(57)【要約】【課題】インバータに異常が発生しても、インバータの故障を未然に防止するとともに、鋼材等の落下も防止することができるリフティングマグネットを搭載した作業機械を提供する。【解決手段】電力源から複数のインバータに直流電力が供給される。複数のインバータの各々は、動作の異常を検出すると異常信号を出力する。複数のインバータから供給される電流によってリフティングマグネットが励磁される。制御回路が、複数のインバータに制御信号を送出する。制御回路は、複数のインバータのうち１つを動作させ、他のインバータは、動作しない待機状態にする。動作中のインバータからの異常信号を検出すると、異常信号を出力したインバータを待機状態にし、待機状態であった１つのインバータを動作させる。複数のインバータの出力端子は相互に並列接続された構成としてもよい。【選択図】  図３
2016023055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を出力する電力源と、
前記電力源から直流電力が供給され、各々が動作の異常を検出すると異常信号を出力する複数のインバータと、
複数の前記インバータから供給される電流によって励磁されるリフティングマグネットと、
複数の前記インバータに制御信号を送出する制御回路と
を有し、
前記制御回路は、複数の前記インバータのうち１つを動作させ、他の前記インバータは、動作しない待機状態にし、動作中の前記インバータからの前記異常信号を検出すると、前記異常信号を出力した前記インバータを待機状態にし、待機状態であった１つの前記インバータを動作させる作業機械。
【請求項２】
複数の前記インバータの出力端子が相互に並列接続されている請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
さらに、複数の前記インバータの出力端子と、前記リフティングマグネットとの電気的接続を、前記インバータごとに切断することが可能に接続されたリレーを有し、
前記制御回路は、動作中の前記インバータからの前記異常信号を検出すると、前記リレーを制御することにより、前記異常信号を出力した前記インバータの出力端子を、前記リフティングマグネットから電気的に切り離す請求項２に記載の作業機械。
【請求項４】
前記制御回路は、前記リレーを制御することにより、待機状態の前記インバータの出力端子を前記リフティングマグネットから電気的に切り離しており、前記異常信号を出力した前記インバータの出力端子を前記リフティングマグネットから電気的に切り離す前に、前記リレーを制御して、動作させるべき前記インバータの出力端子と前記リフティングマグネットとを電気的に接続する請求項３に記載の作業機械。
【請求項５】
前記インバータの各々は、複数のスイッチング素子と複数の還流ダイオードとを含み、
前記制御回路は、動作中の前記インバータの少なくとも１つの前記スイッチング素子を周期的にオンオフすることにより、前記インバータを動作させ、待機状態の前記インバータの前記スイッチング素子をオフ状態に維持し、
動作中の前記インバータの前記スイッチング素子がオフに切り替わったときに、前記リフティングマグネットから前記還流ダイオードに還流電流が流れ、
前記制御回路は、動作中であった前記インバータに前記還流電流が流れている期間に、次に動作させるべき前記インバータの前記スイッチング素子の周期的なオンオフ動作を開始する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項６】
さらに、前記リフティングマグネットを流れる電流、及び前記リフティングマグネットに印加されている電圧の少なくとも一方を検出するセンサを有し、
前記制御回路は、前記センサで検出された検出結果が異常であるか否かを判定し、異常であると判定すると、動作中の前記インバータを待機状態にするとともに、他の１つの前記インバータを動作させる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフティングマグネットを有する作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材や鉄鋼物の運搬及び移動を行うための作業機械として、リフティングマグネットを搭載した作業機械が用いられる。このような作業機械は、リフティングマグネット付作業機械またはリフティングマグネット機と称される。
【０００３】
リフティングマグネットは、電磁力により鋼材等を吸着して保持する。リフティングマグネットに電流を供給してリフティングマグネットを励磁し、電磁吸着力を発生させる。鋼材等を解放するときには、リフティングマグネットに反対方向の電流を流して、残留磁化を消滅させる。リフティングマグネットに電流を供給する電源に、インバータが用いられる（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９１４６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リフティングマグネットに電流を供給するインバータには、出力短絡、過電流、制御電圧低下、過熱等を検出して、上位の制御回路に異常を通知する自己保護機能を有するものがある。上位の制御回路は、インバータから異常信号が通知されると、インバータを停止させる。これにより、インバータの重大な故障を未然に防止することができる。
【０００６】
リフティングマグネットに鋼材等を吸着した状態でインバータを停止させると、吸着している鋼材等が落下してしまう危険性がある。本発明の目的は、インバータに異常が発生しても、インバータの故障を未然に防止するとともに、鋼材等の落下も防止することができるリフティングマグネットを搭載した作業機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によると、
直流電力を出力する電力源と、
前記電力源から直流電力が供給され、各々が動作の異常を検出すると異常信号を出力する複数のインバータと、
複数の前記インバータから供給される電流によって励磁されるリフティングマグネットと、
複数の前記インバータに制御信号を送出する制御回路と
を有し、
前記制御回路は、複数の前記インバータのうち１つを動作させ、他の前記インバータは、動作しない待機状態にし、動作中の前記インバータからの前記異常信号を検出すると、前記異常信号を出力した前記インバータを待機状態にし、待機状態であった１つの前記インバータを動作させる作業機械が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
動作中のインバータに異常が発生すると、待機状態のインバータが動作するため、リフ
ティングマグネットの吸着力を維持することができる。これにより、吸着している鋼材等の落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例によるリフティングマグネットを搭載した作業機械の側面図である。
【図２】図２は、実施例による作業機械のブロック図である。
【図３】図３は、リフティングマグネットに電力を供給する電気系統の等価回路図である。
【図４】図４は、図３のインバータ４２Ａが励磁モードで動作しているときの電流の経路を示す等価回路図である。
【図５】図５は、図３のインバータ４２Ａが励磁モードで動作しているときの電流の経路を示す等価回路図である。
【図６】図６は、図３のインバータ４２Ａが非励磁モードのときの電流の経路を示す等価回路図である。
【図７】図７は、図３のインバータ４２Ａが消磁モードで動作しているときの電流の経路を示す等価回路図である。
【図８】図８は、実施例による作業機械の２つのインバータの制御方法のフローチャートである。
【図９】図９は、図３のインバータ４２Ｂが励磁モードで動作しているときの電流の経路を示す等価回路図である。
【図１０】図１０は、図３のインバータ４２Ｂが励磁モードで動作しているときの電流の経路を示す等価回路図である。
【図１１】図１１は、他の実施例による作業機械のリフティングマグネットに電力を供給する電気系統の等価回路図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した実施例による作業機械のステップＳ４（図８）の詳細なフローチャートである。
【図１３】図１３は、さらに他の実施例による作業機械のリフティングマグネットに電力を供給する電気系統の等価回路図である。
【図１４】図１４は、さらに他の実施例による作業機械のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に、実施例によるリフティングマグネットを搭載した作業機械の側面図を示す。下部走行体２０に、上部旋回体２１が旋回可能に搭載されている。上部旋回体２１に、作業要素であるブーム２２、アーム２３、及びリフティングマグネット２４が連結されている。ブーム２２、アーム２３、及びリフティングマグネット２４は、それぞれ油圧シリンダ２５、２６、２７により駆動される。
【００１１】
図２に、実施例による作業機械のブロック図を示す。図２では、高圧油圧ライン及び電力ラインを実線で表し、油圧パイロットライン及び電気制御ラインを破線で表している。
【００１２】
エンジン３０及び電動発電機３２が、それぞれ減速機３１の入力軸に連結されている。減速機３１の出力軸にメインポンプ３３及びパイロットポンプ３４が連結されている。エンジン３０には、ディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。作業機械の運転中は、エンジン３０が常時運転される。
【００１３】
電動発電機３２は、エンジン３０から供給される動力によって発電する発電動作、及びエンジン３０をアシストするアシスト動作を行う。電動発電機３２には、例えばロータの内部に磁石を埋め込んだＩＰＭモータが用いられる。
【００１４】
メインポンプ３３から出力される高圧の作動油が、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ３５に供給される。コントロールバルブ３５に、油圧シリンダ２５、２６、２７、及び油圧モータ２８、２９が接続されている。油圧モータ２８、２９は、それぞれ下部走行体２０（図１）の右及び左のクローラを駆動する。メインポンプ３３から供給される高圧の作動油により、油圧シリンダ２５、２６、２７、及び油圧モータ２８、２９が駆動される。
【００１５】
メインポンプ３３の負荷が大きい場合には、電動発電機３２がアシスト動作を行い、電動発電機３２で発生した動力が減速機３１を介してメインポンプ３３に伝達される。これにより、エンジン３０の負荷が軽減される。メインポンプ３３の負荷が小さい場合には、エンジン３０で発生した動力が減速機３１を介して電動発電機３２に伝達される。これにより、電動発電機３２が発電動作を行う。
【００１６】
パイロットポンプ３４は、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生する。発生したパイロット圧が操作装置３６に供給される。操作装置３６は、パイロットポンプ３４から供給される１次側の油圧を、運転者の操作に応じて２次側の油圧に変換する。２次側の油圧は、油圧パイロットラインを介してコントロールバルブ３５に供給される。
【００１７】
操作装置３６に圧力センサ３７が接続されている。操作装置３６で変換された２次側の油圧が圧力センサ３７で測定される。測定結果が制御回路５０に入力される。制御回路５０は、圧力センサ３７で測定された２次側の油圧によって、下部走行体２０の前進及び後退、上部旋回体２１の旋回、ブーム２２、アーム２３、及びリフティングマグネット２４に対する操作状況を検知することができる。
【００１８】
電動発電機３２がインバータ４１を介してＤＣバスライン４０に接続されている。電動発電機３２が発電動作を行っているときには、電動発電機３２で発電された電力が、インバータ４１を介してＤＣバスライン４０に供給される。電動発電機３２がアシスト動作を行うときには、ＤＣバスライン４０からインバータ４１を介して電動発電機３２に電力が供給される。
【００１９】
ＤＣバスライン４０に、インバータ４２Ａ、４２Ｂを介してリフティングマグネット２４が接続されている。ＤＣバスライン４０からインバータ４２Ａまたはインバータ４２Ｂを介して、リフティングマグネット２４に励磁用の電力が供給される。
【００２０】
ＤＣバスライン４０に、さらに、インバータ４５を介して旋回電動機４６が接続されている。旋回電動機４６の回転軸に、レゾルバ４７、メカニカルブレーキ４８、及び旋回減速機４９が連結されている。レゾルバ４７は旋回電動機４６の回転数を検出し、検出結果を制御回路５０に送出する。メカニカルブレーキ４８は旋回電動機４６に機械的な制動力を与える。旋回減速機４９は、旋回電動機４６で発生した動力により上部旋回体２１（図１）を旋回させる。旋回電動機４６は、上部旋回体２１の旋回速度を低下させるときに回生電力を発生する。発生した回生電力は、インバータ４５を介してＤＣバスライン４０に供給される。
【００２１】
ＤＣバスライン４０に、さらに、昇降圧コンバータ４３を介して蓄電装置４４が接続されている。昇降圧コンバータ４３は、制御回路５０から制御されることにより、充電動作及び放電動作を行う。充電動作中は、ＤＣバスライン４０から蓄電装置４４に電力が供給されることにより、蓄電装置４４が充電される。放電動作中は、蓄電装置４４の出力電圧を昇圧し、蓄電装置４４を放電させることにより、蓄電装置４４からＤＣバスライン４０に、電力が供給される。
【００２２】
制御回路５０は、圧力センサ３７の測定結果に基づいて、インバータ４１、４２Ａ、４２Ｂ、４５、及び昇降圧コンバータ４３を制御する。
【００２３】
図３に、リフティングマグネット２４に電力を供給する電気系統の等価回路図を示す。電力源５５が、出力端子から直流電力を出力する。電力源５５は、例えば、図２に示したＤＣバスライン４０、昇降圧コンバータ４３、蓄電装置４４、電動発電機３２、及びインバータ４１に相当する。
【００２４】
インバータ４２Ａ、４２Ｂの入力端子が、それぞれ電力源５５の出力端子に接続されている。インバータ４２Ａ、４２Ｂの出力端子が、それぞれリフティングマグネット２４に接続されている。２つのインバータ４２Ａ、４２Ｂの入力端子同士が並列に接続され、出力端子同士も並列に接続されている。リフティングマグネット２４は、インダクタ５８を含む。インダクタ５８に励磁電流を流すことにより、リフティングマグネット２４が励磁される。励磁電流とは逆方向の消磁電流をインダクタ５８に流すことにより、リフティングマグネット２４の残留磁化を消去する。
【００２５】
電力源５５の一対の出力端子の間にキャパシタ５７が接続されている。リフティングマグネット２４の励磁を停止させるときに、インダクタ５８に蓄積されている電磁エネルギがキャパシタ５７に移乗される。電力源５５の一方の出力端子とキャパシタ５７との間に、ダイオード５６が挿入されていてもよい。この構成によれば、ダイオード５６が、インバータ４２Ａ、４２Ｂから電力源５５への電流の逆流を防止する機能を持つ。
【００２６】
一方のインバータ４２Ａとインダクタ５８とでＨブリッジ回路が構成され、他方のインバータ４２Ｂとインダクタ５８とで他のＨブリッジ回路が構成される。インダクタ５８は、２つのＨブリッジ回路で共用される。次に、一方のインバータ４２Ａの回路構成について説明する。もう一方のインバータ４２Ｂの回路構成は、インバータ４２Ａの回路構成と同一である。
【００２７】
インバータ４２Ａは、第１のブリッジアーム６０Ａ及び第２のブリッジアーム６０Ｂを有する。第１のブリッジアーム６０Ａ及び第２のブリッジアーム６０Ｂの各々は、電源線とグランド線との間に接続されている。電源線は、電力源５５の高圧側出力端子に接続されており、グランド線は、電力源５５の低圧側出力端子に接続されている。
【００２８】
第１のブリッジアーム６０Ａは、相互に直列に接続された高圧側のスイッチング素子６１ＡＨと低圧側のスイッチング素子６１ＡＬとを含む。スイッチング素子６１ＡＨ及び６１ＡＬに、それぞれ還流ダイオード６２ＡＨ及び６２ＡＬが接続されている。第２のブリッジアーム６０Ｂは、相互に直列に接続された高圧側のスイッチング素子６１ＢＨと低圧側のスイッチング素子６１ＢＬとを含む。スイッチング素子６１ＢＨ及び６１ＢＬに、それぞれ還流ダイオード６２ＢＨ及び６２ＢＬが接続されている。第１のブリッジアーム６０Ａの中間点と、第２のブリッジアーム６０Ｂの中間点との間に、インダクタ５８が接続されている。
【００２９】
スイッチング素子６１ＡＨ、６１ＡＬ、６１ＢＨ、６１ＢＬには、高耐圧トランジスタ、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。スイッチング素子６１ＡＨ、６１ＡＬ、６１ＢＨ、６１ＢＬの制御端子（ＩＧＢＴのゲート）に、制御回路５０からパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）が印加される。
【００３０】
インバータ４２Ａ、４２Ｂの各々は、出力短絡、過電流、制御電圧低下、過熱等の異常を検出すると、制御回路５０に異常信号を送出する。制御回路５０は、インバータ４２Ａ、４２Ｂからの異常信号を検出することにより、インバータ４２Ａ、４２Ｂに何らかの異
常が発生していることを検知することができる。
【００３１】
次に、図４〜図７を参照して、リフティングマグネット２４の励磁モード、非励磁モード、及び残留磁化の消磁モードの動作について説明する。以下の説明では、一方のインバータ４２Ａの動作について説明するが、他方のインバータ４２Ｂの動作も、インバータ４２Ａの動作と同一である。インバータ４２Ａ及びインバータ４２Ｂの一方が動作中のとき、他方は待機状態にされている。待機状態のインバータの４つのスイッチング素子６１ＡＨ、６１ＡＬ、６１ＢＨ、６１ＢＬは、非導通状態（オフ状態）に維持されている。
【００３２】
図４及び図５に、インバータ４２Ａが励磁モードで動作しているときの電流の経路を示す。励磁モードでの動作期間は、図４に示した励磁電流を流す期間と、図５に示した還流電流が流れる期間とが交互に繰り返される。繰り返しの周波数は、例えば５ｋＨｚである。具体的には、スイッチング素子６１ＡＨに一定の周波数でＰＷＭ信号を印加し、スイッチング素子６１ＢＬを常時オン状態にし、スイッチング素子６１ＡＬ及び６１ＢＨを常時オフ状態にしておく。スイッチング素子６１ＡＨは、オン状態とオフ状態とが、ＰＷＭ信号の周波数で周期的に繰り返される。
【００３３】
スイッチング素子６１ＡＨがオン状態の期間は、図４に示すように、スイッチング素子６１ＡＨ、インダクタ５８、及びスイッチング素子６１ＢＬに励磁電流Ｉ１が流れる。スイッチング素子６１ＡＨがオフ状態に切り替わると、図５に示すように、インダクタ５８に発生する逆起電力により、スイッチング素子６１ＢＬ及び還流ダイオード６２ＡＬを経由して還流電流Ｉ２が流れる。
【００３４】
励磁モードのときには、インダクタ５８に同一方向の励磁電流Ｉ１または還流電流Ｉ２が流れる。このため、リフティングマグネット２４の励磁が継続され、鋼材を吸着することができる。
【００３５】
図６に、インバータ４２Ａが非励磁モードのときの電流の経路を示す。励磁モードで動作しているインバータ４２Ａのスイッチング素子６１ＡＨ及び６１ＢＬをオフ状態に切り替えることにより、インバータ４２Ａが非励磁モードに切り替わる。
【００３６】
スイッチング素子６１ＡＨ及び６１ＢＬをオフ状態に切り替えると、インダクタ５８に逆起電力が発生する。インダクタ５８に発生する逆起電力により、インバータ４２Ａの還流ダイオード６２ＢＨ、キャパシタ５７、及び還流ダイオード６２ＡＬを還流電流Ｉ３が流れる。還流電流Ｉ３によって、キャパシタ５７が充電される。すなわち、インダクタ５８に蓄積されていた電磁エネルギがキャパシタ５７に移乗される。このとき、ダイオード５６は、還流電流Ｉ３が電力源５５に流入することを防止する。この還流電流Ｉ３は、さらに、他方のインバータ４２Ｂの同様の経路を通って流れる。過大な還流電流Ｉ３が流れることを防止するために、還流ダイオード６２ＢＨに直列に抵抗素子を接続してもよい。
【００３７】
インダクタ５８からキャパシタ５７に電磁エネルギが移乗されることにより、還流電流Ｉ３が徐々に減少する。還流電流Ｉ３が流れなくなった状態では、リフティングマグネット２４のコアのヒステリシス特性により、リフティングマグネット２４に残留磁化が残る。
【００３８】
図７に、インバータ４２Ａが消磁モードで動作しているときの電流の経路を示す。消磁モードでの動作期間は、スイッチング素子６１ＡＬ及び６１ＢＨをオン状態にし、スイッチング素子６１ＡＨ及び６１ＢＬをオフ状態にする。キャパシタ５７が、スイッチング素子６１ＢＨ、インダクタ５８、及びスイッチング素子６１ＡＬを経由する放電経路を通って放電することにより、消磁電流Ｉ４が流れる。これにより、リフティングマグネット２
４の残留磁化が消去される。
【００３９】
リフティングマグネット２４が消磁された後、スイッチング素子６１ＡＬ及び６１ＢＨをオフ状態にする。スイッチング素子６１ＡＬ及び６１ＢＨがオフ状態に切り替えられたとき、インダクタ５８に発生する逆起電力により、還流ダイオード６２ＡＨ、キャパシタ５７、及び還流ダイオード６２ＢＬを通って還流電流が流れる。
【００４０】
図８に、実施例による作業機械の２つのインバータ４２Ａ、４２Ｂの制御方法のフローチャートを示す。運転者がリフティングマグネット２４の吸着操作を行うと、制御回路５０がステップＳ１において、２つのインバータ４２Ａ、４２Ｂのうち動作させる１つのインバータを選択する。例えば、最初に選択されるインバータは、１日おきに切り替わるようにしてもよいし、作業機械が始動されるごとに切り替わるようにしてもよい。以下、インバータ４２Ａが選択された例について説明を続ける。
【００４１】
ステップＳ２において、選択されたインバータ４２Ａに制御信号（ＰＷＭ信号）を送信する。これにより、リフティングマグネット２４（図３）に励磁電流Ｉ１（図４）及び還流電流Ｉ２（図５）が交互に流れる。電流の向きは変化しない。他のインバータ４２Ｂは、待機状態にしておく。待機状態のインバータ４２Ｂには、制御回路５０（図３）から制御信号が送出されず、インバータ４２Ｂのスイッチング素子６１ＡＨ、６１ＡＬ、６１ＢＨ、６１ＢＬはオフ状態である。
【００４２】
ステップＳ３において、動作中のインバータ４２Ａからの異常信号が検出されている否かの判定を行う。一例として、異常信号の検出の判定は、１００μｓ〜２００μｓの周期で実行される。異常信号が検出された場合には、ステップＳ４において、動作させるインバータをインバータ４２Ａからインバータ４２Ｂに切り替えた後、ステップＳ２において、新たに動作中となったインバータ４２Ｂに制御信号を送信する。異常信号が検出されたインバータ４２Ａは、待機状態にされる。切り替え後は、図９及び図１０に示すように、それぞれインバータ４２Ｂを通してインダクタ５８に励磁電流Ｉ５及び還流電流Ｉ６が流れる。
【００４３】
異常信号の検出判定周期は、図５に示した還流電流Ｉ２が流れている期間に比べて十分短い。このため、動作させるインバータを、インバータ４２Ａからインバータ４２Ｂに切り替えても、インダクタ５８（図３）には、電流が継続して一方向に流れる。このため、インバータの切り替え時にも、十分な吸着力を確保することができる。
【００４４】
ステップＳ３において、異常信号が検出されなかった場合には、ステップＳ５において、吸着停止の操作が行われているか否かを判定する。吸着が継続される場合には、ステップＳ２に戻り、動作中のインバータへの制御信号の送信を継続する。吸着停止の操作が行われている場合には、ステップＳ６において、動作中のインバータへの制御信号の送出を停止する。これにより、図６に示した非励磁モードの還流電流Ｉ３が流れる。
【００４５】
さらに、ステップＳ７において、動作中のインバータを通して、インダクタ５８に消磁電流Ｉ４（図７）を流す。これにより、リフティングマグネット２４が消磁される。
【００４６】
上記実施例では、動作中のインバータで異常が検出されると、動作中であったインバータが直ちに待機状態にされる。このため、動作不能の重大故障に至る前にインバータの動作を停止させることができる。さらに、待機状態であったインバータが直ちに動作を開始するため、リフティングマグネット２４の十分な吸着力を維持することができる。
【００４７】
上記実施例では、ステップＳ３（図８）において、異常信号を検出したら、直ちにイン
バータの切り替えを行った。異常検出後、直ちに切り替えを行う代わりに、複数周期連続して異常信号を検出した場合に、インバータの切り替えを行うようにしてもよい。例えば、５周期連続して異常を検出した場合に、インバータの切り替えを行ってもよい。この場合、異常検出の周期が２００ｍｓである場合、最初の異常検出から１秒後にインバータの切り替えが行われる。動作中のインバータで異常が検出されても、１秒間程度は、リフティングマグネット２４の十分な吸着力を維持することができる。このため、吸着されている鋼材の落下は生じない。複数周期連続して異常検出を行うという条件の下でインバータの切り替えを行うことにより、瞬間的に発生した一時的異常によるインバータの切り替えを回避することができる。
【００４８】
上記実施例では、リフティングマグネット２４に２つのインバータ４２Ａ、４２Ｂを接続したが、３個以上のインバータを接続してもよい。この場合も、複数のインバータの入力端子同士が並列接続され、出力端子同士も並列接続される。複数のインバータのうち１つのインバータを動作させ、他の複数のインバータを待機状態とする。インバータを切り替える際には、待機状態の複数のインバータから選択された１つのインバータを動作させればよい。
【００４９】
図１１及び図１２を参照して、他の実施例による作業機械について説明する。以下、図１〜図１０に示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００５０】
図１１に、リフティングマグネット２４に電力を供給する電気系統の等価回路図を示す。一方のインバータ４２Ａの出力端子とリフティングマグネット２４との間に、リレー６５Ａが挿入され、他方のインバータ４２Ｂの出力端子とリフティングマグネット２４との間に、他のリレー６５Ｂが挿入されている。リレー６５Ａ、６５Ｂのオンオフは、制御回路５０により制御される。リレー６５Ａは、インバータ４２Ａとリフティングマグネット２４との電気的接続を遮断することが可能であり、他方のリレー６５Ｂは、インバータ４２Ｂとリフティングマグネット２４との電気的接続を遮断することが可能である。
【００５１】
制御回路５０は、動作中のインバータに接続されているリレーをオン状態にし、待機状態のインバータに接続されているリレーをオフ状態にする。これにより、待機状態のインバータがリフティングマグネット２４から電気的に切り離される。
【００５２】
図１２に、図１１に示した実施例による作業機械のステップＳ４（図８）の詳細なフローチャートを示す。以下、インバータ４２Ａが動作中であり、インバータ４２Ｂが待機状態である場合について説明する。
【００５３】
ステップＳ４１において、待機状態であったインバータ４２Ｂに対応するリレー６５Ｂをオン状態にするとともに、待機状態であったインバータのスイッチング素子６１ＢＬを（図１１）をオン状態にする。これにより、待機状態であったインバータ４２Ｂを通して励磁モードの還流電流Ｉ６（図１０）が流れることが可能になる。
【００５４】
ステップＳ４２において、異常信号が検出されたインバータ４２Ａに対応するリレー６５Ａをオフ状態にする。この時点で、待機状態であったインバータ４２Ｂを通して還流電流Ｉ６（図１０）が流れ始める。
【００５５】
ステップＳ４３において、待機状態であったインバータ４２Ｂへの制御信号の送出を開始するとともに、動作中であったインバータ４２Ａへの制御信号の送出を停止する。これにより、インバータ４２Ｂを通して、リフティングマグネット２４に励磁電流Ｉ５（図９）及び還流電流Ｉ６（図１０）が交互に流れる。
【００５６】
図１１に示した実施例では、待機状態のインバータがリフティングマグネット２４から電気的に切断される。このため、待機状態のインバータからリフティングマグネット２４の動作への影響を排除することができる。また、異常信号が検出されたインバータに接続されたリレーをオフ状態にする（ステップＳ４２）前に、ステップＳ４１において励磁モードの還流電流Ｉ２（図５）またはＩ６（図１０）の経路が閉じる。このため、動作中のインバータに接続されているリレーをオフ状態に切り替えたときに発生する逆起電力に起因する予期しない過電圧の発生を防止することができる。
【００５７】
図１１では、インバータ４２Ａ、４２Ｂの出力端子にリレー６５Ａ、６５Ｂを接続したが、図３に示した電力源５５とインバータ４２Ａ、４２Ｂの入力端子との間に、インバータごとにリレーを挿入してもよい。
【００５８】
図１３に、さらに他の実施例による作業機械のリフティングマグネット２４に電力を供給する電気系統の等価回路図を示す。以下、図１〜図１０に示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００５９】
図１３に示したように、リフティングマグネット２４のインダクタ５８に印加される電圧を電圧センサ６６が測定し、インダクタ５８に流れる電流を電流センサ６７が測定する。電圧センサ６６及び電流センサ６７の測定結果が制御回路５０に入力される。
【００６０】
図１３に示した実施例では、ステップＳ３（図８）において、動作中のインバータからの異常信号による異常検出に加えて、電圧センサ６６及び電流センサ６７の少なくとも一方の測定結果に基づいて異常検出を行う。電圧センサ６６及び電流センサ６７の測定結果を異常検出に利用することにより、インバータの異常検出精度を高めることができる。
【００６１】
図１４に、さらに他の実施例による作業機械のブロック図を示す。以下、図１〜図１０に示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００６２】
図１４に示した実施例では、エンジン３０が、メインポンプ３３のみならず、発電用油圧ポンプ７０に連結されている。メインポンプ３３の駆動対象であるコントロールバルブ３５、油圧シリンダ２５、２６、２７、及び油圧モータ２８、２９の構成は、図２に示した構成と同一である。
【００６３】
発電用油圧ポンプ７０が発電用油圧モータ７１に高圧の作動油を供給する。発電用油圧モータ７１によって発電機７２が駆動される。発電機７２で発電された交流電力が整流回路７３によって直流電力に変換される。整流回路７３の出力端子が、インバータ４２Ａ及び４２Ｂの入力端子に接続されている。インバータ４２Ａ、４２Ｂの出力端子に、リフティングマグネット２４のインダクタ５８が接続されている。制御回路５０がインバータ４２Ａ、４２Ｂを制御する。インバータ４２Ａ、４２Ｂの等価回路は、図３に示した等価回路と同一であり、制御方法は、図１〜図１０に示した実施例と同一である。この実施例においては、発電用油圧ポンプ７０、発電用油圧モータ７１、発電機７２、及び整流回路７３が、図３に示した電力源５５の機能を有する。
【００６４】
図１４に示した実施例においても、リフティングマグネット２４を駆動するインバータが二重化されている。このため、一方のインバータに異常が発生した場合でも、リフティングマグネット２４の十分な吸着力を維持することができる。
【００６５】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６６】
２０  下部走行体
２１  上部旋回体
２２  ブーム
２３  アーム
２４  リフティングマグネット
２５、２６、２７  油圧シリンダ
２８、２９  油圧モータ
３０  エンジン
３１  減速機
３２  電動発電機
３３  メインポンプ
３４  パイロットポンプ
３５  コントロールバルブ
３６  操作装置
３７  圧力センサ
４０  ＤＣバスライン
４１、４２Ａ、４２Ｂ  インバータ
４３  昇降圧コンバータ
４４  蓄電装置
４５  インバータ
４６  旋回電動機
４７  レゾルバ
４８  メカニカルブレーキ
４９  旋回減速機
５０  制御回路
５５  電力源
５６  ダイオード
５７  キャパシタ
５８  インダクタ
６０Ａ  第１のブリッジアーム
６０Ｂ  第２のブリッジアーム
６１ＡＨ  第１のブリッジアームの高電圧側スイッチング素子
６１ＡＬ  第１のブリッジアームの低電圧側スイッチング素子
６１ＢＨ  第２のブリッジアームの高電圧側スイッチング素子
６１ＢＬ  第２のブリッジアームの低電圧側スイッチング素子
６２ＡＨ  第１のブリッジアームの高電圧側還流ダイオード
６２ＡＬ  第１のブリッジアームの低電圧側還流ダイオード
６２ＢＨ  第２のブリッジアームの高電圧側還流ダイオード
６２ＢＬ  第２のブリッジアームの低電圧側還流ダイオード
６５Ａ、６５Ｂ  リレー
６６  電圧センサ
６７  電流センサ
７０  発電用油圧ポンプ
７１  発電用油圧モータ
７２  発電機
７３  整流回路
Ｉ１、Ｉ５  励磁電流
Ｉ２、Ｉ６  励磁モードの還流電流
Ｉ３  非励磁モードの還流電流
Ｉ４  消磁電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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