工業(yè)機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)械。本發(fā)明的匯流條(30)在電力轉(zhuǎn)換裝置中對(duì)功率模塊、電容器及驅(qū)動(dòng)對(duì)象的負(fù)載中的任意兩個(gè)之間進(jìn)行接線。第1襯墊(36)支承第1板(32)及第2板(34)各自的對(duì)應(yīng)的第1端(32a、34a)，并且使第1板(32)及第2板(34)各自的對(duì)應(yīng)的第1端(32a、34a)彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使這些第1端(32a、34a)電連接。第2襯墊(38)支承第1板(32)及第2板(34)各自的對(duì)應(yīng)的第2端(32b、34b)，并且使第1板(32)及第2板(34)各自的對(duì)應(yīng)的第2端(32b、34b)彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使這些第2端(32b、34b)電連接。
【專利說(shuō)明】工業(yè)機(jī)械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用電力轉(zhuǎn)換裝置的工業(yè)機(jī)械。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，在以挖土機(jī)和起重機(jī)為代表的施工機(jī)械中，作為上部回轉(zhuǎn)體的動(dòng)力源利用液壓馬達(dá)與交流電動(dòng)機(jī)的混合式?；旌鲜交剞D(zhuǎn)動(dòng)力源在上部回轉(zhuǎn)體加速時(shí)，通過(guò)交流電動(dòng)機(jī)輔助液壓馬達(dá)，在減速時(shí)，通過(guò)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生運(yùn)行，利用發(fā)電能對(duì)電池進(jìn)行充電。在專利文獻(xiàn)I至3中公開(kāi)有相關(guān)技術(shù)。并且，施工機(jī)械以外的工業(yè)機(jī)械，例如叉車或鍛壓機(jī)械中也搭載有用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換裝置。
[0003]用于驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換裝置(逆變器)具備:多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，設(shè)置在交流電動(dòng)機(jī)的各相；控制器，根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(或轉(zhuǎn)數(shù))生成已調(diào)制的控制信號(hào)；及驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件。
[0004]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平10-103112號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2010-222815號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010-226782號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本實(shí)登錄2524642號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)5:日本實(shí)開(kāi)昭58-83933號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)6:日本實(shí)開(kāi)昭60-33767號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)7:日本特開(kāi)平10-145941號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0014]由于在工業(yè)機(jī)械中使用的電力轉(zhuǎn)換裝置中流過(guò)大電流，因此溫度上升較明顯。若因此在電力轉(zhuǎn)換裝置中發(fā)生溫度異常，則無(wú)法繼續(xù)工作。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其一種實(shí)施方式的例示性目的之一在于提供一種實(shí)施有溫度對(duì)策的電力轉(zhuǎn)換裝置及具備該電力轉(zhuǎn)換裝置的工業(yè)機(jī)械。
[0016]用于解決技術(shù)課題的手段
[0017]本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及一種電力轉(zhuǎn)換裝置或具備該電力轉(zhuǎn)換裝置的工業(yè)機(jī)械。電力轉(zhuǎn)換裝置具備:至少一個(gè)功率模塊；電容器；及匯流條，其設(shè)置于驅(qū)動(dòng)對(duì)象的負(fù)載、功率模塊及電容器中的任意兩個(gè)之間。匯流條具備:第I板；第2板；第I襯墊，支承第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第I端，并且使使第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第I端彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使第I板及第2板各自的第I端彼此電連接；及第2襯墊，支承第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第2端，并且使第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第2端彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使第I板及第2板各自的第2端彼此電連接。
[0018]根據(jù)該方式，通過(guò)使第I板和第2板隔開(kāi)而層疊，能夠加大導(dǎo)體的表面積，即使在匯流條的尺寸受限的情況下也能夠加大電流容量，從而能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換裝置甚至工業(yè)機(jī)械小型化。
[0019]在一種實(shí)施方式中，電力轉(zhuǎn)換裝置還可具備電抗器。匯流條可設(shè)置于負(fù)載、功率模塊、電容器及電抗器中的任意兩個(gè)之間。
[0020]匯流條還可具備至少一個(gè)第3襯墊，該第3襯墊設(shè)置于第I板和第2板的第I端與第2端之間的至少一個(gè)部位，并使第I板與第2板的對(duì)應(yīng)的部位彼此電連接。
[0021]通過(guò)設(shè)置第3襯墊，能夠抑制電流集中在第I板和第2板中的一個(gè)，能夠使電流均勻。
[0022]本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及一種電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置或具備該電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的工業(yè)機(jī)械，該電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置搭載于具備行走機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)自如地搭載于行走機(jī)構(gòu)上的上部回轉(zhuǎn)體的工業(yè)機(jī)械，通過(guò)交流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力使回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)。
[0023]電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置控制使上部回轉(zhuǎn)體相對(duì)于行走機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置具備:電力轉(zhuǎn)換裝置，其設(shè)置于上部回轉(zhuǎn)體并驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)；及載波頻率控制部，其使電力轉(zhuǎn)換裝置的載波頻率隨著流過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置的電流變大而降低。
[0024]當(dāng)流過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置的電流變大時(shí)，功率模塊中的局部發(fā)熱也隨之變大。根據(jù)該方式，根據(jù)電力轉(zhuǎn)換裝置的電流降低電力轉(zhuǎn)換裝置的載波頻率，由此能夠抑制功率模塊的溫度變動(dòng)，并能夠降低應(yīng)力應(yīng)變來(lái)提高可靠性。
[0025]載波頻率控制部可在交流電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)加速時(shí)改變載波頻率。并且，載波頻率控制部可在交流電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)減速時(shí)改變載波頻率。
[0026]流過(guò)功率模塊的電流在開(kāi)始回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)加速時(shí)或者在停止回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)減速時(shí)尤其變大，在功率模塊內(nèi)產(chǎn)生局部應(yīng)力。因此，通過(guò)在回轉(zhuǎn)加速時(shí)、回轉(zhuǎn)減速時(shí)降低載波頻率，能夠提高功率模塊的可靠性。
[0027]載波頻率控制部可使載波頻率隨著構(gòu)成電力轉(zhuǎn)換裝置的功率模塊的溫度變高而降低。
[0028]載波頻率控制部可如下進(jìn)行控制，即流過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置的電流為規(guī)定值以下時(shí)，將載波頻率保持為恒定，當(dāng)流過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置的電流高于規(guī)定值時(shí)，使載波頻率隨著電流線性下降。
[0029]另外，在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互置換以上構(gòu)成要件的任意組合、本發(fā)明的構(gòu)成要件和表現(xiàn)的內(nèi)容也作為本發(fā)明的方式而有效。
[0030]發(fā)明效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明，能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的匯流條大容量化。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是表示具備第I實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的作為施工機(jī)械的一例的挖土機(jī)的外觀的立體圖。
[0033]圖2是第I實(shí)施方式所涉及的挖土機(jī)的電力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的框圖。
[0034]圖3是表示電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0035]圖4是表示根據(jù)電流控制載波頻率的一例的圖。
[0036]圖5是表示根據(jù)溫度T控制載波頻率的幾個(gè)例子的圖。
[0037]圖6(a)是載波頻率及逆變器的電流的時(shí)間波形圖，圖6(b)是溫度的時(shí)間波形圖。
[0038]圖7(a)是不進(jìn)行載波頻率控制時(shí)的波形圖，圖7(b)是進(jìn)行載波頻率控制時(shí)的波形圖。
[0039]圖8是通常的三相電力轉(zhuǎn)換裝置(逆變器)的電路圖。
[0040]圖9是表示第2實(shí)施方式所涉及的匯流條的立體圖。
[0041]圖10(a)是第2實(shí)施方式所涉及的具備匯流條的電力轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖，圖10(b)是匯流條及絕緣支架的立體圖。
[0042]圖11(a)?圖11(c)是表示匯流條的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
[0043]圖12 (a)是表示在圖10的電力轉(zhuǎn)換裝置中電流流過(guò)匯流條的情況的圖，圖12 (b)是表示電流流過(guò)單板的匯流條的情況的圖。
[0044]圖13(a)是第I變形例所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖，圖13(b)是圖13(a)的匯流條的立體圖。
[0045]圖14 (a)、圖14(b)是電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖。
[0046]圖15是表示第3變形例所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0047]圖16是表示第4變形例所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。
[0048]圖17是作為施工機(jī)械的挖土機(jī)的俯視圖。
[0049]圖18是圖17的挖土機(jī)的局部剖切側(cè)視圖。
[0050]圖19是圖17的挖土機(jī)的框圖。
[0051]圖20是作為施工機(jī)械的裝卸工作車輛(叉車)的局部剖切側(cè)視圖。
[0052]圖21 (a)、圖21 (b)是作為施工機(jī)械的鍛壓機(jī)械的主視圖及側(cè)視圖。
[0053]圖22是鍛壓機(jī)械的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0054]以下，參考附圖并根據(jù)最佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于各附圖中示出的相同或等同的構(gòu)成要件、部件、處理標(biāo)注相同符號(hào)并適當(dāng)省略重復(fù)說(shuō)明。并且，實(shí)施方式并不限定發(fā)明，而是例示，實(shí)施方式中說(shuō)明的所有特征或其組合并不一定是發(fā)明的本質(zhì)內(nèi)容。
[0055]還包括經(jīng)由部件而間接連接的情況。
[0056]同樣地，就“部件C設(shè)置于部件A與部件B之間的狀態(tài)”而言，除了部件A與部件C或者部件B與部件C直接連接的情況之外，還包括通過(guò)不會(huì)對(duì)它們的電連接狀態(tài)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性影響或者不會(huì)損害因它們的結(jié)合而發(fā)揮的功能或效果的其他部件間接連接的情況。
[0057](第I實(shí)施方式)
[0058]1.1有關(guān)電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置的課題
[0059]如上所述，在以挖土機(jī)和起重機(jī)為代表的施工機(jī)械中，作為上部回轉(zhuǎn)體的動(dòng)力源，利用液壓馬達(dá)與交流電動(dòng)機(jī)的混合式。施工機(jī)械的回轉(zhuǎn)體頻繁重復(fù)回轉(zhuǎn)和停止。而且，對(duì)處于停止?fàn)顟B(tài)的施工機(jī)械的回轉(zhuǎn)體進(jìn)行加速時(shí)或者對(duì)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的回轉(zhuǎn)體進(jìn)行減速時(shí)，在開(kāi)關(guān)元件中流過(guò)大電流。通常，開(kāi)關(guān)元件內(nèi)置于以IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)為代表的功率模塊中，其在功率模塊內(nèi)部的電連接有時(shí)使用焊錫。
[0060]功率模塊與散熱器熱結(jié)合，從而抑制溫度的上升。然而，即使在該情況下，大電流每次流過(guò)開(kāi)關(guān)元件時(shí)，局部溫度都會(huì)變動(dòng)。功率模塊內(nèi)的焊錫、配線、基板等的材料分別具有不同的熱膨脹率，因此伴隨開(kāi)關(guān)元件的溫度變動(dòng)而產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變。應(yīng)力應(yīng)變會(huì)成為焊錫裂縫等的原因，給功率模塊的可靠性帶來(lái)影響。
[0061]以下，對(duì)用于解決該課題的電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0062]1.3第I實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置
[0063]圖1是表示具備第I實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的作為施工機(jī)械的一例的挖土機(jī)601的外觀的立體圖。挖土機(jī)601主要具備:行走機(jī)構(gòu)602及經(jīng)由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)603轉(zhuǎn)動(dòng)自如地搭載于行走機(jī)構(gòu)602的上部的回轉(zhuǎn)體604。
[0064]回轉(zhuǎn)體604上安裝有動(dòng)臂605、鉸鏈連接于動(dòng)臂605前端的斗桿606及鉸鏈連接于斗桿606前端的鏟斗610。鏟斗610是用于捕獲沙土、鋼材等吊物的設(shè)備。動(dòng)臂605、斗桿606及鏟斗610分別通過(guò)動(dòng)臂缸607、斗桿缸608及鏟斗缸609液壓驅(qū)動(dòng)。并且，回轉(zhuǎn)體604上設(shè)置有用于容納對(duì)鏟斗610的位置或勵(lì)磁動(dòng)作及釋放動(dòng)作進(jìn)行操作的操作者的駕駛室604a，和用于產(chǎn)生液壓的引擎611等動(dòng)力源。引擎611例如由柴油引擎構(gòu)成。
[0065]圖2是第I實(shí)施方式所涉及的挖土機(jī)601的電力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的框圖。另夕卜，圖2中，以雙重線表示傳遞機(jī)械動(dòng)力的系統(tǒng)，以粗實(shí)線表示液壓系統(tǒng)，以虛線表示操縱系統(tǒng)，以細(xì)實(shí)線表示電力系統(tǒng)。
[0066]挖土機(jī)601具備電動(dòng)發(fā)電機(jī)612及減速器613,引擎611及電動(dòng)發(fā)電機(jī)612的旋轉(zhuǎn)軸一同連接于減速器613的輸入軸，由此相互連結(jié)。當(dāng)引擎611的負(fù)載較大時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)612通過(guò)自身的驅(qū)動(dòng)力輔助(幫助)引擎611的驅(qū)動(dòng)力，電動(dòng)發(fā)電機(jī)612的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)過(guò)減速器613的輸出軸而傳遞至主泵614。另一方面，當(dāng)引擎611的負(fù)載較小時(shí)，引擎611的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)過(guò)減速器613而傳遞至電動(dòng)發(fā)電機(jī)612，由此電動(dòng)發(fā)電機(jī)612進(jìn)行發(fā)電。電動(dòng)發(fā)電機(jī)612例如由磁鐵埋入于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的IPM(Inter1r Permanent Magnetic)馬達(dá)構(gòu)成。電動(dòng)發(fā)電機(jī)612的驅(qū)動(dòng)與發(fā)電的切換由在挖土機(jī)601中進(jìn)行電力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制的控制器630根據(jù)引擎611的負(fù)載等而進(jìn)行。
[0067]減速器613的輸出軸上連接有主泵614及先導(dǎo)泵615，在主泵614經(jīng)由高壓液壓管路616連接有控制閥617?？刂崎y617為進(jìn)行挖土機(jī)601中的液壓系統(tǒng)的控制的裝置。在控制閥617除了連接有用于驅(qū)動(dòng)圖1所示的行走機(jī)構(gòu)602的液壓馬達(dá)602A及602B之外，經(jīng)由高壓液壓管路還連接有動(dòng)臂缸607、斗桿缸608及鏟斗缸609，控制閥617根據(jù)駕駛員的操作輸入對(duì)供給至這些的液壓進(jìn)行控制。
[0068]電動(dòng)發(fā)電機(jī)612的電性端子上連接有逆變器618A的次級(jí)側(cè)(輸出)端。在逆變器618A的初級(jí)側(cè)(輸入)端連接有蓄電部100。蓄電部100例如具備作為蓄電池的電池、控制電池的充放電的升降壓轉(zhuǎn)換器及由正極及負(fù)極的直流配線構(gòu)成的DC母線(未圖示)。其中，DC母線構(gòu)成恒定電壓蓄電部，電池構(gòu)成變動(dòng)電壓蓄電部。即，逆變器618A的輸入端經(jīng)由DC母線連接于升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端。在升降壓轉(zhuǎn)換器的輸出端連接有作為蓄電器的電池。并且，上述內(nèi)容中作為蓄電器的例子示出了電容器，但也可將鋰離子電池等能夠充電的2次電池或能夠接受電力的其他形態(tài)的電源用作蓄電器，從而代替電容器。
[0069]逆變器618A根據(jù)來(lái)自控制器630的指令進(jìn)行電動(dòng)發(fā)電機(jī)612的運(yùn)行控制。即，逆變器618A在使電動(dòng)發(fā)電機(jī)612進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，從電池及升降壓轉(zhuǎn)換器經(jīng)由DC母線將所需電力供給至電動(dòng)發(fā)電機(jī)。并且，在使電動(dòng)發(fā)電機(jī)612進(jìn)行再生運(yùn)行時(shí)，經(jīng)由DC母線及升降壓轉(zhuǎn)換器將通過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)612發(fā)電的電力充電至電池。另外，升降壓轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作與降壓動(dòng)作的切換控制由控制器630根據(jù)DC母線電壓值、電池電壓值及電池電流值而進(jìn)行。由此，能夠?qū)C母線維持在蓄電成預(yù)先規(guī)定的恒定電壓值的狀態(tài)。
[0070]蓄電部100上經(jīng)由逆變器618B連接有動(dòng)臂再生用發(fā)電機(jī)300。動(dòng)臂缸607上連接有液壓馬達(dá)310，動(dòng)臂再生用發(fā)電機(jī)300的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)液壓馬達(dá)310驅(qū)動(dòng)。動(dòng)臂再生用發(fā)電機(jī)300為在動(dòng)臂605因重力作用而下降時(shí)將位能轉(zhuǎn)換為電能的電動(dòng)工作要件。
[0071]液壓馬達(dá)310構(gòu)成為在動(dòng)臂605下降時(shí)通過(guò)從動(dòng)臂缸607吐出的油旋轉(zhuǎn)，為了將動(dòng)臂605隨著重力而下降時(shí)的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)力而設(shè)置。液壓馬達(dá)310設(shè)置于控制閥617與動(dòng)臂缸607之間的液壓管607A。動(dòng)臂再生用發(fā)電機(jī)300中發(fā)電的電力作為再生能量經(jīng)過(guò)逆變器618B而供給至蓄電部100。
[0072]電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500設(shè)置于圖1的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)603，使上部回轉(zhuǎn)體604轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500主要具備回轉(zhuǎn)用逆變器618C、回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621、旋轉(zhuǎn)變壓器622、機(jī)械制動(dòng)器
623、回轉(zhuǎn)減速器624及控制器630的一部分630C。
[0073]回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621為交流電動(dòng)機(jī)，是使回轉(zhuǎn)體604回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)603的動(dòng)力源。回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)軸62IA上連接有旋轉(zhuǎn)變壓器622、機(jī)械制動(dòng)器623及回轉(zhuǎn)減速器
624?；剞D(zhuǎn)用逆變器618C接收來(lái)自蓄電部100的電力，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621。并且，當(dāng)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621再生運(yùn)行時(shí)，將來(lái)自回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的電力回收到蓄電部100。
[0074]當(dāng)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)力通過(guò)回轉(zhuǎn)減速器624增大，回轉(zhuǎn)體604被加減速控制而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并且，通過(guò)回轉(zhuǎn)體604的慣性旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速通過(guò)回轉(zhuǎn)減速器624增大并傳遞至回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621，并產(chǎn)生再生電力?；剞D(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621根據(jù)PWM(Pulse Width Modulat1n)控制信號(hào)，通過(guò)回轉(zhuǎn)用逆變器618C交流驅(qū)動(dòng)。作為回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621，優(yōu)選例如磁鐵埋入型IPM馬達(dá)。
[0075]旋轉(zhuǎn)變壓器622為檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)軸62IA的旋轉(zhuǎn)位置及旋轉(zhuǎn)角度的傳感器，通過(guò)與回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621機(jī)械連結(jié)來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸621A的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器622檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸621A的旋轉(zhuǎn)角度，從而導(dǎo)出回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)603的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。機(jī)械制動(dòng)器623為產(chǎn)生機(jī)械制動(dòng)力的制動(dòng)裝置，根據(jù)來(lái)自控制器630的指令，使回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)軸621A機(jī)械停止?；剞D(zhuǎn)減速器624為將回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)軸62IA的轉(zhuǎn)速減速并機(jī)械傳遞至回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)603的減速器。
[0076]以上為電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的結(jié)構(gòu)。
[0077]先導(dǎo)泵615上經(jīng)由先導(dǎo)管路625連接有操作裝置626。操作裝置626為用于對(duì)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621、行走機(jī)構(gòu)602、動(dòng)臂605、斗桿606及鏟斗610進(jìn)行操作的操作裝置，由操作者進(jìn)行操作。操作裝置626上經(jīng)由液壓管路627連接有控制閥617，并且經(jīng)由液壓管路628連接有壓力傳感器629。操作裝置626將通過(guò)先導(dǎo)管路625供給的液壓(初級(jí)側(cè)液壓)轉(zhuǎn)換為與操作者的操作量對(duì)應(yīng)的液壓(次級(jí)側(cè)液壓)并進(jìn)行輸出。從操作裝置626輸出的次級(jí)側(cè)液壓通過(guò)液壓管路627供給至控制閥617，并且被壓力傳感器629檢測(cè)。
[0078]若對(duì)操作裝置626輸入用于使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)603回轉(zhuǎn)的操作，則壓力傳感器629將該操作量作為液壓管路628內(nèi)的液壓的變化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。壓力傳感器629輸出表示液壓管路628內(nèi)的液壓的電信號(hào)。該電信號(hào)輸入至控制器630,用于回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的驅(qū)動(dòng)控制。
[0079]控制器630由包含CPU (Central Processing Unit)及內(nèi)部存儲(chǔ)器的運(yùn)算處理裝置構(gòu)成，通過(guò)CPU執(zhí)行存儲(chǔ)于內(nèi)部存儲(chǔ)器的驅(qū)動(dòng)控制用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。控制器630接收來(lái)自各種傳感器及操作裝置626等的操作輸入，從而進(jìn)行逆變器618A、618B、618C及蓄電部100等的驅(qū)動(dòng)控制。
[0080]以上是挖土機(jī)601的整體結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，對(duì)第I實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在啟動(dòng)(加速)回轉(zhuǎn)體604時(shí)，為了使回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩，需從回轉(zhuǎn)用逆變器618C向回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621供給大電流。并且，在停止(減速)回轉(zhuǎn)體604時(shí)的再生運(yùn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的大電流經(jīng)由回轉(zhuǎn)用逆變器618C供給至蓄電部100。并且，在定速回轉(zhuǎn)時(shí)，若鏟斗610中裝載有較重的貨物或斗桿606與障礙物接觸，則在回轉(zhuǎn)用逆變器618C中也流過(guò)大電流。
[0081]頻繁重復(fù)回轉(zhuǎn)和停止的電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500中，若在回轉(zhuǎn)用逆變器618C中頻繁流過(guò)大電流，則在構(gòu)成回轉(zhuǎn)用逆變器618C的功率模塊的內(nèi)部或在其周邊產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，有可能降低電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的可靠性。以下，對(duì)用于解決這種問(wèn)題的技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。
[0082]圖3是表示電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的結(jié)構(gòu)的框圖。電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500具備回轉(zhuǎn)用逆變器618C、回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621、旋轉(zhuǎn)變壓器622、電流傳感器642、溫度傳感器644及作為控制器630的一部分的逆變器控制部630C。
[0083]例如，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621是三相交流電動(dòng)機(jī)，回轉(zhuǎn)用逆變器618C包含U相、V相、W相的開(kāi)關(guān)電路。電流傳感器642檢測(cè)在逆變器618C的各相中流過(guò)的電流，并將表示電流值的電流檢測(cè)值SI輸出至逆變器控制部630C。例如，電流傳感器642可檢測(cè)回轉(zhuǎn)用逆變器618C的各相的輸出電流、在各相的上側(cè)支路中流過(guò)的電流、在各相的下側(cè)支路中流過(guò)的電流中的至少一個(gè)或者幾個(gè)的組合。
[0084]構(gòu)成回轉(zhuǎn)用逆變器618C的開(kāi)關(guān)電路例如由IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)等功率晶體管構(gòu)成，功率晶體管內(nèi)置于智能功率模塊(IPM:1nte11 igentPower Module)。IPM搭載有溫度傳感器等各種傳感器，各種傳感器檢測(cè)過(guò)電流、控制電源電壓下降、輸出短路、溫度異常等現(xiàn)象，當(dāng)檢測(cè)出這些現(xiàn)象時(shí)，輸出IPM故障信號(hào)。在此，溫度異常的現(xiàn)象是指逆變器的溫度變成規(guī)定的運(yùn)行停止溫度以上的情況。運(yùn)行停止溫度例如設(shè)定為100°C。若檢測(cè)到IPM故障信號(hào)，則IPM為了防止作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的馬達(dá)和逆變器被燒毀，停止供給用于驅(qū)動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的馬達(dá)的電流。此時(shí)，挖土機(jī)601的動(dòng)作本身也停止，連續(xù)運(yùn)行被中斷。從提高可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)，該自動(dòng)停止保護(hù)是必須的，但是由于自動(dòng)停止會(huì)降低工作效率，因此優(yōu)選盡可能不發(fā)生。
[0085]溫度傳感器644與功率模塊熱結(jié)合，并生成與功率模塊的溫度對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)值S2，且輸出至逆變器控制部630C。溫度傳感器644可利用內(nèi)置于功率模塊的熱敏電阻等，也可設(shè)置于與功率模塊最近處。當(dāng)溫度傳感器644內(nèi)置于功率模塊時(shí)，能夠檢測(cè)功率模塊內(nèi)部的局部溫度，當(dāng)溫度傳感器設(shè)置于功率模塊外部時(shí)，能夠檢測(cè)功率模塊整體的平均溫度。當(dāng)然，溫度傳感器644也可設(shè)置于功率模塊的內(nèi)部及外部雙方，并生成表示各自的溫度的溫度檢測(cè)值S2。
[0086]逆變器控制部630C具備減法器631、PI控制部632、回轉(zhuǎn)動(dòng)作檢測(cè)部638、PWM信號(hào)生成部640、載波頻率控制部650。
[0087]旋轉(zhuǎn)變壓器622檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)位置的變化。回轉(zhuǎn)動(dòng)作檢測(cè)部638根據(jù)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的旋轉(zhuǎn)位置的變化計(jì)算出回轉(zhuǎn)速度值S3，并輸出至減法器631。
[0088]減法器631從指示回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的回轉(zhuǎn)速度的速度指令值S4減去回轉(zhuǎn)速度值S3，并輸出它們的偏差。速度指令值S4例如為與操作裝置626的操作量對(duì)應(yīng)的指令值(參考圖2)。
[0089]PI控制部632根據(jù)從減法器631輸出的偏差進(jìn)行PI控制，以使回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的轉(zhuǎn)速接近速度指令值從而使偏差變小，并生成用于該控制的轉(zhuǎn)矩電流指令值S5。
[0090]轉(zhuǎn)矩限制部633將轉(zhuǎn)矩電流指令值S5限制在規(guī)定的轉(zhuǎn)矩極限值(轉(zhuǎn)矩的上限值)S6以下的范圍，以便根據(jù)從PI控制部632輸出的轉(zhuǎn)矩電流指令值S5而在回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成為回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的容許轉(zhuǎn)矩值以下?？刂苹剞D(zhuǎn)用逆變器618C的逆變器控制部630C中，通常，例如加速時(shí)轉(zhuǎn)矩極限值XU設(shè)定為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的額定轉(zhuǎn)矩的150%，減速時(shí)轉(zhuǎn)矩極限值XD設(shè)定為額定轉(zhuǎn)矩的250%。
[0091]PWM信號(hào)生成部640通過(guò)以所設(shè)定的載波頻率fc對(duì)已限制轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流指令值S7進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulat1n)，由此生成相對(duì)于逆變器618C的各相的開(kāi)關(guān)元件(IGBT)的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖。在本實(shí)施方式中，PWM信號(hào)生成部640中的載波頻率fc可根據(jù)電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的狀態(tài)發(fā)生變動(dòng)。
[0092]載波頻率控制部650根據(jù)來(lái)自電流傳感器642的電流檢測(cè)值SI及來(lái)自溫度傳感器644的溫度檢測(cè)值S2控制載波頻率fc。
[0093]具體而言，載波頻率控制部650使載波頻率fc隨著在逆變器618C中流過(guò)的電流Ict變大而降低。圖4是表示根據(jù)電流IeT控制載波頻率的一例的圖。在電流Ict在某一閾值以下的區(qū)域(I)中，載波頻率fc設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的額定頻率f1(KI%。閾值例如可以是與額定轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流值Ι1Μ%。
[0094]在電流1?超過(guò)閾值Ι1(ΚΙ%的區(qū)域(II)中，載波頻率fc隨著電流Ict線性下降，通過(guò)公式⑴算出。
[0095]fc = aX (IC1-110%)+f10%......⑴
[0096]a是載波頻率fc的斜率，具有負(fù)值。
[0097]回到圖3。載波頻率控制部650將回轉(zhuǎn)用逆變器618C的溫度反映于載波頻率fc。具體而言，載波頻率控制部650參考溫度檢測(cè)值S2，使載波頻率fc隨著構(gòu)成回轉(zhuǎn)用逆變器618C的功率模塊的溫度T變高而降低。
[0098]回轉(zhuǎn)用逆變器618C的設(shè)計(jì)者能夠預(yù)先預(yù)測(cè)在功率模塊中流過(guò)某一載波頻率且某一大小的電流時(shí)的溫度上升。因此，載波頻率控制部650在溫度T越接近運(yùn)行停止溫度Tmax時(shí)越使載波頻率fc降低，以免當(dāng)前溫度T超過(guò)運(yùn)行停止溫度Tmax。
[0099]圖5是表示根據(jù)溫度T控制載波頻率的幾個(gè)例子的圖。如實(shí)線a所示，在溫度T在某一閾值以下的區(qū)域(I)中，載波頻率fc可以是預(yù)先設(shè)定的初始頻率fINIT，在閾值以上的區(qū)域(II)中，可以隨著溫度線性下降?；蛘?，如實(shí)線b所示，載波頻率fc可在整個(gè)溫度范圍內(nèi)隨著溫度下降。
[0100]若驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)用逆變器618C及回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的信號(hào)的載波頻率fc為可聽(tīng)頻域(< 5kHz)，則周圍的人會(huì)察覺(jué)到噪聲。在市區(qū)也被使用的挖土機(jī)601還要求靜音性，因此優(yōu)選初始頻率fINIT設(shè)定為人難以接近的頻帶，例如8kHz或者其以上。
[0101]以上是電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的結(jié)構(gòu)。接下來(lái)說(shuō)明其動(dòng)作。
[0102]圖6 (a)是載波頻率fc及逆變器618C的電流Ict的時(shí)間波形圖，圖6 (b)是溫度T的時(shí)間波形圖。
[0103]回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621的加速或者減速以2?3秒的較短時(shí)間大小進(jìn)行，因此基于電流Ict的載波頻率控制也以數(shù)秒鐘的較短時(shí)間大小進(jìn)行。在時(shí)刻tl附近，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621加速，在時(shí)刻t2附近，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)621減速。另外，關(guān)于本說(shuō)明書(shū)中的波形圖和時(shí)序圖的縱軸及橫軸，為了便于理解，適當(dāng)放大或縮小，另外所示出的各波形也為了便于理解而被簡(jiǎn)化。
[0104]如圖6(a)所示，當(dāng)流過(guò)額定電流1.%以下的電流12時(shí)，頻率fc2維持為額定頻率此時(shí)，由于電流12較小，因此如圖6(b)中實(shí)線所示，回轉(zhuǎn)用逆變器618C的溫度不會(huì)上升太多。
[0105]另一方面，當(dāng)流過(guò)額定電流以上的電流Il時(shí)，載波頻率fcl伴隨電流Il的上升而降低。當(dāng)流過(guò)超過(guò)額定的電流Il時(shí)，若不使載波頻率fc降低，則如圖6(b)中單點(diǎn)劃線所示，導(dǎo)致溫度T上升，因此通過(guò)降低載波頻率fc來(lái)抑制回轉(zhuǎn)用逆變器618C的發(fā)熱，如圖6(b)中實(shí)線所示，能夠抑制溫度上升。
[0106]如圖6(b)所示，溫度T瞬間以與電流Ict的變動(dòng)相同的較短時(shí)間大小進(jìn)行變動(dòng)，但溫度T的平均值則以數(shù)分鐘?數(shù)小時(shí)的較長(zhǎng)時(shí)間大小進(jìn)行變動(dòng)。因此，如以下說(shuō)明，優(yōu)選以較長(zhǎng)時(shí)間大小進(jìn)行根據(jù)溫度T的頻率控制。
[0107]具體而言，可根據(jù)溫度T以較長(zhǎng)時(shí)間大小改變額定頻率以該額定頻率為基準(zhǔn)，根據(jù)電流Ict以較短時(shí)間大小根據(jù)公式(I)控制載波頻率fc。
[0108]圖7(a)是不進(jìn)行載波頻率控制時(shí)的波形圖，圖7(b)是進(jìn)行載波頻率控制時(shí)的波形圖。圖7(a)、圖7(b)的時(shí)間大小與圖6(a)、圖6(b)的時(shí)間大小相比充分長(zhǎng)。并且，以較短時(shí)間大小觀察時(shí)，如圖6(a)所示，電流Ict反復(fù)上升和下降，但在圖7(a)、圖7(b)中示出相對(duì)于時(shí)間平滑化的電流。
[0109]首先參考圖7(a)。當(dāng)不進(jìn)行載波頻率控制時(shí)，若電流Ict隨著時(shí)間而增大，則溫度T也隨著時(shí)間逐漸上升。若在時(shí)刻t3溫度T超過(guò)運(yùn)行停止溫度Tmax，則挖土機(jī)601自動(dòng)停止。
[0110]接著參考圖7 (b)，對(duì)進(jìn)行載波頻率控制時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在圖7 (b)中未示出的較短時(shí)間大小中，根據(jù)電流Ict進(jìn)行載波頻率控制，由此抑制該較短時(shí)間大小的溫度變動(dòng)。但是，即使根據(jù)電流Ict進(jìn)行載波頻率控制，若電流Ict的平均值增大，則溫度T也會(huì)逐漸上升。若溫度T逐漸上升，則載波頻率fc的額定值〖1(|(|%隨之逐漸下降。由此，溫度T保持為運(yùn)行停止溫度Tmax以下。
[0111]以上是電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的動(dòng)作。根據(jù)該電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500能夠得到以下效果。
[0112]如圖5所示，通過(guò)根據(jù)電流Ict進(jìn)行載波頻率控制，由此抑制較短時(shí)間大小的溫度變動(dòng)。其結(jié)果，能夠降低功率模塊內(nèi)部或其周邊部的應(yīng)力應(yīng)變，從而抑制焊錫裂縫等，并能夠提高電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置500的可靠性。
[0113]而且，通過(guò)根據(jù)溫度T進(jìn)行載波頻率控制，由此能夠防止溫度T超過(guò)運(yùn)行停止溫度Tmax而持續(xù)上升。由此，能夠降低挖土機(jī)601的自動(dòng)停止的發(fā)生頻率，并能夠提高工作效率。
[0114]以上，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明。本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更，能夠進(jìn)行各種變形例，并且這種變形例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可以理解的。以下，對(duì)這種變形例進(jìn)行說(shuō)明。
[0115]實(shí)施方式中，對(duì)將電流及溫度這雙方反映于載波頻率控制的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，可根據(jù)任一方進(jìn)行載波頻率控制。
[0116]并且，電流與載波頻率、溫度與載波頻率之間的關(guān)系并不限定于圖4、圖5。并且，載波頻率可以以將電流及溫度這雙方作為自變量的函數(shù)進(jìn)行定義，或者也可事先將電流及溫度的組合與載波頻率之間的關(guān)系存儲(chǔ)于表中。
[0117]實(shí)施方式中，作為本發(fā)明所涉及的混合式施工機(jī)械的一例示出了挖土機(jī)601，而作為本發(fā)明的混合式施工機(jī)械的其他例子，可舉出具備回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的起重電磁鐵車輛或起重機(jī)坐寸ο
[0118](第2實(shí)施方式)
[0119]第I實(shí)施方式中，對(duì)通過(guò)控制性解決方案抑制電力轉(zhuǎn)換裝置的溫度上升的技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明。相對(duì)于此，第2實(shí)施方式中，對(duì)通過(guò)結(jié)構(gòu)性解決方案抑制電力轉(zhuǎn)換裝置的溫度上升的技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。第2實(shí)施方式所涉及的技術(shù)能夠單獨(dú)使用，或者與第I實(shí)施方式所涉及的技術(shù)組合使用。
[0120]圖8是通常的三相電力轉(zhuǎn)換裝置(逆變器)2的電路圖。電力轉(zhuǎn)換裝置2接收通過(guò)未圖示的電池或轉(zhuǎn)換器生成的直流電壓Vdc，將其轉(zhuǎn)換為交流并供給至馬達(dá)等負(fù)載I。
[0121]電力轉(zhuǎn)換裝置2具備上側(cè)電源線路10、下側(cè)電源線路12、平滑電容器18及逆變器20。
[0122]平滑電容器18設(shè)置于上側(cè)電源線路10與下側(cè)電源線路12之間，對(duì)上側(cè)電源線路10與下側(cè)電源線路12之間的直流電壓Vdc進(jìn)行平滑化。
[0123]逆變器20具備設(shè)置于每個(gè)相的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)MH(U?W)、設(shè)置于每個(gè)相的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)ML (U?W)、高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路14H、低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路14L及控制器16。
[0124]具體而言，在各相中，高壓側(cè)開(kāi)關(guān)MH及低壓側(cè)開(kāi)關(guān)ML依次串聯(lián)設(shè)置于上側(cè)電源線路10與下側(cè)電源線路12之間?？刂破?6根據(jù)各相的輸出電壓、各相的輸出電流等生成控制信號(hào)SI。高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路14H根據(jù)來(lái)自控制器16的控制信號(hào)SI對(duì)各相的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)MH(U?W)進(jìn)行開(kāi)閉。同樣地，低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路14L根據(jù)控制信號(hào)SI對(duì)低側(cè)開(kāi)關(guān)ML(U?W)進(jìn)行開(kāi)閉。
[0125]大容量的電力轉(zhuǎn)換裝置2中，在輸出線路OUTU?OUTW或者上側(cè)電源線路10與高壓側(cè)開(kāi)關(guān)MH之間的配線、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)ML與下側(cè)電源線路12之間的配線中流過(guò)大電流，因此需要減小這些配線的阻抗。
[0126]另一方面，電力轉(zhuǎn)換裝置2日益小型化，隨此，配線的空間變得狹小化。在這種情況下，當(dāng)很難配置直徑較粗的雙絞線等時(shí)，采取通過(guò)匯流條傳送信號(hào)的方法。以往，匯流條通常由一張金屬板構(gòu)成。
[0127]2.1有關(guān)電力轉(zhuǎn)換裝置的課題
[0128]本發(fā)明人對(duì)流過(guò)交流電流的匯流條進(jìn)行研究的結(jié)果，認(rèn)識(shí)到了以下課題。
[0129]近年，日益高頻化的電力轉(zhuǎn)換裝置2中，在匯流條中流過(guò)的交流電流的頻率也不斷上升。已知高頻率信號(hào)傳播于導(dǎo)體時(shí)，交流電流集中于導(dǎo)體表面而流過(guò)。將此稱作表皮效應(yīng)。為了加大匯流條的電流容量，需要增大金屬導(dǎo)體的截面積來(lái)降低阻抗，但是由于表皮效應(yīng)，存在即使加厚匯流條的厚度來(lái)加大其截面積，電流容量也不會(huì)如預(yù)期般增大的問(wèn)題。
[0130]另外，與表皮效應(yīng)引起的匯流條的電流容量的限制相關(guān)的上述考察，并不能作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的一般性技術(shù)常識(shí)來(lái)理解。
[0131]以下，對(duì)用于解決該課題的電力轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0132]2.2第2實(shí)施方式所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置
[0133]圖9是表不第2實(shí)施方式所涉及的匯流條30的立體圖。匯流條30搭載于圖8的電力轉(zhuǎn)換裝置2。圖8的電力轉(zhuǎn)換裝置2中，高壓側(cè)開(kāi)關(guān)MH及低壓側(cè)開(kāi)關(guān)ML至少利用一個(gè)功率模塊來(lái)構(gòu)成。
[0134]例如，匯流條30利用于以負(fù)載I與功率模塊(MH、ML)之間的配線為代表的交流電流流過(guò)的路徑。或者，匯流條30還能夠利用于圖8的平滑電容器18與功率模塊(MH、ML)之間。
[0135]圖9的匯流條30主要具備第I板32、第2板34、第I襯墊36及第2襯墊38。
[0136]第I板32、第2板34、第I襯墊36及第2襯墊38由導(dǎo)電性材料，例如銅構(gòu)成。第I板32及第2板34的厚度例如優(yōu)選2mm左右。第I板32及第2板34具有相同形狀，并被重疊配置。第I襯墊36具有厚度d，夾在第I板32與第2板34的第I端32a、34a之間，支承第I板32及第2板34各自的第I端32a、34a，并且使第I板32及第2板34各自的第I端32a、34a彼此隔開(kāi)預(yù)定間隔d。并且，第I襯墊36使第I板32的第I端32a與第2板34的第I端34a彼此電連接。第2襯墊38支承第I板32及第2板34各自的第2端32b、34b，并且使第I板32及第2板34各自的第2端32b、34b彼此隔開(kāi)預(yù)定間隔d。并且，第2襯墊38使第I板32的第2端32b與第2板34的第2端34b彼此電連接。
[0137]第I板32、第2板34、第I襯墊36及第2襯墊38可如后述那樣螺紋固定，也可通過(guò)其他結(jié)構(gòu)彼此連結(jié)。
[0138]以上是匯流條30的結(jié)構(gòu)。接著說(shuō)明其具體用途。
[0139]如上所述，匯流條30設(shè)置在電力轉(zhuǎn)換裝置2中交流大電力流過(guò)的路徑上。圖10(a)是實(shí)施方式所涉及的具備匯流條30的電力轉(zhuǎn)換裝置2的剖視圖，圖10(b)是匯流條30及絕緣支架56的立體圖。
[0140]電力轉(zhuǎn)換裝置2除了圖8的部件之外，還具備框體50。功率模塊52(U、V、W)設(shè)置在每個(gè)相，內(nèi)置有所對(duì)應(yīng)的相的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)MH (U、V、W)及低壓側(cè)開(kāi)關(guān)ML (U、V、W)。添加于各符號(hào)的U、V、W表示是與U相、V相、W相相關(guān)的部件。圖10中僅示出與U相相關(guān)的結(jié)構(gòu)，省略了 V相、W相?？蝮w50中設(shè)置有用于穿過(guò)配線的開(kāi)口 54U，該配線用于連接功率模塊52的輸出端子OUTU與負(fù)載I。
[0141]絕緣支架56U螺紋固定于框體50的底面。匯流條30U設(shè)置于U相的輸出端子OUTU與負(fù)載I之間，成為連接輸出端子OUTU與負(fù)載I的配線的一部分。更具體而言，匯流條30U還作為用于連接外部配線62的端子發(fā)揮作用，該外部配線62對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置2與負(fù)載I進(jìn)行接線。
[0142]匯流條30U的第I端El螺紋固定于絕緣支架56U的上表面。并且，在匯流條30U的第I端El上螺紋固定有內(nèi)部配線60的一端。內(nèi)部配線60的另一端螺紋固定于功率模塊52U的輸出端子OUTU。
[0143]匯流條30U的第2端E2經(jīng)由開(kāi)口 54U露出于框體50的外部。在匯流條30U的第2端E2上螺紋固定有外部配線62的一端。外部配線62連接于未圖示的負(fù)載上。
[0144]匯流條30U除了圖9的匯流條30之外還具備第3襯墊40。第3襯墊40設(shè)置于第I板32及第2板34的第I端El與它們的第2端E2之間。第3襯墊40使第I板32與第2板34的對(duì)應(yīng)的部位彼此電連接。
[0145]圖11(a)?圖11(c)是表示匯流條30U的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖11(a)是第I板32與第I襯墊36、第2襯墊38、第3襯墊40的俯視圖、主視圖及側(cè)視圖。圖11(b)是第2板34及螺母42的仰視圖、主視圖及側(cè)視圖。圖11 (c)是匯流條30U整體的俯視圖、仰視圖及側(cè)視圖。
[0146]如圖11 (a)所示，第I板32與第I襯墊36通過(guò)2個(gè)螺釘44a、44b連接。并且，第I板32與第I襯墊36的對(duì)應(yīng)部位上分別設(shè)置有開(kāi)口 H1、H2。同樣地，第I板32與第2襯墊38通過(guò)2個(gè)螺釘44c、44d連接。并且，在第I板32與第2襯墊38的對(duì)應(yīng)部位上分別設(shè)置有開(kāi)口 H3、H4。并且，第I板32與第3襯墊40的對(duì)應(yīng)部位上分別設(shè)置有開(kāi)口 H5、H6。
[0147]如圖11 (b)所示，在第2板34的開(kāi)口 H3的部位上設(shè)置有螺母42。如圖11 (C)所示，第I板32及第2板34通過(guò)螺釘44e、44f連接。
[0148]以上是匯流條30U的具體結(jié)構(gòu)。
[0149]接著，對(duì)實(shí)施方式所涉及的具備匯流條30的電力轉(zhuǎn)換裝置2的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0150]接著，對(duì)匯流條30的效果進(jìn)行說(shuō)明。圖12(a)是表示在圖10的電力轉(zhuǎn)換裝置2中電流流過(guò)匯流條30中的情況的圖，圖12(b)是表示電流流過(guò)單板匯流條中的情況的圖。以虛線箭頭表示電流的流向。
[0151]如圖12(b)所示，使用單板匯流條時(shí)，由于表皮效應(yīng)，電流集中于導(dǎo)體表面，其內(nèi)部幾乎沒(méi)有電流流過(guò)。因此，即使加厚導(dǎo)體的厚度d，直流電阻雖然變小，但是針對(duì)交流電流的阻抗不會(huì)變小，即使增大匯流條的體積，電流容量也不會(huì)變大太多。
[0152]另一方面，根據(jù)實(shí)施方式所涉及的匯流條30，由于交流電流流過(guò)第I板32及第2板34各自的表面，因此與占有相同空間的單板匯流條相比，能夠?qū)崿F(xiàn)大容量化。
[0153]并且，設(shè)置第3襯墊40，不僅在兩端，還在其中途部位也使第I板32與第2板34電連接，由此電流能夠在板的中途部位相互流入和流出，因此能夠防止電流集中在一個(gè)板上。由此，能夠有效利用第I板32及第2板34的所有表面來(lái)使交流電流流過(guò)，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步大容量化。
[0154]以上，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明。本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更，能夠進(jìn)行各種變形例，并且這種變形例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可以理解的。以下，對(duì)這種變形例進(jìn)行說(shuō)明。
[0155](第I變形例)
[0156]圖10中，對(duì)匯流條30利用于外部配線連接用端子的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此。圖13(a)是第I變形例所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置2a的剖視圖，圖13(b)是圖13(a)的匯流條30b的立體圖。與圖10同樣地，圖13中僅示出U相的結(jié)構(gòu)，省略了 V相、W相。
[0157]匯流條30a對(duì)應(yīng)于圖10的匯流條30U。電力轉(zhuǎn)換裝置2a具備匯流條30b從而代替圖10的內(nèi)部配線60。匯流條30b的結(jié)構(gòu)與匯流條30a相同。
[0158]電力轉(zhuǎn)換裝置2a具備為了大容量化而并聯(lián)連接的多個(gè)功率模塊52U_1、52U_2。多個(gè)功率模塊52U_1、52U_2分別內(nèi)置有上支路與下支路(均未圖示)，并且在上支路與下支路的連接點(diǎn)上設(shè)置有交流端子(輸出端子)OUTU。匯流條30b的第I端El與功率模塊52U_1的交流端子OUTU經(jīng)由立式匯流條64連接。并且，匯流條30b的第3襯墊40的部位與功率模塊52U_2的交流端子OUTU經(jīng)由立式匯流條66連接。匯流條30b的第2端E2與匯流條30a之間經(jīng)由立式匯流條68連接。
[0159]如此，在框體50的內(nèi)部難以設(shè)置較粗的內(nèi)部配線時(shí)，通過(guò)利用匯流條30b，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省空間的布線。
[0160](第2變形例)
[0161]此前的實(shí)施方式中，對(duì)匯流條30為功率模塊的輸出端子OUTU與負(fù)載之間的之間的配線的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此。圖14(a)、圖14(b)是電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖。
[0162]圖14(a)的電力轉(zhuǎn)換裝置2b還具備設(shè)置于逆變器20與負(fù)載I之間的輸出電抗器
22。上述匯流條30可利用于負(fù)載I與輸出電抗器22之間的配線LI，也可利用于逆變器20與輸出電抗器22之間的配線L2?；蛘撸€可利用于功率模塊52與上側(cè)電源線路10之間的配線L3、功率模塊52與下側(cè)電源線路12之間的配線L4?；蛘?，還可利用于平滑電容器18與逆變器20之間的配線。
[0163]圖14(b)的電力轉(zhuǎn)換裝置2c具備設(shè)置于逆變器20的前段的轉(zhuǎn)換器24及設(shè)置于轉(zhuǎn)換器24的前段的輸入電抗器26。上述匯流條30可利用于商用交流電源與輸入電抗器26之間的配線L5，也可利用于輸入電抗器26與轉(zhuǎn)換器24之間的配線L6。
[0164](第3變形例)
[0165]圖15是表示第3變形例所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置2d的結(jié)構(gòu)的電路圖。電力轉(zhuǎn)換裝置2d具備蓄電部100、升降壓轉(zhuǎn)換器102、逆變器104、DC母線106及控制器118。蓄電部100為2次電池或電容器。
[0166]當(dāng)動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置2d將來(lái)自蓄電部100的電力轉(zhuǎn)換為交流，并供給至未圖示的負(fù)載。當(dāng)再生運(yùn)行時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置2d回收來(lái)自負(fù)載的電力，并蓄電于蓄電部100。
[0167]升降壓轉(zhuǎn)換器102包含功率模塊110、112及電抗器114，所述功率模塊包含IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)。動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，升降壓轉(zhuǎn)換器102接收來(lái)自蓄電部100的直流電壓VBAT，并對(duì)其進(jìn)行升壓來(lái)生成直流電壓VD。，經(jīng)由DC母線106供給至逆變器104。DC母線106包含設(shè)置于P線及N線之間的平滑電容器18，對(duì)直流電壓\c進(jìn)行平滑化。逆變器104接收來(lái)自DC母線106的直流電壓VD。，將其轉(zhuǎn)換為交流并供給至負(fù)載?？刂破?18根據(jù)電池電流IBAT、電池電壓Vbat及直流電壓Vbat的監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)功率模塊110、112進(jìn)行開(kāi)閉。
[0168]再生運(yùn)行時(shí)，逆變器104將負(fù)載所生成的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓VDC。直流電壓Vdc通過(guò)DC母線106平滑化，并供給至升降壓轉(zhuǎn)換器102。升降壓轉(zhuǎn)換器102對(duì)直流電壓Vdc進(jìn)行降壓并供給至蓄電部100。
[0169]上述匯流條30還能夠適用于蓄電部100與電抗器114之間、蓄電部100與功率模塊I1之間、蓄電部100與功率模塊112之間、功率模塊110與平滑電容器18之間、功率模塊112與平滑電容器18之間。
[0170](第4變形例)
[0171]圖16是第4變形例所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。圖16中，匯流條30c設(shè)置于平滑電容器18與功率模塊52U?52W之間。S卩，匯流條30c相當(dāng)于圖8的上側(cè)電源線路
10。匯流條30c的結(jié)構(gòu)與圖13 (a)的匯流條30b相同。匯流條30c的第2端E2上連接有平滑電容器18的正側(cè)電極。立式匯流條64將第I板32及第2板34與功率模塊52U的P端子(直流輸入端子)連接，立式匯流條66將第I板32及第2板34與功率模塊52V的P端子(直流輸入端子)連接，立式匯流條69將第I板32及第2板34與功率模塊52W的P端子(直流輸入端子)連接。與圖16同樣地，還能夠?qū)R流條30c應(yīng)用于圖8的下側(cè)電源線路12。
[0172]最后，對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置2的用途進(jìn)行說(shuō)明。電力轉(zhuǎn)換裝置2能夠適用于以挖土機(jī)、叉車、工業(yè)沖壓機(jī)為代表的工作機(jī)械、工業(yè)機(jī)械中。
[0173]圖17是作為工作機(jī)械的挖土機(jī)的俯視圖。上部回轉(zhuǎn)體70經(jīng)由回轉(zhuǎn)軸承73安裝在下部行走體71。上部回轉(zhuǎn)體70上搭載有:引擎74、主泵75、回轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)76、油罐77、冷卻扇78、座位79、蓄電模塊80、電動(dòng)發(fā)電機(jī)83、電動(dòng)發(fā)電機(jī)用逆變器90、回轉(zhuǎn)用逆變器91及蓄電器用轉(zhuǎn)換器92。引擎74通過(guò)燃料的燃燒產(chǎn)生動(dòng)力。引擎74、主泵75及電動(dòng)發(fā)電機(jī)83經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)81相互進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞。主泵75向動(dòng)臂82等的液壓缸供給壓力油。
[0174]電動(dòng)發(fā)電機(jī)83通過(guò)引擎74的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，并進(jìn)行發(fā)電(發(fā)電運(yùn)行)。所發(fā)電的電力供給至蓄電模塊80，蓄電模塊80被充電。并且，電動(dòng)發(fā)電機(jī)83通過(guò)來(lái)自蓄電模塊80的電力驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生用于輔助引擎74的動(dòng)力(輔助運(yùn)行)。油罐77儲(chǔ)存液壓回路的油。冷卻扇78抑制液壓回路的油溫的上升。操作者坐在座位79對(duì)混合式挖土機(jī)進(jìn)行操作。
[0175]圖18是圖17的挖土機(jī)的局部剖切側(cè)視圖。上部回轉(zhuǎn)體70經(jīng)由回轉(zhuǎn)軸承73搭載在下部行走體71。上部回轉(zhuǎn)體70包含回轉(zhuǎn)框架70A、罩體70B及駕駛室70C。回轉(zhuǎn)框架70A作為駕駛室70C及各種組件的支承結(jié)構(gòu)體來(lái)發(fā)揮作用。罩體70B覆蓋搭載于支承結(jié)構(gòu)體70A上的各種組件，例如蓄電模塊80、蓄電器用轉(zhuǎn)換器92等。駕駛室70C內(nèi)容納有座位79 (圖 17)。
[0176]回轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)76 (圖17)使作為其驅(qū)動(dòng)對(duì)象的回轉(zhuǎn)框架70A相對(duì)于下部行走體71沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。上部回轉(zhuǎn)體70上安裝有動(dòng)臂82。動(dòng)臂82通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的動(dòng)臂缸107相對(duì)于上部回轉(zhuǎn)體70沿上下方向擺動(dòng)。在動(dòng)臂82的前端安裝有斗桿85。斗桿85通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的斗桿缸108相對(duì)于動(dòng)臂82沿前后方向擺動(dòng)。在斗桿85的前端安裝有鏟斗86。鏟斗86通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的鏟斗缸109相對(duì)于斗桿85沿上下方向擺動(dòng)。
[0177]蓄電模塊80經(jīng)由蓄電模塊用座95及阻尼器(防振裝置)96搭載于回轉(zhuǎn)框架70A。蓄電器用轉(zhuǎn)換器92經(jīng)由轉(zhuǎn)換器用座97及阻尼器98搭載于回轉(zhuǎn)框架70A。罩體70B覆蓋蓄電模塊80?；剞D(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)76(圖17)通過(guò)從蓄電模塊80供給的電力驅(qū)動(dòng)。并且，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)76通過(guò)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能來(lái)產(chǎn)生再生電力。通過(guò)所產(chǎn)生的再生電力，蓄電模塊80被充電。
[0178]圖19是圖17的挖土機(jī)的框圖。圖19中，以雙重線表示機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)，以粗實(shí)線表示高壓液壓管路，以虛線表示先導(dǎo)管路。
[0179]引擎74的驅(qū)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)81的輸入軸連結(jié)。作為引擎74使用通過(guò)電以外的燃料產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的引擎，例如柴油引擎等內(nèi)燃機(jī)。引擎74在工作機(jī)械的運(yùn)行期間始終被驅(qū)動(dòng)。
[0180]電動(dòng)發(fā)電機(jī)83的驅(qū)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)81的其他輸入軸連結(jié)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)83能夠進(jìn)行電動(dòng)(輔助)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行這雙方的運(yùn)行動(dòng)作。作為電動(dòng)發(fā)電機(jī)83，例如使用磁鐵埋入于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的內(nèi)部磁鐵埋入型(IPM)馬達(dá)。
[0181]轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)81具有2個(gè)輸入軸及I個(gè)輸出軸。該輸出軸上連結(jié)有主泵75的驅(qū)動(dòng)軸。
[0182]當(dāng)施加于引擎74的負(fù)載較大時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)83進(jìn)行輔助運(yùn)行，電動(dòng)發(fā)電機(jī)83的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)81傳遞至主泵75。由此，施加于引擎74的負(fù)載減輕。另一方面，當(dāng)施加于引擎74的負(fù)載較小時(shí)，引擎74的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)81傳遞至電動(dòng)發(fā)電機(jī)83，由此電動(dòng)發(fā)電機(jī)83進(jìn)行發(fā)電運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)83進(jìn)行輔助運(yùn)行時(shí)，從逆變器90向電動(dòng)發(fā)電機(jī)83供給三相交流電力。當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)83進(jìn)行發(fā)電運(yùn)行時(shí)，從電動(dòng)發(fā)電機(jī)83向逆變器90供給三相交流電力。逆變器90被控制裝置130控制。
[0183]控制裝置130包含中央處理裝置(CPU) 130A及內(nèi)部存儲(chǔ)器130B。CPU130A執(zhí)行存儲(chǔ)于內(nèi)部存儲(chǔ)器130B的驅(qū)動(dòng)控制用程序?？刂蒲b置130通過(guò)在顯示裝置135顯示各種裝置的劣化狀態(tài)等來(lái)喚起駕駛員的注意。
[0184]主泵75經(jīng)由高壓液壓管路116向控制閥117供給液壓?？刂崎y117根據(jù)駕駛員的指令，向液壓馬達(dá)101AU01B、動(dòng)臂缸107、斗桿缸108及鏟斗缸109分配液壓。液壓馬達(dá)1lA及1lB分別驅(qū)動(dòng)圖20所示的下部行走體71所具備的左右2條履帶。
[0185]電動(dòng)發(fā)電機(jī)83的電力系統(tǒng)的輸入輸出端子經(jīng)由逆變器90連接于蓄電電路190。蓄電電路190包含蓄電模塊80 (圖17)及蓄電器用轉(zhuǎn)換器92 (圖17)。逆變器90根據(jù)來(lái)自控制裝置130的指令，將從電動(dòng)發(fā)電機(jī)83供給的三相交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，并供給至蓄電電路190。或者，將從蓄電電路190供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力，并供給至電動(dòng)發(fā)電機(jī)83。蓄電電路190上經(jīng)由其他逆變器91還連接有回轉(zhuǎn)馬達(dá)76。蓄電電路190及逆變器91被控制裝置130控制。
[0186]回轉(zhuǎn)馬達(dá)76根據(jù)來(lái)自逆變器91的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號(hào)被交流驅(qū)動(dòng)，從而能夠進(jìn)行動(dòng)力動(dòng)作及再生動(dòng)作這雙方的運(yùn)行。作為回轉(zhuǎn)馬達(dá)76，例如使用IPM馬達(dá)。IPM馬達(dá)在再生時(shí)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。動(dòng)力動(dòng)作時(shí)，逆變器91將從蓄電電路190供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力，并供給至回轉(zhuǎn)馬達(dá)76。再生動(dòng)作時(shí)，逆變器91將從回轉(zhuǎn)馬達(dá)76供給的三相交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，并供給至蓄電電路190。
[0187]在回轉(zhuǎn)馬達(dá)76的動(dòng)力動(dòng)作期間，回轉(zhuǎn)馬達(dá)76經(jīng)由減速器124使上部回轉(zhuǎn)體70回轉(zhuǎn)。此時(shí)，減速器124減慢轉(zhuǎn)速。由此，在回轉(zhuǎn)馬達(dá)76中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力增大。并且，再生運(yùn)行時(shí)，上部回轉(zhuǎn)體70的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由減速器124傳遞至回轉(zhuǎn)馬達(dá)76，由此回轉(zhuǎn)馬達(dá)76產(chǎn)生再生電力。此時(shí)，減速器124與動(dòng)力運(yùn)行時(shí)相反地加快轉(zhuǎn)速。由此，能夠使回轉(zhuǎn)馬達(dá)76的轉(zhuǎn)速上升。
[0188]旋轉(zhuǎn)變壓器122檢測(cè)回轉(zhuǎn)馬達(dá)76的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的位置。檢測(cè)結(jié)果輸入至控制裝置130。通過(guò)檢測(cè)回轉(zhuǎn)馬達(dá)76的運(yùn)行前和運(yùn)行后的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的位置，導(dǎo)出回轉(zhuǎn)角度及回轉(zhuǎn)方向。
[0189]機(jī)械制動(dòng)器123與回轉(zhuǎn)馬達(dá)76的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)，產(chǎn)生機(jī)械制動(dòng)力。機(jī)械制動(dòng)器123的制動(dòng)狀態(tài)及解除狀態(tài)受來(lái)自控制裝置130的控制，并通過(guò)電磁開(kāi)關(guān)切換。
[0190]先導(dǎo)泵115產(chǎn)生液壓操作系統(tǒng)所需的先導(dǎo)壓。所產(chǎn)生的先導(dǎo)壓經(jīng)由先導(dǎo)管路125供給至操作裝置126。操作裝置126包含操縱桿和踏板，通過(guò)駕駛員進(jìn)行操作。操作裝置126根據(jù)駕駛員的操作，將從先導(dǎo)管路125供給的初級(jí)側(cè)液壓轉(zhuǎn)換為次級(jí)側(cè)液壓。次級(jí)側(cè)液壓經(jīng)由液壓管路127傳遞至控制閥117，并且經(jīng)由另一個(gè)液壓管路128傳遞至壓力傳感器129。
[0191]由壓力傳感器129檢測(cè)的壓力檢測(cè)結(jié)果輸入至控制裝置130。由此，控制裝置130能夠檢測(cè)下部行走體71、回轉(zhuǎn)馬達(dá)76、動(dòng)臂82、斗桿85及鏟斗86的操作情況。尤其，在混合式挖土機(jī)中，回轉(zhuǎn)馬達(dá)76驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸承73。因此，優(yōu)選以高精確度檢測(cè)用于控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)76的操縱桿的操作量?？刂蒲b置130經(jīng)由壓力傳感器129能夠以高精確度檢測(cè)該操縱桿的操作量。
[0192]在圖17所示的電動(dòng)發(fā)電機(jī)用逆變器90、回轉(zhuǎn)用逆變器91及蓄電器用轉(zhuǎn)換器92中，使用上述實(shí)施方式所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置2。根據(jù)該工作機(jī)械，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)用逆變器90、回轉(zhuǎn)用逆變器91及蓄電器用轉(zhuǎn)換器92內(nèi)，利用上述匯流條30構(gòu)成需要大容量的配線，由此能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換裝置有效地設(shè)計(jì)在狹小空間。
[0193]圖20是作為工作機(jī)械的裝卸工作車輛(叉車)的局部剖切側(cè)視圖。裝卸工作車輛包含貨叉211、車輪212、儀表盤213、方向盤214、操縱桿215及座位216。底盤上經(jīng)由阻尼器等搭載有行走馬達(dá)用逆變器220及蓄電器用轉(zhuǎn)換器221。行走馬達(dá)用逆變器220向行走用馬達(dá)供給電力。蓄電器用轉(zhuǎn)換器221進(jìn)行蓄電器的充放電。
[0194]駕駛員搭乘于座位216，對(duì)方向盤214、多個(gè)操縱桿215、油門踏板、制動(dòng)踏板及其他各種開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作。通過(guò)這些操作，進(jìn)行貨叉211的升降、裝卸工作車輛的前進(jìn)及后退、右轉(zhuǎn)彎及左轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。通過(guò)組合這些動(dòng)作，能夠進(jìn)行貨物的裝卸、搬送等。
[0195]根據(jù)該工作機(jī)械，在行走馬達(dá)用逆變器220及蓄電器用轉(zhuǎn)換器221中，利用上述匯流條30構(gòu)成需要大容量的配線，由此能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換裝置有效地設(shè)計(jì)在狹小空間。
[0196]圖21 (a)、圖21 (b)是作為工作機(jī)械的鍛壓機(jī)械的主視圖及側(cè)視圖。
[0197]閉塞鍛造是如下方法，即利用上下模及沖頭，對(duì)上下模進(jìn)行合模來(lái)將材料封入模具空間之后，對(duì)材料壓入沖頭來(lái)填滿模具空間，從而進(jìn)行成型。該閉塞鍛造中使用雙動(dòng)鍛壓機(jī)，利用多個(gè)加壓裝置在不同時(shí)機(jī)對(duì)上下模及沖頭進(jìn)行加壓。
[0198]作為鍛壓機(jī)，有連桿式、曲柄連桿式、多連桿式等機(jī)械式鍛壓機(jī)。如圖21 (a)、圖21(b)所示，通常的連桿沖壓機(jī)具有如下結(jié)構(gòu):使用偏心軸801及旋轉(zhuǎn)自如地嵌入于偏心軸801的偏心部的連桿802，并在連桿802的下端擺動(dòng)自如地安裝有滑塊803。因此，若使偏心軸801旋轉(zhuǎn)，則連桿802擺動(dòng)，從而能夠使滑塊803上下升降。
[0199]連桿壓力機(jī)等機(jī)械式壓力機(jī)能夠僅通過(guò)簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)，因此與液壓式壓力機(jī)相比，能夠高速且高精確度地運(yùn)行。
[0200]圖22是鍛壓機(jī)械的框圖。鍛壓機(jī)中，偏心軸801上經(jīng)由減速器810等連結(jié)有伺服馬達(dá)812等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。并且，為了驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)812使用逆變器814。在該逆變器814中，利用實(shí)施方式所涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置2。
[0201]根據(jù)該工作機(jī)械，在伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用逆變器814中，利用上述匯流條30構(gòu)成需要大容量的配線，由此能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換裝置有效地設(shè)計(jì)在狹小空間。
[0202]本說(shuō)明書(shū)中，公開(kāi)有以下技術(shù)思想。
[0203]1.技術(shù)思想的一個(gè)側(cè)面涉及工業(yè)機(jī)械用電力轉(zhuǎn)換裝置。電力轉(zhuǎn)換裝置具備:至少一個(gè)功率模塊、電容器、及設(shè)置于作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的負(fù)載、所述功率模塊、所述電容器中的任意兩個(gè)之間的匯流條。匯流條具備--第I板；第2板；第I襯墊，支承第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第I端，并且使第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第I端彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使第I板及第2板各自的第I端彼此電連接；及第2襯墊，支承第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第2端，并且使第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第2端彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使電連接第I板及第2板各自的第2端彼此電連接。
[0204]2.一種實(shí)施方式中，電力轉(zhuǎn)換裝置還可具備電抗器。匯流條可設(shè)置于負(fù)載、功率模塊、電容器、電抗器中的任意兩個(gè)之間。
[0205]3.一種實(shí)施方式中，匯流條還可具有至少一個(gè)第3襯墊，該第3襯墊設(shè)置于第I板及第2板的第I端與第2端之間的至少一個(gè)部位，并且使第I板及第2板的對(duì)應(yīng)的部位彼此電連接。
[0206]符號(hào)說(shuō)明
[0207]1-負(fù)載，2-電力轉(zhuǎn)換裝置，MH-高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，ML-低壓側(cè)開(kāi)關(guān)，10-上側(cè)電源線路，12-下側(cè)電源線路，14H-高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，14L-低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，16-控制器，18-平滑電容器，20-逆變器，22-輸出電抗器，24-轉(zhuǎn)換器，26-輸入電抗器，30-匯流條，32-第I板，34-第2板，36-第I襯墊，38-第2襯墊，40-第3襯墊，42-螺母，50-框體，52-功率模塊，54-開(kāi)口，56-絕緣支架，60-內(nèi)部配線，62-外部配線，64、66、68_立式匯流條，601-挖土機(jī)，602-行走機(jī)構(gòu)，602A-液壓馬達(dá)，603-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，604-回轉(zhuǎn)體，604a_駕駛室，605-動(dòng)臂，606-斗桿，607-動(dòng)臂缸，607A-液壓管，608-斗桿缸，609-鏟斗缸，610-鏟斗，611-引擎，612-電動(dòng)發(fā)電機(jī)，613-減速器，614-主泵，615-先導(dǎo)泵，616-高壓液壓管路，617-控制閥，618、618A、618B-逆變器，618C-回轉(zhuǎn)用逆變器，621-回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)，621A-旋轉(zhuǎn)軸，622-旋轉(zhuǎn)變壓器，623-機(jī)械制動(dòng)器，624-回轉(zhuǎn)減速器，625-先導(dǎo)管路，626-操作裝置，627、628_液壓管路，629-壓力傳感器，630-控制器，630A、630C-逆變器控制部，630D-整體控制部，631-減法器，632-PI控制部，638-回轉(zhuǎn)動(dòng)作檢測(cè)部，640-PWM信號(hào)生成部，642-電流傳感器，644-溫度傳感器，650-載波頻率控制部，100-蓄電部，101-電池，102-升降壓轉(zhuǎn)換器，300-動(dòng)臂再生用發(fā)電機(jī)，310-液壓馬達(dá)，400-罐，401-泵，402-泵馬達(dá)，403-散熱器，404-水溫計(jì)，500-電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置，S1-電流檢測(cè)值，S2-溫度檢測(cè)值，S3-回轉(zhuǎn)速度值，S4-速度指令值，S5-轉(zhuǎn)矩電流指令值，S6-轉(zhuǎn)矩極限值，S7-轉(zhuǎn)矩電流指令值。
[0208]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0209]本發(fā)明能夠利用于工業(yè)機(jī)械。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)機(jī)械，其具備電力轉(zhuǎn)換裝置，該工業(yè)機(jī)械的特征在于， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置具備: 至少一個(gè)功率模塊； 電容器；及 匯流條，設(shè)置于驅(qū)動(dòng)對(duì)象的負(fù)載、所述功率模塊及所述電容器中的任意兩個(gè)之間， 所述匯流條具備: 第I板； 第2板； 第I襯墊，支承所述第I板及所述第2板各自的對(duì)應(yīng)的第I端，并且使所述第I板及第2板各自的對(duì)應(yīng)的第I端彼此隔開(kāi)預(yù)定距離，同時(shí)使所述第I板及所述第2板各自的第I端彼此電連接 '及 第2襯墊，支承所述第I板及所述第2板各自的對(duì)應(yīng)的第2端，并且使所述第I板及所述第2板各自的對(duì)應(yīng)的第2端彼此隔開(kāi)距離，同時(shí)使所述第I板及所述第2板各自的第2端彼此電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具備電抗器， 所述匯流條設(shè)置于所述負(fù)載、所述功率模塊、所述電容器及所述電抗器中的任意兩個(gè)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述匯流條還具備至少一個(gè)第3襯墊，所述第3襯墊設(shè)置于所述第I板及所述第2板的所述第I端與所述第2端之間的至少一個(gè)部位，并使所述第I板及所述第2板的對(duì)應(yīng)的部位彼此電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述工業(yè)機(jī)械為具備行走機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)自如地搭載于所述行走機(jī)構(gòu)上的上部回轉(zhuǎn)體的工業(yè)車輛， 所述工業(yè)車輛具備電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置，所述電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置控制使所述上部回轉(zhuǎn)體相對(duì)于所述行走機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)， 所述電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置具備: 所述電力轉(zhuǎn)換裝置，其設(shè)置于所述上部回轉(zhuǎn)體，將交流電動(dòng)機(jī)作為所述負(fù)載來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；及 載波頻率控制部，使所述電力轉(zhuǎn)換裝置的載波頻率隨著流過(guò)所述電力轉(zhuǎn)換裝置的電流變大而降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述載波頻率控制部在所述交流電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)加速時(shí)，改變所述載波頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述載波頻率控制部在所述交流電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)減速時(shí)，改變所述載波頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述載波頻率控制部使所述載波頻率隨著構(gòu)成所述電力轉(zhuǎn)換裝置的功率模塊的溫度變高而降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述載波頻率控制部如下進(jìn)行控制，即當(dāng)流過(guò)所述電力轉(zhuǎn)換裝置的電流為規(guī)定值以下時(shí)，將所述載波頻率保持為恒定，當(dāng)流過(guò)所述電力轉(zhuǎn)換裝置的電流高于所述規(guī)定值時(shí)，使所述載波頻率隨著電流線性下降。
【文檔編號(hào)】E02F9/20GK104185709SQ201380005533
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月26日
【發(fā)明者】坂本信一, 湯淺英昭 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社