의 부분, 즉 전동 모터(7)의 회전축에는 냉각 팬(10)을 배치하고, 냉각 팬(10)의 정면 위치에는, 유압 펌프(6)로부터의 압유를 통과 공기와의 열교환에 의해 냉각하는 오일 쿨러(11)가 구비되어 있다.

도 2는 도 1에 도시하는 전동식 유압 셔블(1)을 전원차(50)와 접속한 경우의 측면도를 도시하고 있다.

전동식 유압 셔블(1)의 후방에 전원차(50)가 위치한다. 전원차(50)는 설치대(53)와 타이어와 도시하지 않은 차축 등으로 이루어지는 주행체(54)를 구비하고 있다. 전원차(50)는 견인 장치(55)를 전동식 유압 셔블(1)과의 사이에 구비하고 있다. 전동식 유압 셔블(1)은 전원차(50)에 구비된 배터리(52)의 전력이 공급됨으로써, 전원차(50)를 견인하면서 이동을 가능하게 하고 있다.

설치대(53) 상에는, 배터리(52)와, 인버터(51)가 구비되어 있다. 배터리(52)와 인버터(51) 사이는 케이블(56)로 접속되어 있고, 케이블(56)을 통하여 배터리(52)의 직류 전력을 인버터(51)에 공급한다. 케이블(56)에는 배터리(52)에 구비된 도시하지 않은 단자대와, 인버터(51)에 구비된 도시하지 않은 단자대에 접속 가능한 도시하지 않은 단자가 양단부에 구비되어 있다. 인버터(51)는 도시하지 않은 내부에 구비된 트랜지스터로 구성된 스위칭 회로를 사용하여, 배터리(52)의 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하고, 전술한 전동 모터(7)에 전력을 공급하고 있다.

인버터(51)로부터 공급된 전력은 케이블(30)을 통해, 전동식 유압 셔블(1)에 공급된다. 케이블(30)은 전동식 유압 셔블(1)의 선회체(3) 상에 있는 케이블 스탠드(12)에 가이드되고, 접속부, 즉 커넥터(13)에 접속된다. 케이블(30)은 3상 교류 전력을 공급할 수 있도록, 케이블 내에 1개의 배선으로 이루어지는 단선을 복수 포함한 구성으로 되어 있다. 케이블(30)에는 인버터(51)가 도시하지 않은 단자대에 접속 가능한 도시하지 않은 단자가 일단부에, 커넥터(13)에 접속 가능한 후술하는 커넥터(62)가 타단부에, 각각 구비되어 있다.

또한, 인버터(51)와 전동식 유압 셔블(1) 사이에서는 케이블(31)을 통해, 인버터(51)를 시동 정지시키는 신호의 통신을 행한다. 케이블(30)과 마찬가지로, 케이블(31)도 전동식 유압 셔블(1)의 선회체(3) 상에 있는 케이블 스탠드(12)에 가이드되고, 후술하는 커넥터(60)에 접속된다. 케이블(31)은 복수의 신호를 통신할 수 있도록, 케이블 내에 단선을 복수 포함한 구성으로 되어 있다. 케이블(31)에는 인버터(51)가 도시하지 않은 단자대에 접속 가능한 도시하지 않은 단자가 일단부에, 후술하는 커넥터(60)에 접속 가능한 후술하는 커넥터(61)가 타단부에, 각각 구비되어 있다.

본 실시 형태에 관한 전동식 유압 셔블(1)은 후술하는 바와 같이, 상용 전원(100)과 전원차(50)를 선택적으로 접속할 수 있는 구성으로 되어 있다.

도 3은 도 1에 도시하는 전동식 유압 셔블(1)에 구비되는 운전실(5) 내 기기, 제어반(20) 내 기기, 전동 모터(7)와, 상용 전원(100)의 전기적 접속 관계를 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시하는 전동식 유압 셔블(1)에 구비되는 운전실(5) 내 기기, 제어반(20) 내 기기, 전동 모터(7)와, 도 2에 도시하는 전원차(50)에 구비되는 배터리(52), 인버터(51)의 전기적 접속 관계를 도시한 도면이다.

전동식 유압 셔블(1)의 시동 정지는 운전실(5) 내에 구비한 차체 키(40)를 오퍼레이터가 조작하여 행해진다. 차체 키(40)로부터는, 제어 장치(21) 등의 제어계를 기동시키는 스탠바이 신호와, 전동 모터(7)와 모든 제어계의 통전을 정지시키는 정지 신호를 신호선(33)을 통해, 전동 모터(7)의 시동을 지시하는 스타트 신호를, 신호선(36)을 통해 각각 출력한다.

신호선(33)은 단선(33a) 및 단선(33b)을 포함한 구성으로 되어 있다. 단선(33a)은 스탠바이 신호, 정지 신호를 출력하는 차체 키(40)와, 전술한 제어반(20) 내에 구비된 제어 장치(21) 및 제어 장치(21)에 설치된 전원 판별부(21a)와, 커넥터(60)를 접속하고 있다. 또한, 단선(33b)은 제어 장치(21)의 전원 판별부(21a)로부터 출력되는 인버터 기동 신호를 통신하고, 커넥터(60)에 접속하고 있다.

상술한 전원 판별부(21a)는 상용 전원(100)의 케이블(101), 또는 전술한 전원차(50)의 케이블(30) 중 어느 하나가, 커넥터(13)에 접속된 것을 판별한다.

전동식 유압 셔블(1)에 구비된 커넥터(13)는 도 3에 도시하는 상용 전원(100)으로부터의 케이블(101)에 구비된 커넥터(102), 또는 도 4에 도시하는 전원차(50)로부터의 케이블(30)에 구비된 커넥터(62) 중 어느 한쪽과 접속 가능하게 되어 있고, 도 3, 도 4에서는 각각 접속한 모습을 도시하고 있다.

도 3에 도시하는 상용 전원(100)은 전동 모터(7)를 구동하는 데에 충분한 전력 용량을 구비한 3상 교류 전력으로, 예를 들어 50㎐, 또는 60㎐의 주파수를 갖는다.

도 3에 도시하는 커넥터(102)는, 상용 전원(100)으로부터 전력을 공급하는 케이블(101) 외에, 커넥터 내 신호선(102a)을 접속하고 있다.

또한, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 배터리(52)는 전동 모터(7)를 구동하는 데에 충분한 전력 용량을 구비한 직류 전력이고 전술한 인버터(51)에 의해 3상 교류 전력으로 변환되고, 변환된 3상 교류 전력은 임의로 교류 주파수를 설정할 수 있고, 전동 모터(7)를 소정의 회전수로 제어할 수 있다.

도 4에 도시하는 커넥터(62)는, 전원차(50)의 배터리(52)로부터 전력을 공급하는 케이블(30)만을 접속하고 있다.

전원차(50)의 인버터(51)로부터는 케이블(31)이 커넥터(61)에 접속되어 있고, 케이블(31)은 단선(31a)과 단선(31b)을 포함한 구성으로 되어 있다.

전동식 유압 셔블(1)에 구비된 커넥터(60)는, 전원차(50)의 인버터(51)와 시동 정지 신호의 통신을 행하기 위한 것이고, 전원차(50)의 인버터(51)로부터의 케이블(31)에 구비된 커넥터(61)와 접속하고, 통신을 행한다.

커넥터(60)와 커넥터(61)를 접속하면, 커넥터(60)에 접속된 신호선(33)의 단신호선(33a)이, 커넥터(61)에 접속된 케이블(31)의 단선(31a)이 도통하고, 커넥터(60)에 접속된 신호선(33)의 단신호선(33a)이, 커넥터(61)에 접속된 케이블(31)의 단선(31b)이 도통한다.

커넥터(13)는, 도 3에 도시하는 상용 전원(100)으로부터의 전력, 또는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 배터리(52)로부터의 전력을, 후술하는 제어반(20)에 구비된 제어 장치(21)의 스타 델타 결선 회로(21d)에 공급하는 전력선(34)과, 제어 장치(21)의 전원 판별부(21a)에 타단부를 접속하고 있는 신호선(32)을 접속하고 있다.

신호선(32)은 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)과의 접속, 또는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)과의 접속을 식별하는 접속 식별 신호를, 전원 판별부(21a)에 입력하기 위해 구비되고, 단선(32a) 및 단선(32b)을 포함한 구성으로 되어 있다.

전술한 제어반(20)에 구비된 제어 장치(21)는, 전술한 전원 판별부(21a)와, 전동 모터(7)의 구동을 제어하는 스타 델타 결선 회로(21d)와, 스타 델타 결선 회로(21d)의 전환을 지시하는 회로 전환부(21c)와, 전원 판별부(21a)로부터의 신호에 따라, 회로 전환부(21c)를 제어하는 회로 전환 제어부(21b)와, 타이머(21e) 및 타이머(21f)를 갖는다.

회로 전환 제어부(21b)는, 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 커넥터(13)에 접속되었다고 전원 판별부(21a)에서 판별되었을 때, 전동 모터(7) 시동 시에, 스타 델타 결선 회로(21d)가 스타 결선 회로로 되도록, 회로 전환부(21c)를 제어한다.

또한, 회로 전환 제어부(21b)는, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 커넥터(13)에 접속되었다고 전원 판별부(21a)에서 판별되었을 때, 전동 모터(7) 시동 시에, 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 되도록, 회로 전환부(21c)를 제어하는 동시에, 전동 모터(7)가 구동을 계속하는 동안, 델타 결선 회로를 유지하도록 회로 전환부(21c)를 제어한다.

또한, 제어 장치(21)는 전원 판별부(21a)에 있어서, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 커넥터(13)에 접속되었다고 판별되었을 때, 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 된 후에, 전원차(50)의 배터리(52)로부터 전력을 공급하도록 인버터(51)를 제어하는 처리를 행한다.

제어 장치(21)는, 전동식 유압 셔블(1)에 탑재된 도시하지 않은 배터리와, 제어 장치(21) 내의 전원 판별부(21a), 회로 전환 제어부(21b), 회로 전환부(21c), 스타 델타 결선 회로(21d), 타이머(21e) 및 타이머(21f)의 각 부를 연결하는 도시하지 않은 전력선을 갖고, 차체 키(40)로부터 출력된 스탠바이 신호가 입력되면, 그 신호선에 개재한 도시하지 않은 전자기식 개폐기가 온으로 되고, 제어 장치(21) 내의 각 부에, 그 전력선을 통해 전력이 공급되고, 기동 상태가 된다.

전원 판별부(21a)는 차체 키(40)로부터 신호선(33)을 통해 스탠바이 신호, 정지 신호와, 신호선(32)을 통해 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101), 또는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)과의 접속을 식별하는 접속 식별 신호를, 각각 입력한다.

또한, 전원 판별부(21a)는, 차체 키(40)로부터의 스탠바이 신호와, 접속 식별 신호를 사용하여 내부 연산하고, 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)과, 또는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)의 접속을 판별한 접속 판별 신호를, 회로 전환 제어부(21b)에 출력한다.

이하, 전원 판별부(21a)에 있어서, 차체 키(40)로부터의 스탠바이 신호와 접속 식별 신호를 입력한 후에, 내부 연산을 통해 접속 판별 신호를 출력할 때까지의 판별 구성을 나타낸다.

전원 판별부(21a) 내에서, 단선(32a)의 일단부는 전원 판별부(21a)가 도시하지 않은 내부 전원에 미리 접속되고, 차체 키(40)로부터 스탠바이 신호를 입력함으로써, 내부 전원이 기동하고, 소정의 전압이 단선(32a)에 인가된다. 또한, 전원 판별부(21a)에는, 소정의 저항값을 가진 저항에 의해 구성한 도시하지 않은 풀 다운 회로를 갖고, 단선(32b)의 일단부는 그 저항의 일단부와 접속(타단부는 그라운드에 접속)되어 있다. 풀 다운 회로로 구성되어 있으므로, 단선(32b)의 타단부의 전압은, 단선(32b)의 타단부에 전압이 인가되어 있지 않으면, 그라운드 전압, 즉 OV로 되고, 단선(32b)의 타단부에 전압이 인가되면, 인가 전압으로 된다. 전원 판별부(21a)는 이 단선(32b)의 타단부의 전압을 접속 식별 신호로서 검출한다.

전원 판별부(21a)의 내부 연산의 구성은, 단선(32a)에 인가된 전압과, 접속 식별 신호인 단선(32b)의 타단부의 전압을, 비교하는 도시하지 않은 비교부와, 그 비교 결과인 접속 판별 신호를 출력하는 도시하지 않은 출력부로 이루어진다. 비교부에서, 단선(32a)에 인가된 전압과, 접속 식별 신호인 단선(32b)의 전압을 비교하고, 그 결과가 전압차 없음으로 된 경우에는, 전원 판별부(21a)는 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있다고 판별하고, 전압차 있음으로 된 경우에는, 전원 판별부(21a)는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있다고 판별한다. 그 판별 결과를 접속 판별 신호로서, 출력부로부터 회로 전환 제어부(21b)에 출력한다.

도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있을 때는, 전동식 유압 셔블(1)의 커넥터(13)에, 커넥터(102)가 접속되어 있다. 커넥터(102)에는 커넥터 내 신호선(102a)이 접속되어 있고, 이 커넥터 내 신호선(102a)의 일단부와, 커넥터(13)에 접속된 신호선(32)의 단선(32a)이 접속되고, 커넥터 내 신호선(102a)의 타단부와, 단선(32b)이 접속된다. 이에 의해, 신호선(32)의 단선(32a)과 단선(32b)은 커넥터 내 신호선(102a)을 통해 단락된다.

따라서 신호선(32)의 단선(32a)의 인가 전압과, 단선(32b)의 타단부의 전압은 동등하게 전압차 없음으로 되기 때문에, 전원 판별부(21a)는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있다고 판별하고, 회로 전환 제어부(21b)에 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있는 접속 판별 신호를 출력한다.

도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있을 때는, 전동식 유압 셔블(1)의 커넥터(13)에, 커넥터(62)가 접속되어 있다. 커넥터(62)에는 단락시키는 케이블이 접속되어 있지 않으므로, 신호선(32)의 단신호선(32a)과, 단신호선(32b)이 도통되지 않는다.

따라서 신호선(32)의 단신호선(32a)의 인가 전압과, 단신호선(32b)의 타단부의 전압은 상이하여 전압차 있음으로 되기 때문에, 전원 판별부(21a)는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있다고 판별하고, 회로 전환 제어부(21b)에 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있는 접속 판별 신호를 출력한다.

또한, 전원 판별부(21a)는 타이머(21f)와 통신을 행하고 있다. 즉, 전원 판별부(21a)는 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)에 접속하고 있다고 판별하였을 때는, 타이머(21f)에 상시 타이머 카운트를 실시시키지 않는 타이머 카운트 무효 신호를 출력하고, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속하고 있다고 판별하였을 때는, 회로 전환 제어부(21b)에 접속 판별 신호를 출력하는 동시에, 타이머(21f)에 타이머 카운트를 실시시키는 타이머 카운트 유효 신호를 출력한다.

또한, 전원 판별부(21a)는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되어 있다고 판별하였을 때, 차체 키(40)로부터의 스타트 신호를 입력하고, 또한 타이머(21f)로부터의, 후술하는 카운트 종료 신호를 입력한 경우에 한하여, 신호선(33)의 단신호선(33b)을 통해, 전원차(50)의 인버터(51)에 인버터 기동 신호를 출력한다.

타이머(21f)는 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)에 접속되고, 전원 판별부(21a)로부터 타이머 카운트 무효 신호를 입력하였을 때는, 타이머 카운트를 실시하지 않는다.

또한, 타이머(21f)는 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되고, 전원 판별부(21a)로부터 타이머 카운트 유효 신호를 입력하였을 때는, 시간을 카운트하기 시작하고, 타이머(21f)에서 미리 설정된 소정 시간 경과 후에, 전원 판별부(21a)에 카운트 종료 신호를 출력한다.

또한, 타이머(21f)에서 미리 설정된 소정 시간은, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되어 있을 때, 전원 판별부(21a)가 회로 전환 제어부(21b)에 접속 판별 신호를 출력한 후에, 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 전환될 때까지의 동안에, 전동 모터(7)에 전원차(50)의 배터리(52)의 전력을 인버터(51)로부터 공급 불가능으로 하고, 스타 델타 결선 회로(21d)의 후술하는 전자기식 개폐기의 스위칭 동작에 의한 서지 전압의 발생과, 인버터(51)에 대한 과전류를 억제하기 위해 설치하고 있다.

즉, 타이머(21f)에서 미리 설정된 소정 시간은, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있을 때, 전원 판별부(21a)가 회로 전환 제어부(21b)에 접속 판별 신호를 출력한 후에, 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 전환될 때까지의 시간을 기준 시간으로 하고 있다. 기준 시간은 계산에 의한 산출, 또는 실측으로부터 얻어진다. 타이머(21f)의 소정 시간을 설정할 때는, 기준 시간보다 조금 길게 여유를 갖고 설정해도 된다. 타이머(21f)의 소정 시간은 타이머(21f)에 구비되어 있는 도시하지 않은 설정 장치를 사용하여, 전동식 유압 셔블(1)의 메이커 등이 미리 설정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

회로 전환 제어부(21b)는, 전원 판별부(21a)로부터의 접속 판별 신호를 입력하고, 그 접속 판별 신호에 따라, 회로 전환부(21c)에 스타 결선 회로를 지시하는 스타 결선 회로 지시 신호, 또는 델타 결선 회로를 지시하는 델타 결선 회로 지시 신호를 출력한다.

회로 전환 제어부(21b)는, 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)에 접속되어 있을 때는, 전원 판별부(21a)로부터 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있는 접속 판별 신호를 입력하므로, 회로 전환부(21c)에 스타 결선 회로를 지시하는 스타 결선 회로 지시 신호를 출력하고, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되어 있을 때는, 전원 판별부(21a)로부터 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있는 접속 판별 신호를 입력하므로, 회로 전환부(21c)에 델타 결선 회로를 지시하는 델타 결선 회로 지시 신호를 출력한다.

또한, 회로 전환 제어부(21b)는, 전술한 차체 키(40)로부터, 신호선(36)을 통해 스타트 신호를 입력함으로써, 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)에 접속되고, 전원 판별부(21a)로부터 상용 전원(100)의 케이블(101)에 접속되어 있는 접속 판별 신호를 입력하였을 때는, 타이머(21e)에 타이머(21e)를 작동시키는 타이머 기능 유효 신호를 출력하고, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되고, 전원 판별부(21a)로부터 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되어 있는 접속 판별 신호를 입력하였을 때는, 타이머(21e)에 상시 타이머(21e)를 작동시키지 않는 타이머 기능 무효 신호를 출력한다.

회로 전환부(21c)는 회로 전환 제어부(21b)로부터 출력된 스타 결선 회로 지시 신호, 또는 델타 결선 회로 지시 신호를 입력하고, 그 각 지시 신호에 따라, 스타 델타 결선 회로(21d)를 스타 결선 회로로 전환 조작하는 스타 결선 회로 전환 신호, 또는 스타 델타 결선 회로(21d)를 델타 결선 회로로 전환 조작하는 델타 결선 회로 전환 신호를, 스타 델타 결선 회로(21d)에 출력한다.

도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있을 때는, 회로 전환부(21c)는 회로 전환 제어부(21b)로부터 스타 결선 회로를 지시하는 스타 결선 회로 지시 신호를 입력하므로, 스타 델타 결선 회로(21d)에 스타 결선 회로로 전환 조작하는 스타 결선 회로 전환 신호를 출력하고, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있을 때는, 회로 전환부(21c)는 회로 전환 제어부(21b)로부터 델타 결선 회로를 지시하는 델타 결선 회로 지시 신호를 입력하므로, 스타 델타 결선 회로(21d)에 델타 결선 회로로 전환 조작하는 델타 결선 회로 전환 신호를 출력한다.

스타 델타 결선 회로(21d)는 도시하지 않지만 복수의 전자기식 개폐기를 구비하고, 스타 결선 회로를 구성하는 전자기식 개폐기와, 델타 결선 회로를 구성하는 전자기식 개폐기로 구성된다. 이 전자기식 개폐기는, 회로 전환부(21c)로부터 스타 결선 회로 전환 신호를 입력함으로써, 스타 결선 회로로 전환되고, 델타 결선 회로 전환 신호를 입력함으로써, 델타 결선 회로로 전환되고, 전력선(35)을 통해 전동 모터(7)에 구동 전력을 공급한다.

도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되었을 때는, 스타 델타 결선 회로(21d)는 회로 전환부(21c)로부터 스타 결선 회로 전환 신호를 입력하므로, 스타 결선 회로로 전환되고, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)에 접속되었을 때는, 스타 델타 결선 회로(21d)는 회로 전환부(21c)로부터 델타 결선 회로 전환 신호를 입력하므로, 델타 결선 회로로 전환된다.

타이머(21e)는 회로 전환 제어부(21b)로부터의 전술한 타이머 기능 유효 신호, 혹은 전술한 타이머 기능 무효 신호를 입력한다.

타이머(21e)는 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되고, 회로 전환 제어부(21b)로부터, 타이머 기능 유효 신호를 입력한 경우에는, 회로 전환부(21c)가 스타 델타 결선 회로(21d)에 출력한 스타 결선 회로 전환 신호로부터, 타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간 후에, 델타 결선 회로 전환 신호로 전환하는 회로 전환 신호를, 회로 전환부(21c)에 출력한다.

타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간은, 도 3에 도시하는 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있을 때, 전동 모터(7)가 임피던스가 낮은 0 회전수 부근에서 스타 결선 회로로부터 델타 결선 회로로 변하는 것을 금지하여, 과전류를 억제하는 동시에, 전동 모터(7)가 소정 회전수 도달 후에 임피던스가 낮은 델타 결선 회로로 전환하기 위해 설정하고 있다.

타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간은, 전동식 유압 셔블(1)이 작업하는 데에 적합한 전동 모터(7)의 0 회전수로부터 이 소정 회전수에 도달할 때까지의 시간을 기준 시간으로 하고 있다. 기준 시간은 계산에 의한 산출, 또는 실측으로부터 얻어진다. 타이머(21e)의 소정 시간을 설정할 때는, 기준 시간보다 조금 길게 여유를 갖고 설정해도 된다. 타이머(21e)의 소정 시간은 타이머(21e)에 구비되어 있는 도시하지 않은 설정 장치를 사용하여, 전동식 유압 셔블(1)의 메이커 등이 미리 설정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 회로 전환부(21c)는 타이머(21e)로부터 전술한 회로 전환 신호를 입력함으로써, 스타 델타 결선 회로(21d)에, 델타 결선 회로 전환 신호를 출력하는 동시에, 회로 전환 제어부(21b)와, 회로 전환부(21c)의 스타 결선 회로 지시 신호의 입력부 사이를 연결하는 신호선에 개재하는 도시하지 않은 전자기식 개폐기를 오프하는 신호를, 도시하지 않은 신호선을 통해 송신하고, 그 전자기식 개폐기를 오프한다. 그 결과, 스타 결선 회로 지시 신호는 회로 전환부(21c)에 대해 도통되지 않고 무효로 된다.

따라서 회로 전환부(21c)는 타이머(21e)로부터 회로 전환 신호를 입력한 후, 스타 델타 결선 회로(21d)에, 델타 결선 회로 전환 신호를 출력하고, 스타 델타 결선 회로(21d)는 델타 결선 회로를 구성하고, 또한 전술한 차체 키(40)로부터 정지 신호가 출력될 때까지, 계속해서 유지된다.

또한, 도 4에 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있을 때는, 타이머(21e)는 회로 전환 제어부(21b)로부터, 전술한 타이머 기능 무효 신호를 입력하므로, 타이머(21e)는 작동하지 않고, 따라서 타이머(21e)는 회로 전환부(21c)에 일절 신호를 출력하지 않아, 회로 전환부(21c)는 스타 델타 결선 회로(21d)에 델타 결선 회로 전환 신호를 계속적으로 출력한다.

스타 델타 결선 회로(21d)는 회로 전환부(21c)로부터 델타 결선 회로 전환 신호를 계속적으로 입력하므로, 예를 들어 차체 키(40)가 스타트 신호를 출력해도, 그에 관계없이, 델타 결선 회로를 계속해서 구성한다.

다음으로 본 실시 형태에 대해, 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속된 경우의 동작을, 도 3을 사용하여 설명한다.

상용 전원(100)은 케이블(101)에 구비된 커넥터(102)가 전동식 유압 셔블(1)의 커넥터(13)에 접속되고, 전력이 공급 가능한 상태로 되어 있다.

커넥터(13)와 커넥터(102)가 접속함으로써, 상용 전원(100)의 전력이 제어반(20)의 제어 장치(21)가 갖는 스타 델타 결선 회로(21d)에 출력되는 동시에, 커넥터(102)의 커넥터 내 신호선(102a)이 신호선(32a, 32b)과 접속한다.

오퍼레이터가 운전실(5) 내의 차체 키(40)를 조작하고, 스탠바이 신호를 출력하면, 제어반(20)의 제어 장치(21)는 기동 상태로 되고, 제어 장치(21)가 갖는 전원 판별부(21a)는 차체 키(40)로부터 신호선(33)을 통해 스탠바이 신호를 입력한다.

전원 판별부(21a)는 차체 키(40)로부터 스탠바이 신호를 입력함으로써, 신호선(32)을 통해 상용 전원(100)의 케이블(101)과의 접속을 식별하기 위한 접속 식별 신호를 검출한다.

본 실시 형태에서는, 상용 전원(100)의 케이블(101)에 구비된 커넥터(102)와 커넥터(13)가 접속되어 있는 점에서, 신호선(32)의 단선(32a)과 단선(32b)은 커넥터(102) 내의 커넥터 내 신호선(102a)의 양단부와 접속되므로, 단락되어 있고, 단선(32a)의 전압과 단선(32b)의 전압은 동등해진다.

따라서 전원 판별부(21a)의 비교부는 단선(32a)과 단선(32b) 사이에서, 전압차 없음으로 하고, 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있다고 판별한다. 또한, 이 판별 결과를 접속 판별 신호로서 회로 전환 제어부(21b)에 출력한다.

또한, 전원 판별부(21a)는 회로 전환 제어부(21b)에 상용 전원(100)의 케이블(101)에 접속되어 있는 접속 판별 신호를 출력하는 동시에, 타이머(21f)에 대해 타이머 카운트 무효 신호를 출력한다.

이에 의해 타이머(21f)는, 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있는 동안에는, 타이머 카운트를 행하지 않는다.

회로 전환 제어부(21b)는, 전원 판별부(21a)로부터 출력된 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되어 있는 것을 나타내는 접속 판별 신호를 입력함으로써, 전동 모터(7) 시동 시에 스타 델타 결선 회로(21d)를 스타 결선 회로로 한다고 판단하고, 전술한 스타 결선 회로 지시 신호를 회로 전환부(21c)에 출력한다.

회로 전환부(21c)는 회로 전환 제어부(21b)로부터의 스타 결선 회로 지시 신호를 입력함으로써, 스타 델타 결선 회로(21d)에 스타 결선 회로 전환 신호를 출력한다.

스타 델타 결선 회로(21d)는 회로 전환부(21c)로부터의 스타 결선 회로 전환 신호를 입력함으로써, 스타 결선 회로를 구성하는 전자기식 개폐기가 온하여, 스타 결선 회로를 구성한다.

여기서 오퍼레이터가 전동 모터(7)를 시동시키기 위해, 전술한 차체 키(40)를 조작하고, 스타트 신호가 출력되면, 회로 전환 제어부(21b)는, 차체 키(40)로부터, 신호선(36)을 통해 스타트 신호를 입력하고, 타이머(21e)에 타이머 기능 유효 신호를 출력한다.

타이머(21e)는 회로 전환 제어부(21b)의 타이머 기능 유효 신호를 입력하고, 타이머(21e)에서 미리 설정한 소정 시간 후, 회로 전환부(21c)에 델타 결선 회로로 전환하는 회로 전환 신호를 출력한다.

회로 전환부(21c)는 타이머(21e)가 타이머 기능 유효 신호를 입력한 후에, 타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간에 도달할 때까지의 동안에, 스타 델타 결선 회로(21d)에, 스타 결선 회로 전환 신호를 출력하고, 스타 델타 결선 회로(21d)는 타이머(21e)가 타이머 기능 유효 신호를 입력한 후에, 타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간에 도달할 때까지의 동안에 스타 결선 회로를 구성한다.

또한, 회로 전환부(21c)는 타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간에 도달한 후, 타이머(21e)로부터 회로 전환 신호를 입력함으로써, 스타 델타 결선 회로(21d)에, 델타 결선 회로 전환 신호를 출력하는 동시에, 회로 전환 제어부(21b)로부터 출력된 스타 결선 회로 지시 신호를, 도시하지 않은 전자기식 개폐기에 의해 차단하고, 회로 전환부(21c)에 대해 무효로 한다.

타이머(21e)로부터의 회로 전환 신호에 의해, 회로 전환 제어부(21b)로부터의 스타 결선 회로 지시 신호가 차단되고, 그 결과, 회로 전환부(21c)는 스타 델타 결선 회로(21d)에 스타 결선 회로 전환 신호를 출력하지 않는다. 그것과 동시에 스타 델타 결선 회로(21d)에는 델타 결선 회로 전환 신호를 출력한다. 또한, 오퍼레이터가 차체 키(40)를 조작하여, 정지 신호가 출력될 때까지, 계속해서 델타 결선 회로 전환 신호를 출력하고, 스타 델타 결선 회로(21d)는 계속해서 델타 결선 회로를 구성한다.

도 3에 도시하는 본 실시 형태에 따르면, 상용 전원(100)의 케이블(101)이 접속되었을 때, 전동 모터(7)가 0 회전수로부터 소정 회전수에 도달할 때까지의 동안에, 스타 델타 결선 회로(21d)는 스타 결선 회로를 구성하고, 타이머(21e)에 의해 타이머(21e) 소정 시간 경과 후에, 델타 결선 회로로 전환된다. 이 결과, 전동 모터(7)의 임피던스가 낮은 0 회전수 부근에서는, 델타 결선 회로보다 3배 임피던스가 높은 스타 결선 회로를 구성하므로, 델타 결선 회로와 비교하여, 대전류를 억제할 수 있다.

또한, 타이머(21e)가 타이머(21e)에서 미리 설정된 소정 시간에 도달한 후에는 스타 결선 회로로부터 델타 결선 회로로 전환되므로, 스타 결선 회로에 비해, 임피던스가 1/3 낮아져, 전동 모터(7)에의 전류값이 3배에 증가한다. 이 결과, 전동식 유압 셔블(1)이 작업을 행하는 데에 필요한 토크가 얻어진다.

다음으로 본 실시 형태에 대해, 전원차(50)의 케이블(30)이 접속된 경우의 동작을, 도 4를 사용하여 설명한다.

전원차(50)의 케이블(30)에 구비된 커넥터(62)가 전동식 유압 셔블(1)의 커넥터(13)에 접속되고, 전력을 공급할 수 있는 상태로 되어 있다. 또한, 전원차(50)의 인버터(51)의 케이블(31)에 구비된 커넥터(61)가 전동식 유압 셔블(1)의 커넥터(60)에 접속되고, 운전실(5) 내의 차체 키(40)의 스탠바이 신호 및 정지 신호나, 제어 장치(21)의 전원 판별부(21a)로부터의 인버터 기동 신호를 통신할 수 있는 상태로 되어 있다.

커넥터(13)와 커넥터(62)가 접속됨으로써, 전원차(50)의 배터리(52)의 전력이 제어반(20)의 제어 장치(21)가 갖는 스타 델타 결선 회로(21d)에 출력된다.

오퍼레이터가 운전실(5) 내의 차체 키(40)를 조작하여, 스탠바이 신호를 출력하면, 제어반(20)의 제어 장치(21)는 기동 상태로 되고, 제어 장치(21)가 갖는 전원 판별부(21a)는 차체 키(40)로부터 신호선(33)을 통해 스탠바이 신호를 입력한다.

전원 판별부(21a)는 차체 키(40)로부터의 스탠바이 신호를 입력함으로써, 신호선(32)을 통해 전원차(50)의 케이블(30)과의 접속을 식별하기 위한 접속 식별 신호를 검출한다.

본 실시 형태에서는, 전원차(50)의 케이블(30)에 구비된 커넥터(62)와 커넥터(13)가 접속되어 있는 점에서, 신호선(32)의 단선(32a)과 단선(32b)은 커넥터(62)에서는 단락되지 않고, 단선(32a)의 전압과 단선(32b)의 전압은 다르다.

따라서 전원 판별부(21a)의 비교부는 단선(32a)과 단선(32b) 사이에서, 전압차 있음으로 하고, 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있다고 판별한다. 또한, 이 판별 결과를 접속 판별 신호로서 회로 전환 제어부(21b)에 출력한다.

또한, 전원 판별부(21a)는 회로 전환 제어부(21b)에 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있는 접속 판별 신호를 출력한다.

회로 전환 제어부(21b)는, 전원 판별부(21a)로부터 출력된, 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되어 있는 것을 나타내는 접속 판별 신호를 입력하고, 전동 모터(7) 시동 시에 스타 델타 결선 회로(21d)를 델타 결선 회로로 하기 위해, 전술한 델타 결선 회로 지시 신호를 회로 전환부(21c)에 출력한다.

회로 전환부(21c)는 회로 전환 제어부(21b)로부터의 델타 결선 회로 지시 신호를 입력함으로써, 스타 델타 결선 회로(21d)에 델타 결선 회로 전환 신호를 출력한다.

스타 델타 결선 회로(21d)는 회로 전환부(21c)로부터의 델타 결선 회로 전환 신호를 입력함으로써, 델타 결선 회로를 구성하는 전자기식 개폐기가 온하여, 델타 결선 회로를 구성한다.

여기서 오퍼레이터가 전동 모터(7)를 시동시키기 위해, 전술한 차체 키(40)를 조작하여, 스타트 신호가 출력되면, 회로 전환 제어부(21b)는, 타이머(21e)에 타이머 기능 무효 신호를 출력한다.

타이머(21e)는 회로 전환 제어부(21b)의 타이머 기능 무효 신호를 입력하고, 회로 전환부(21c)에 출력하지 않는다.

이에 의해 회로 전환부(21c)는 스타 델타 결선 회로(21d)에 대해 오퍼레이터의 조작에 의해 차체 키(40)가 정지 신호를 출력할 때까지, 델타 결선 회로 전환 신호를 계속해서 출력한다.

스타 델타 결선 회로(21d)는 회로 전환부(21c)로부터의 델타 결선 회로 전환 신호를 입력함으로써, 델타 결선 회로를 구성하는 전자기식 개폐기가 온하여, 델타 결선 회로를 구성한다. 또한, 회로 전환부(21c)가 오퍼레이터의 조작에 의해 차체 키(40)가 정지 신호를 출력할 때까지, 계속해서 델타 결선 회로 전환 신호를 출력하는 것에 수반하고, 계속해서 델타 결선 회로를 구성한다.

또한, 오퍼레이터가 전동 모터(7)를 시동시키기 위해, 전술한 차체 키(40)를 조작하여, 스타트 신호가 출력되면, 전원 판별부(21a)는 타이머(21f)에 전술한 타이머 카운트 유효 신호를 출력한다.

전원 판별부(21a)는 타이머(21f)에서 미리 설정된 소정 시간 경과 후, 타이머(21f)로부터 카운트 종료 신호를 입력함으로써, 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로에 이미 구성되어 있다고 판단하여, 전원차(50)의 인버터(51)에 대해 인버터 기동 신호를 출력한다.

전원차(50)의 인버터(51)는 전원 판별부(21a)로부터 출력된 인버터 기동 신호를 입력함으로써 기동하고, 예를 들어 전술한 V/F 제어를 행하면서, 케이블(30)을 통해, 전동 모터(7)에 전력을 공급한다.

도 4에서 도시하는 전원차(50)의 케이블(30)이 접속되었을 때, 전원차(50)의 인버터(51)에 의해, 전동 모터(7)가 0 회전수로부터 증속하고, 소정 회전수에 도달한 후에도, 스타 델타 결선 회로(21d)는 계속해서 델타 결선 회로를 구성한다. 이 결과, 스타 결선 회로로부터 델타 결선 회로로 전환되지 않으므로, 스타 델타 결선 회로(21d)의 전자기식 개폐기의 스위칭 동작에 의한 서지 전압이 발생하지 않아, 인버터(51)에 대한 과전류를 억제할 수 있다.

또한, 타이머(21f)에 의해 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로를 구성한 후에, 인버터(51)를 기동하므로, 인버터(51)가 전류의 공급을 시작할 때에, 스타 델타 결선 회로(21d)는 이미 델타 결선 회로를 구성하고 있어, 델타 결선 회로의 전자기식 개폐기의 스위칭 동작에 의한 서지 전압이 발생하지 않아, 인버터(51)에 대한 과전류를 억제할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태에 의해, 전원차(50)의 케이블(30)이 커넥터(13)에 접속되었을 때에, 전동 모터(7) 시동 시 및 전동 모터(7)의 구동이 계속되어 있는 동안에, 제어 장치(21)는 스타 델타 결선 회로(21d)의 델타 결선 회로만 유효하게 한다. 이에 의해, 전동 모터의 전원으로서 상용 전원과 전원차의 병용에 있어서, 전원차(50)를 전원으로서 접속한 경우, 리액터를 사용하는 일 없이, 전동 모터(7)의 시동에 수반하여, 스타 델타 결선 회로(21d)에서 발생하는 과전류를 억제할 수 있다. 그 결과, 리액터를 사용하지 않으므로 설비 비용을 저렴하게 억제할 수 있고, 또한 설치 스페이스를 유효하게 이용하는 것, 예를 들어 다른 기기에 적용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전동 모터(7)를 시동하기 위해, 오퍼레이터가 차체 키(40)를 조작하여, 스타트 신호를 출력하였을 때, 전원 판별부(21a)는 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 전환된 후에, 전원차(50)의 인버터(51)에 인버터 기동 신호를 출력한다. 이에 의해 스타 델타 결선 회로(21d)가 델타 결선 회로로 전환될 때는, 전원차(50)의 인버터(51)로부터 전력이 공급되어 있지 않아, 델타 결선 회로로 전환될 때에 발생하는 과전류를, 리액터를 사용하지 않고 억제할 수 있다.

1 : 전동식 유압 셔블
2 : 주행체
3 : 선회체
4 : 작업 장치
7 : 전동 모터
13 : 커넥터(접속부)
21 : 제어 장치
21a : 전원 판별부
21b : 회로 전환 제어부
21e : 타이머
21f : 타이머
30 : 케이블
31 : 케이블
31a : 단선
31b : 단선
32 : 신호선
32a : 단선
32b : 단선
33 : 신호선
33a : 단선
33b : 단선
36 : 신호선
40 : 차체 키
50 : 전원차
51 : 인버터
60 : 커넥터
61 : 커넥터
62 : 커넥터
63 : 커넥터
100 : 상용 전원
101 : 케이블
102 : 커넥터
102a : 커넥터 내 신호선

Claims

상용 전원에 케이블을 통해 접속 가능한 동시에,
배터리와, 상기 배터리에 접속되는 인버터를 구비한 전원차에 케이블을 통해 접속 가능하고,
주행체와, 상기 주행체 상에 구비된 선회체와, 상기 선회체에 구비된 작업 장치와, 상기 주행체, 상기 선회체, 상기 작업 장치의 각각의 구동원을 형성하고, 상기 상용 전원, 또는 상기 전원차의 상기 배터리의 전력이 공급되는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 스타 델타 결선 회로 및 상기 스타 델타 결선 회로의 전환을 지시하는 회로 전환부를 갖는 제어 장치와, 상기 상용 전원의 케이블, 또는 상기 전원차의 케이블과 상기 제어 장치를 접속하는 접속부를 구비한 전동식 건설 기계에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 상용 전원의 케이블, 또는 상기 전원차의 케이블 중 어느 하나가 상기 접속부에 접속된 것을 판별하는 전원 판별부와, 상기 전원 판별부로부터의 신호에 따라 상기 회로 전환부를 제어하는 회로 전환 제어부를 갖고,
상기 회로 전환 제어부는, 상기 상용 전원의 케이블이 상기 접속부에 접속되었다고 상기 전원 판별부에서 판별되었을 때, 상기 전동 모터 시동 시에, 상기 스타 델타 결선 회로가 스타 결선 회로로 되도록 상기 회로 전환부를 제어하고,
상기 회로 전환 제어부는, 상기 전원차의 케이블이 상기 접속부에 접속되었다고 상기 전원 판별부에서 판별되었을 때, 상기 전동 모터 시동 시에, 상기 스타 델타 결선 회로가 델타 결선 회로로 되도록, 상기 회로 전환부를 제어하는 동시에, 상기 전동 모터가 구동을 계속하는 동안, 상기 델타 결선 회로를 유지하도록 상기 회로 전환부를 제어하고,
상기 제어 장치는, 상기 전원 판별부에 있어서, 상기 전원차의 케이블이 상기 접속부에 접속되었다고 판별되었을 때, 상기 스타 델타 결선 회로가 상기 델타 결선 회로로 된 후에, 상기 전원차의 상기 배터리로부터 전력을 공급하도록 상기 인버터를 제어하는 처리를 행하기 위한 타이머를 갖는 것을 특징으로 하는, 전동식 건설 기계.
삭제