電動作業機
【課題】複数のインバータの定格電圧がたとえ電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現でき、これにより、蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受を行うことが可能な電動作業機を提供する。
【解決手段】電動作業機１００ａは、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷ又は負荷との間で電力の授受を行う場合には、開閉手段ＳＷ１〜ＳＷ３により第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の直流側に対して蓄電池ＢＴの正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、切替手段ＲＹ１〜ＲＹ３により第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側を電力系統ＰＷ又は負荷を介して直列接続する。
【解決手段】電動作業機１００ａは、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷ又は負荷との間で電力の授受を行う場合には、開閉手段ＳＷ１〜ＳＷ３により第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の直流側に対して蓄電池ＢＴの正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、切替手段ＲＹ１〜ＲＹ３により第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側を電力系統ＰＷ又は負荷を介して直列接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池から直流電圧が供給されたインバータによりモータを駆動する電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力の流れを供給側及び需要側の両方から制御して電力供給の最適化を実現するスマートグリッド（次世代送電網）技術の開発が進められている。かかる技術において、「Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）」や「Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）」といった概念が注目されるようになってきている。
【０００３】
「Ｖ２Ｇ」は、電気自動車等の電気車両に搭載された蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受（融通）を行う。また、「Ｖ２Ｈ」は、電気自動車等の電気車両に搭載された蓄電池の電力を宅内のバックアップ用として利用する。
【０００４】
例えば、蓄電池と負荷とを接続する場合には、蓄電池から負荷へ電力を供給し、蓄電池と電力系統とを接続する場合には、蓄電池と電力系統との間で系統連系を行う。何れにしても、電気車両を移動手段として使わない時に、電気車両に搭載された大容量（例えば数ｋＷｈ〜十数ｋＷｈ）の蓄電池を電力源として利用する。
【０００５】
ところで、蓄電池で駆動する芝刈り機やショベルカー等の電動作業機は、通常、蓄電池から直流電圧が供給されたインバータによりモータを駆動する構成とされている。
【０００６】
このような電動作業機において、当該電動作業機に設けられたインバータを用いて、蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受（融通）を行うことが考えられるが、この場合、電動作業機に設けられたインバータの直流側の定格電圧（耐圧）は、一般的に、電力系統又は負荷に必要な交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ２４０Ｖのピーク電圧約１４１Ｖ〜約３４０Ｖ［＝√２×（正弦波交流電圧の実効値）］）よりも小さい電圧（例えばＤＣ４８やＤＣ７０Ｖといった１４０Ｖ未満の電圧）とされているために、単一のインバータでは、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力することができない。
【０００７】
この点に関し、インバータの直流側の定格電圧が電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、複数のインバータの交流側を直列接続することで、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力することができる構成が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、複数のインバータの交流側を直列接続し、複数のインバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧の総和により出力電圧を階調制御して負荷に電力供給する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８０４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、蓄電池で駆動する電動作業機においては、複数のモータが設けられていることが多い。例えば、従来の電動作業機では、車輪駆動用として２つのモータと、作業用として２つのモータ（具体的には、芝刈り機の場合、二つの芝刈り羽根を独立して回転駆動させるモータ）との合計４つのモータが設けられることがある。そして、複数のモータが設けられた電動作業機では、それらのモータをそれぞれ駆動するために、共通の蓄電池から直流電圧が供給される複数のインバータが設けられている。
【００１１】
そこで、本発明は、共通の蓄電池から複数のインバータに直流電圧が供給されて複数のモータをそれぞれ駆動する電動作業機であって、前記複数のインバータの直流側の定格電圧がたとえ電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現でき、これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能な電動作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するために、次の第１態様及び第２態様の電動作業機を提供する。
【００１３】
（１）第１態様の電動作業機
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、前記複数のインバータの交流側に対して、前記複数のモータにそれぞれ接続される配線と前記複数のインバータの交流側を電力系統又は負荷を介して直列接続させるための配線とを切り替える切替手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側に対して前記複数のモータをそれぞれ接続する第２接続制御手段とを備えることを特徴とする電動作業機。
【００１４】
本発明に係る第１態様の電動作業機によれば、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側に対して前記複数のモータをそれぞれ接続することで、前記蓄電池により前記複数のモータを駆動することができる。一方、前記蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受を行う場合には、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する。こうすることで、前記複数のインバータ個々の直流側の定格電圧がたとえ前記電力系統又は前記負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現させることができる。これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能となる。
【００１５】
（２）第２態様の電動作業機
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、終端を有する界磁巻線の前記終端に接続された出力端子を備え、かつ、前記複数のインバータの交流側にそれぞれ接続された前記複数のモータの前記出力端子に対して、前記複数のモータの前記界磁巻線の前記終端側を短絡させるための配線と前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続させるための配線とを切替える切替手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記出力端子に対して前記複数のモータの前記界磁巻線を短絡する第２接続制御手段とを備えることを特徴とする電動作業機。
【００１６】
本発明に係る第２態様の電動作業機によれば、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記出力端子に対して前記複数のモータの前記界磁巻線の前記終端側を短絡することで、前記蓄電池により前記複数のモータを駆動することができる。一方、前記蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受を行う場合には、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する。こうすることで、前記複数のインバータ個々の直流側の定格電圧がたとえ前記電力系統又は前記負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現させることができる。これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能となる。
【００１７】
本発明に係る第１及び第２態様の電動作業機において、前記第２のインバータの直流側の電圧値の総和が交流側電圧の最大値から前記蓄電池の電圧値を差し引いた電圧値になるように前記第２のインバータを制御する態様を例示できる。
【００１８】
この特定事項では、前記複数のインバータ個々の直流側の定格電圧が前記電力系統又は前記負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記第２のインバータの直流側の電圧値の総和が交流側電圧の最大値から前記蓄電池の電圧値を差し引いた電圧値になるように前記第２のインバータを制御することで、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を確実に出力することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る第１及び第２態様の電動作業機において、前記第１接続制御手段を実施するときに、前記複数のインバータのうち、一のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替える態様を例示できる。
【００２０】
この特定事項では、前記複数のインバータの間でスイッチング素子の寿命の片寄りを抑制でき、ひいては、前記複数のインバータのそれぞれの寿命を延ばすことが可能となる。
【００２１】
本発明に係る第１及び第２態様の電動作業機において、前記複数のインバータのうち、最大の定格電圧のインバータが前記第１のインバータとされている態様を例示できる。
【００２２】
この特定事項では、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うときに前記複数のインバータのうち、最大の定格電圧のインバータを効率的に作動させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明に係る第１態様及び第２態様の電動作業機によると、共通の蓄電池から複数のインバータに直流電圧が供給されて複数のモータをそれぞれ駆動する電動作業機であって、前記複数のインバータの直流側の定格電圧がたとえ電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現でき、これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動作業機に設けられた電気駆動装置の概略構成を単線図で示す基本回路図である。
【図２】図１に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を示す回路図である。
【図３】図１に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を示す回路図である。
【図４】第１から第ｎインバータの一例の概略構成を示す回路図である。
【図５】蓄電池により第１〜第ｎモータを駆動する場合と、蓄電池と電力系統との間で電力の授受を行う場合とでの第２及び第３インバータの第２及び第３スイッチにおけるスイッチ部並びに第１から第３切替リレーにおけるスイッチ部のオン状態又はオフ状態を示す表である。
【図６】第１実施形態の電気駆動装置において蓄電池と電力系統との間で電力の授受を行う場合に構成される電力授受用回路の回路図である。
【図７】図６に示す電力授受用回路によって電力系統に出力される第１から第３電圧を交流電圧の波形と共に示すグラフであって、（ａ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行わない波形を示す図であり、（ｂ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行った波形を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電動作業機に設けられた電気駆動装置の概略構成を単線図で示す基本回路図である。
【図９】図８に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を中心に示す回路図である。
【図１０】図８に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を中心に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動作業機１００ａに設けられた電気駆動装置１０ａの概略構成を単線図で示す基本回路図である。図２は、図１に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を中心に示す回路図である。また、図３は、図１に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を中心に示す回路図である。
【００２７】
図１から図３に示す電気駆動装置１０ａは、蓄電池ＢＴと、第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎ（ｎは２以上の整数）と、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎと、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎとを備えている。
【００２８】
第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、それぞれ、一対のスイッチ部（Ｓ１１，Ｓ１２）〜（Ｓｎ１，Ｓｎ２）で構成されている。本第１実施形態では、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの交流側が３相構成とされており、第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎは、３相交流モータとされている。但し、それに限定されるものではなく、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの交流側が単相構成とされ、第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎが単相交流モータとされていてもよい。
【００２９】
第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、それぞれ、直流側の接続端子Ｑ１１〜Ｑｎ１（図２参照）に対して蓄電池ＢＴの一方側の電極（例えば正電極）が第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおける一方のスイッチ部Ｓ１１〜Ｓｎ１を介して接続されている。詳しくは、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおいて、一方のスイッチ部Ｓ１１〜Ｓｎ１の一端子ＱＡ１１〜ＱＡｎ１が第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側の接続端子Ｑ１１〜Ｑｎ１に接続され、かつ、一方のスイッチ部Ｓ１１〜Ｓｎ１の他端子ＱＢ１１〜ＱＢｎ１が蓄電池ＢＴの一方側の電極（例えば正電極）に接続されている。
【００３０】
また、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、それぞれ、直流側の接続端子Ｑ１２〜Ｑｎ２に対して蓄電池ＢＴの他方側の電極（例えば負電極）が第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおける他方のスイッチ部Ｓ１２〜Ｓｎ２を介して接続されている。詳しくは、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおいて、他方のスイッチ部Ｓ１２〜Ｓｎ２の一端子ＱＡ１２〜ＱＡｎ２が第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側の接続端子Ｑ１２〜Ｑｎ２に接続され、かつ、他方のスイッチ部Ｓ１２〜Ｓｎ２の他端子ＱＢ１２〜ＱＢｎ２が蓄電池ＢＴの他方側の電極（例えば負電極）に接続されている。
【００３１】
ここで、図１及び図２に示す第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれに対して本発明の構成が適用されてもよいが、本第１実施形態では、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうちの第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に適用する構成とされている。
【００３２】
従って、本第１実施形態では、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのうち、第１インバータＩＮＶ１が本発明の第１のインバータを構成し、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３が本発明の第２のインバータを構成している。そして、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に対応する第１から第３開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が本発明の開閉手段を構成している。よって、電気駆動装置１０ａの基本回路において、本発明の第２のインバータを構成するスイッチ以外のスイッチ（ここでは第４から第ｎ開閉スイッチＳＷ４〜ＳＷｎ）（図１及び図２の想像線参照）に代えて、本発明の第２のインバータを構成するインバータ以外のインバータ（ここでは第４から第ｎインバータＩＮＶ４〜ＩＮＶｎ）の直流側を蓄電池ＢＴに直接的に接続する構成とされている。勿論、第２から第ｎインバータＩＮＶ２〜ＩＮＶｎの全てが本発明の第２のインバータを構成し、それに対応する第２から第ｎ開閉スイッチＳＷ２〜ＳＷｎの全てが、本発明の開閉手段を構成するようになっていてもよい。
【００３３】
なお、本第１実施形態では、第１インバータＩＮＶ１については、後述するように、蓄電池ＢＴにより第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合、又は、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷（ここでは電力系統ＰＷ）との間で電力の授受を行う場合に関わらず、常時接続状態となるため、電気駆動装置１０ａの基本回路図において、第１インバータＩＮＶ１に対応する第１開閉スイッチＳＷ１（スイッチ部Ｓ１１，Ｓ１２）（図１及び図２の想像線参照）を除去して、第１インバータＩＮＶ１の直流側を蓄電池ＢＴに直接的に接続する構成とされている。
【００３４】
電気駆動装置１０ａは、本発明の構成を適用する第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に対応して第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３（図１及び図３参照）をさらに備えている。なお、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、本発明の切替手段の一例である。
【００３５】
第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、それぞれ、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３）〜（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）（図３参照）と一方側の切替端子（ＱＡ１１，ＱＡ１２，ＱＡ１３）〜（ＱＡ３１，ＱＡ３２，ＱＡ３３）とで一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３（図１及び図３の実線参照）が構成され、かつ、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３）〜（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）と他方側の切替端子（ＱＢ１１，ＱＢ１２，ＱＢ１３）〜（ＱＢ３１，ＱＢ３２，ＱＢ３３）とで他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４（図１及び図３の破線参照）が構成されている。
【００３６】
電気駆動装置１０ａは、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３（図２参照）に対して第１から第３モータＭ１〜Ｍ３、又は、電力系統ＰＷがそれぞれ第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を介して接続される構成とされている。詳しくは、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３において、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３），（ＱＣ２１，ＱＣ２２，ＱＣ２３），（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子（Ｑ１３１，Ｑ１３２，Ｑ１３３），（Ｑ２３１，Ｑ２３２，Ｑ２３３），（Ｑ３３１，Ｑ３３２，Ｑ３３３）と接続され、一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３の切替端子（ＱＡ１１，ＱＡ１２，ＱＡ１３），（ＱＡ２１，ＱＡ２２，ＱＡ２３），（ＱＡ３１，ＱＡ３２，ＱＡ３３）が第１から第３モータＭ１〜Ｍ３にそれぞれ接続される３相の配線（ＬＡ１１，ＬＡ１２，ＬＡ１３），（ＬＡ２１，ＬＡ２２，ＬＡ２３），（ＬＡ３１，ＬＡ３２，ＬＡ３３）と接続され、さらに、他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４の切替端子（ＱＢ１１，ＱＢ１２，ＱＢ１３），（ＱＢ２１，ＱＢ２２，ＱＢ２３），（ＱＢ３１，ＱＢ３２，ＱＢ３３）が電力系統ＰＷにそれぞれ接続される３相の配線（ＬＢ１１，ＬＢ１２，ＬＢ１３），（ＬＢ２１，ＬＢ２２，ＬＢ２３），（ＬＢ３１，ＬＢ３２，ＬＢ３３）と接続されている。
【００３７】
具体的には、第１切替リレーＲＹ１に接続される一相の配線ＬＢ１１と電力系統ＰＷの一端とが接続され、第１切替リレーＲＹ１に接続される他の一相の配線ＬＢ１３と第２切替リレーＲＹ２に接続される一相の配線ＬＢ２１とが接続され、第２切替リレーＲＹ２に接続される他の一相の配線ＬＢ２３と第３切替リレーＲＹ３に接続される一相の配線ＬＢ３１とが接続され、第３切替リレーＲＹ３に接続される他の一相の配線ＬＢ３３と電力系統ＰＷの他端とが接続される構成とされている。なお、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３に接続される残り一相の配線ＬＢ１２，ＬＢ２２，ＬＢ３２は、本第１実施形態では、どこにも接続されていない構成とされている。よって、配線ＬＢ１２，ＬＢ２２，ＬＢ３２を設けずに、端子ＱＣ１２と端子ＱＢ１２との間でのスイッチＳ１４、端子ＱＣ２２と端子ＱＢ２２との間でのスイッチＳ２４、端子ＱＣ３２と端子ＱＢ３２との間でのスイッチＳ３４を省略するようになっていてもよい。
【００３８】
なお、本第１実施形態のように、電力系統ＰＷに接続される場合には、出力波形を目標とする正弦波の交流電圧Ｖａｃの波形（後述する図７参照）に可及的に近づけるという観点から、電力系統ＰＷに対してインダクタＬが直列に（ここでは配線ＬＢ１１，ＬＢ３３に）接続され、或いは／さらに、電力系統ＰＷの接続ラインに対してキャパシタＣが並列に（ここでは配線ＬＢ１１と配線ＬＢ３３との間のインダクタＬよりも電力系統ＰＷ側に）接続されている。また、電力系統ＰＷに代えて負荷を設ける場合、負荷の種類によっては、キャパシタＣ及び／又はインダクタＬを設けてもよいし、キャパシタＣ及びインダクタＬの双方を設けていなくてもよい。
【００３９】
かかる構成を備えることにより、電気駆動装置１０ａでは、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３により、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側に対して、蓄電池ＢＴの両電極をそれぞれ接続又は遮断することができる。また、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３により、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側に対して、第１から第３モータＭ１〜Ｍ３にそれぞれ接続される配線ＬＡ１１，ＬＡ１２，ＬＡ１３〜ＬＡ３１，ＬＡ３２，ＬＡ３３と、電力系統ＰＷにそれぞれ接続される配線ＬＢ１１，ＬＢ１３〜ＬＢ３１，ＬＢ３３とを切り替えることができる。
【００４０】
図４は、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの一例の概略構成を示す回路図である。第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの構成は何れも同一構成とされている。よって、図４では第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを一つの図で示している。
【００４１】
図４に示すように、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、第１から第６半導体スイッチ１１１〜１１６と、第１から第６ダイオード１２１〜１２６と、キャパシタ１４０とを備えている。
【００４２】
第１から第６半導体スイッチ１１１〜１１６は、何れも一方向にのみ電流を流すことができる半導体デバイスである。第１から第６ダイオード１２１〜１２６は、それぞれ、第１から第６半導体スイッチ１１１〜１１６に対して電流を流すことができる方向を逆にしてそれぞれ並列接続されている。
【００４３】
第１半導体スイッチ１１１に並列接続された第１ダイオード１２１のアノード側と、第２半導体スイッチ１１２に並列接続された第２ダイオード１２２のカソード側とが互いに接続されている。かかる接続構成とされた第１半導体スイッチ１１１及び第１ダイオード１２１と第２半導体スイッチ１１２及び第２ダイオード１２２とで第１レグ１３１を構成している。
【００４４】
第３半導体スイッチ１１３に並列接続された第３ダイオード１２３のアノード側と、第４半導体スイッチ１１４に並列接続された第４ダイオード１２４のカソード側とが互いに接続されている。かかる接続構成とされた第３半導体スイッチ１１３及び第３ダイオード１２３と第４半導体スイッチ１１４及び第４ダイオード１２４とで第２レグ１３２を構成している。
【００４５】
第５半導体スイッチ１１５に並列接続された第５ダイオード１２５のアノード側と、第６半導体スイッチ１１６に並列接続された第６ダイオード１２６のカソード側とが互いに接続されている。かかる接続構成とされた第５半導体スイッチ１１５及び第５ダイオード１２５と第６半導体スイッチ１１６及び第６ダイオード１２６とで第３レグ１３３を構成している。
【００４６】
第１から第３レグ１３１〜１３３は、第１、第３及び第５ダイオード１２１，１２３，１２５のカソード側と、キャパシタ１４０の一端子とが互いに接続端子Ｑ１１〜Ｑｎ１に接続されている。また、第１から第３レグ１３１〜１３３は、第２、第４及び第６ダイオード１２２，１２４，１２６のアノード側と、キャパシタ１４０の他端子側とが互いに接続端子Ｑ１２〜Ｑｎ２に接続されている。
【００４７】
また、電気駆動装置１０ａは、第１から第３開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷ３及び第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を自動的に作動させる構成とされている。
【００４８】
電気駆動装置１０ａは、さらに制御装置２０（図１参照）を備えている。制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部２１と、記憶部２２とを備えている。記憶部２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶メモリを含み、各種制御プログラムや必要な関数およびテーブルや、各種のデータを記憶するようになっている。
【００４９】
制御装置２０は、第１接続制御手段Ｐ１と、第２接続制御手段Ｐ２とを備える構成とされている。第１接続制御手段Ｐ１は、蓄電池ＢＴからの電力で第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動することが可能なモータ駆動可能状態（電力系統ＰＷ又は負荷と蓄電池ＢＴとの間で電力の授受を行わない状態）を検出した場合には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンにし、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を第１から第３モータＭ１〜Ｍ３側に切り替える構成とされている。一方、第２接続制御手段Ｐ２は、電力系統ＰＷ又は負荷と蓄電池ＢＴとの間で電力の授受を行うことが可能な電力授受可能状態（蓄電池ＢＴからの電力で第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動しない状態）を検出した場合には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフにし、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を電力系統ＰＷ側に切り替える構成とされている。
【００５０】
詳しくは、制御装置２０は、電力系統ＰＷ又は負荷が接続されたことを検出する接続検出手段を備えている。この接続検出手段は、電力系統ＰＷ又は負荷が機械的に接続されたことを検知するセンサによって検出するようになっていてもよいし、電力系統ＰＷ又は負荷の電圧又は抵抗値を検知するセンサによって検出するようになっていてもよい。これにより、制御装置２０は、モータ駆動可能状態又は電力授受可能状態を認識できるようになっている。
【００５１】
かかる構成を備えた電気駆動装置１０ａでは、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を自動的に作動させることができ、それだけ使用者による操作性を向上させることができる。
【００５２】
なお、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、前記接続検出手段による自動動作にて作動するが、前記接続検出手段による自動動作に代えて、或いは、加えて、使用者の人為操作により、モータ駆動可能状態と電力授受可能状態とが人為的に切り替えられるようになっていてもよい。
【００５３】
図５は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合（具体的には作業時）と、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合（具体的にはＶ２Ｇ／Ｖ２Ｈ時）とでの第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３におけるスイッチ部（Ｓ１３，Ｓ１４），（Ｓ２２，Ｓ２４），（Ｓ３３，Ｓ３４）のオン状態又はオフ状態を示す表である。なお、図５において、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合を「作業時」と表し、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合を「Ｖ２Ｇ／Ｖ２Ｈ時」と表している。また、図５において、「−」は、スイッチ部がオフ状態を示しており、「○」は、スイッチ部がオン状態を示している。
【００５４】
制御装置２０は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合（具体的には作業時）には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）をオンにすることにより、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の一端子Ｑ２１，Ｑ３１及び他端子Ｑ２２，Ｑ３２に対して蓄電池ＢＴの両電極をそれぞれ接続する構成とされている。また、制御装置２０は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合（具体的には作業時）には、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３に切り替えて一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３をオンにすることにより、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３に対して第１から第３モータＭ１〜Ｍ３をそれぞれ接続する構成とされている。
【００５５】
このように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３に対して第１から第３モータＭ１〜Ｍ３をそれぞれ接続することで、蓄電池ＢＴにより第１〜第３モータＭ１〜Ｍ３を駆動させることができる。
【００５６】
また、制御装置２０は、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合には（具体的にはＶ２Ｇ又はＶ２Ｈ時）、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）をオフにすることにより、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の一端子Ｑ２１，Ｑ３１及び他端子Ｑ２２，Ｑ３２に対して蓄電池ＢＴの両電極との接続をそれぞれ遮断する構成とされている。また、制御装置２０は、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合（具体的にはＶ２Ｇ又はＶ２Ｈ時）には、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４に切り替えて他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４をオンにすることにより、電力系統ＰＷを介して第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３を直列接続する構成とされている。
【００５７】
図６は、第１実施形態の電気駆動装置１０ａにおいて蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合に構成される電力授受用回路Ａの回路図である。
【００５８】
第１実施形態の電気駆動装置１０ａは、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合には、図６に示す電力授受用回路Ａを構成し、特許文献１の如く第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側を直列接続することができる。
【００５９】
すなわち、電気駆動装置１０ａでは、直流側で蓄電池ＢＴに接続された第１インバータＩＮＶ１と、直流側でキャパシタ１４０を含む第２インバータＩＮＶ２と、直流側でキャパシタ１４０を含む第３インバータＩＮＶ３とが、交流側で直列に接続されることで、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３が協働して蓄電池ＢＴの電圧Ｖｂａｔ（例えば５２Ｖ程度の電圧）を電力系統ＰＷに必要な交流電圧Ｖａｃ（例えばＡＣ１１０Ｖ）に変換することができる。
【００６０】
以上説明したように、本第１実施形態の電気駆動装置１０ａによれば、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）をオフにする。これにより、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の一端子Ｑ２１，Ｑ３１及び他端子Ｑ２２，Ｑ３２に対して蓄電池ＢＴの両電極との接続をそれぞれ遮断する。そして、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４に切り替えて他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４をオンにする。これにより、電力系統ＰＷを介して第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３を直列接続する。
【００６１】
こうすることで、特許文献１の如く第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側を直列接続することができ、従って、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３個々の直流側の定格電圧がたとえ電力系統ＰＷに必要な交流電圧Ｖａｃ（例えばＡＣ１１０Ｖ）のピーク電圧（例えば１５６Ｖ程度）よりも小さい電圧とされていても、電力系統ＰＷに対して必要な電圧を出力する回路構成を実現させることができる。これにより、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行うことが可能となる。本第１実施形態では、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の直流側の定格電圧は、何れも電力系統ＰＷに必要な交流電圧Ｖａｃ（例えばＡＣ１１０Ｖ）のピーク電圧（例えば１５６Ｖ程度）よりも小さい電圧とされている。なお、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側の定格電圧が何れも等しくなってもよいし、それぞれが互いに異なっていてもよい。或いは、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎにおいて、少なくとも二つの第１定格電圧が等しく、かつ、残りの少なくとも二つの第２定格電圧が等しくなっていて、該第１定格電圧と該第２定格電圧とが異なっている態様を例示できる。
【００６２】
図７は、図６に示す電力授受用回路Ａによって電力系統ＰＷに出力される第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３を交流電圧Ｖａｃの波形と共に示すグラフである。図７（ａ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行わない波形を示しており、図７（ｂ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行った波形を示している。
【００６３】
制御装置２０は、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうち何れか一つ（図７の例では第１インバータＩＮＶ１）に対して目標とする正弦波の交流電圧Ｖａｃの波形の半周期Ｔａ，Ｔｂ（周期Ｔ／２）よりも短い第１時間Ｔ１に第１電圧Ｖ１を出力し、残り二つのインバータ（図７の例では第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３）のうち何れか一つ（図７の例では第２インバータＩＮＶ２）に対して第１時間Ｔ１よりも短い第２時間Ｔ２に第２電圧Ｖ２を出力し、残り一つのインバータ（図７の例では第３インバータＩＮＶ３）に対して第２時間Ｔ１よりも短い第３時間Ｔ３に第３電圧Ｖ３を出力する構成とされている。
【００６４】
さらに、制御装置２０は、前半の半周期Ｔａと後半の半周期Ｔａとで電圧値の極性を逆転させ、かつ、第１から第３時間Ｔ１〜Ｔ３の中央の時間を交流電圧Ｖａｃの波形の電圧がピークとなる時間に一致させる構成とされている。これにより、図７（ａ）に示すように、電力系統ＰＷ（インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも上流側）に対して、擬似的な正弦波（正弦波に近似できる階段状の波形）の電圧を出力することができる。そして、インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも下流側では、出力される電圧波形を、交流電圧Ｖａｃの波形に対してさらに近い電圧波形にすることができる。
【００６５】
具体的には、前半の半周期Ｔａにおいて、第１インバータＩＮＶ１を０．４５Ｔ（第１時間Ｔ１）だけ５１．９Ｖ（第１電圧Ｖ１）を出力し、第２インバータＩＮＶ２を０．３３Ｔ（第２時間Ｔ２）だけ５１．９Ｖ（第２電圧Ｖ２）を出力し、第３インバータＩＮＶ３を０．１９Ｔ（第３時間Ｔ３）だけ５１．９Ｖ（第３電圧Ｖ３）を出力し、後半の半周期Ｔａにおいて、第１インバータＩＮＶ１を０．４５Ｔ（第１時間Ｔ１）だけ−５１．９Ｖ（第１電圧Ｖ１）を出力し、第２インバータＩＮＶ２を０．３３Ｔ（第２時間Ｔ２）だけ−５１．９Ｖ（第２電圧Ｖ２）を出力し、第３インバータＩＮＶ３を０．１９Ｔ（第３時間Ｔ３）だけ−５１．９Ｖ（第３電圧Ｖ３）を出力し、第１から第３時間Ｔ１〜Ｔ３の中央の時間を交流電圧Ｖａｃの波形がピークとなる時間に一致させることで、インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも上流側でピーク電圧が１５５．７Ｖ（正弦波交流電圧の実効値が約１１０Ｖ）の擬似的な正弦波（正弦波に近似できる階段状の波形）の電圧を出力することができる。
【００６６】
なお、第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３は、ここでは、同じ値とされているが、第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３の総和が正弦波交流電圧の実効値の√２倍程度であれば、第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３の少なくとも二つが互いに異なっていてもよい。
【００６７】
また、図７（ｂ）に示す例では、交流電圧Ｖａｃの波形が各第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３内に入っている時間ｔ１〜ｔ６において、パルス振変調（ＰＷＭ）を行っている。
【００６８】
詳しくは、第１及び第６変調時間ｔ１，ｔ６は、第１時間Ｔ１と第１電圧Ｖ１とで構成される第１矩形信号Ｍ１の前後の時間にパルス振変調（ＰＷＭ）を行った時間であり、交流電圧Ｖａｃの波形が第１電圧Ｖ１内に入っている時間とされている。第２及び第５変調時間ｔ２，ｔ５は、第２時間Ｔ２と第２電圧Ｖ２とで構成される第２矩形信号Ｍ２の前後の時間にパルス振変調（ＰＷＭ）を行った時間であり、交流電圧Ｖａｃの波形が第２電圧Ｖ２内に入っている時間とされている。第３及び第４変調時間ｔ３，ｔ４は、第３時間Ｔ３と第３電圧Ｖ３とで構成される第３矩形信号Ｍ３の前後の時間にパルス振変調（ＰＷＭ）を行った時間であり、交流電圧Ｖａｃの波形が第３電圧Ｖ３内に入っている時間とされている。図７（ｂ）の例では、第３変調時間ｔ３と第４変調時間ｔ４とは連続した時間とされている。但し、それに限定されるものではなく、第３変調時間ｔ３と第４変調時間ｔ４との間でパルス振変調（ＰＷＭ）を行わない第３電圧Ｖ３を出力するように構成してもよい。
【００６９】
なお、インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも下流側では、出力される電圧波形を、交流電圧Ｖａｃの波形に対してより一層近い電圧波形にすることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る電動作業機１００ｂに設けられた電気駆動装置１０ｂの概略構成を単線図で示す基本回路図である。図９は、図８に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を示す回路図である。また、図１０は、図８に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を示す回路図である。
【００７１】
図８から図１０に示す電気駆動装置１０ｂは、図１から図３に示す電気駆動装置１０ａにおいて第１から第３モータＭ１〜Ｍ３に代えて第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄを設け、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄを第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３よりも第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３側に設けた以外は図１から図３に示す電気駆動装置１０ａと同一構成とされている。
【００７２】
図８から図１０に示す電気駆動装置１０ｂにおいて、図１から図３に示す電気駆動装置１０ａと同じ構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄは、入力側が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３に接続されている。第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄは、終端で途切れた３相の界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）と、界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）の終端が接続された出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）とを備えている。
【００７４】
電気駆動装置１０ｂは、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）に対して３相の配線（ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３），（ＬＣ２１，ＬＣ２２，ＬＣ２３），（ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３）、又は、電力系統ＰＷがそれぞれ第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を介して接続される構成とされている。詳しくは、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３において、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３），（ＱＣ２１，ＱＣ２２，ＱＣ２３），（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）が第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）と接続され、一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３の切替端子（ＱＡ１１，ＱＡ１２，ＱＡ１３），（ＱＡ２１，ＱＡ２２，ＱＡ２３），（ＱＡ３１，ＱＡ３２，ＱＡ３３）が３相の配線（ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３），（ＬＣ２１，ＬＣ２２，ＬＣ２３），（ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３）の一端と接続され、さらに、他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４の切替端子（ＱＢ１１，ＱＢ１２，ＱＢ１３），（ＱＢ２１，ＱＢ２２，ＱＢ２３），（ＱＢ３１，ＱＢ３２，ＱＢ３３）が電力系統ＰＷにそれぞれ接続される３相の配線（ＬＢ１１，ＬＢ１２，ＬＢ１３），（ＬＢ２１，ＬＢ２２，ＬＢ２３），（ＬＢ３１，ＬＢ３２，ＬＢ３３）と接続されている。そして、３相の配線（ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３），（ＬＣ２１，ＬＣ２２，ＬＣ２３），（ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３）の他端は、互いに接続されている。
【００７５】
かかる構成を備えることにより、電気駆動装置１０ｂでは、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３により、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側にそれぞれ接続された第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）の出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）に対して、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの個々の界磁巻線の終端側を短絡させるための配線ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３〜ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３と、電力系統ＰＷにそれぞれ接続される配線ＬＢ１１，ＬＢ１３〜ＬＢ３１，ＬＢ３３とを切り替えることができる。
【００７６】
そして、図８から図１０に示すように、制御装置２０は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合には、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３に切り替えて一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３をオンにすることにより、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）の出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）とは反対側に対して第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの個々の界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）を短絡する構成とされている。
【００７７】
以上説明したように、本第２実施形態の電気駆動装置１０ｂによれば、第１実施形態の利点に加えて、第１実施形態のインダクタＬ（図１及び図３参照）の代わりに第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）を利用することができる。
【００７８】
なお、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、前記接続検出手段による自動動作にて作動するが、前記接続検出手段による自動動作に代えて、或いは、加えて、使用者の人為操作により、モータ駆動可能状態と電力授受可能状態とが人為的に切り替えられるようになっていてもよい。
【００７９】
（第１制御例）
第１及び第２実施形態の電気駆動装置１０ａ，１０ｂにおいて、制御装置２０は、電力系統ＰＷに対して必要な電圧を確実に出力するという観点から、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３を次のように制御する構成とされていることが好ましい。
【００８０】
すなわち、制御装置２０は、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の電圧値の総和が電力系統ＰＷへの交流側の電圧（例えば約１１０Ｖ）の最大値（例えば１５５．７Ｖ）から蓄電池ＢＴの電圧値を差し引いた電圧値になるように第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３を制御することが好ましい。
【００８１】
例えば、図７に示すように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の電圧値を何れも等しくする場合、制御装置２０は、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の電圧値が交流側の電圧の最大値（例えば１５５．７Ｖ）から蓄電池ＢＴの電圧値（例えば５１．９Ｖ）を差し引いた電圧値（例えば１０３．８Ｖ）を第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の個数分（ここでは２）で割った値（例えば５１．９Ｖ）になるように第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３を制御することが好ましい。
【００８２】
このように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３個々の直流側の定格電圧が電力系統ＰＷに必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の電圧値の総和が電力系統ＰＷへの交流側電圧の最大値（例えば１５５．７Ｖ）から蓄電池ＢＴの電圧値（例えば５１．９Ｖ）を差し引いた電圧値（例えば１０３．８Ｖ）になるように第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３を制御することで、電力系統ＰＷに対して必要な電圧を確実に出力することが可能となる。
【００８３】
（第２制御例）
ところで、第１から第３インバータＩＮＶの交流側に接続される電力系統又は負荷によっては、一のインバータにおけるスイッチング素子の動作時間と、他のインバータにおけるスイッチング素子の動作時間との間で格差が生じてしまうことがある。このことは、負荷（例えば、モータや電灯のような負荷）に流れる電流が正弦波交流に近似した波形である場合、特に顕著となる。
【００８４】
負荷に流れる電流が正弦波交流に近似した波形である場合には、図７に示すように、第１インバータＩＮＶ１におけるスイッチング素子がどの周期においても最も長い時間駆動され、第３インバータＩＮＶ３におけるスイッチング素子がどの周期においても最も短い時間駆動され、第２インバータＩＮＶ２におけるスイッチング素子がどの周期においてもそれらの中間の時間駆動されることになる。そうすると、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子の寿命の片寄ってしまうという不都合を招く。
【００８５】
かかる観点から、本第２制御例では、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷（例えば、モータや電灯のような負荷）との間で電力の授受を行うときに、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうち、一のインバータ（例えばＩＮＶ１）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータ（例えばＩＮＶ２又はＩＮＶ３）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替える構成とされている。
【００８６】
具体的には、制御装置２０は、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを定期的にローテーションしてもよい。或いは、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の温度を検出する温度検出手段（図示せず）を設け、前記温度検出手段にて所定期間毎に第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の温度をサンプリングし、サンプリングした温度の平均値が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３間で均一になるように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを入れ替えてもよい。例えば、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３から所定期間毎に温度をサンプリングし、所定期間毎の温度の平均値を高い順と低い順とに並べ替え、最も高い温度のインバータと最も低い温度のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、次に高い温度のインバータと次に低い温度のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、これを順次行っていくようにしてもよい。また、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチングパターンを制御する制御装置２０のスイッチングパターン（制御パターン）から所定期間毎にデューティ比をサンプリングし、サンプリングしたディーティ比の平均値が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３間で均一になるように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを入れ替えてもよい。例えば、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３へのスイッチングパターンから所定期間毎にデューティ比をサンプリングし、所定期間毎のディーティ比の平均値を大きい順と小さい順とに並べ替え、最も大きいデューティ比のインバータと最も小さいデューティ比のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、次に大きいデューティ比のインバータと次に小さいデューティ比のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、これを順次行っていくようにしてもよい。
【００８７】
このように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうち、一のインバータ（例えばＩＮＶ１）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータ（例えばＩＮＶ２又はＩＮＶ３）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替えることで、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の間でスイッチング素子の寿命の片寄りを抑制でき、ひいては、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のそれぞれの寿命を延ばすことが可能となる。
【００８８】
（その他の実施形態）
ところで、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷との間で電力の授受を行うときには、第１インバータＩＮＶ１は蓄電池ＢＴから常時電力が供給されることから、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３に比べて負担が大きくなる。
【００８９】
かかる観点から、本第１及び第２実施形態では、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうちの最大の定格電圧のインバータ（例えば第１インバータＩＮＶ１）が本発明の第１のインバータとして作用するインバータとされていることが好ましい。
【００９０】
こうすることで、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷との間で電力の授受を行うときに第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうちの最大の定格電圧のインバータ（例えば第１インバータＩＮＶ１）を効率的に作動させることが可能となる。
【００９１】
なお、以上説明した電気駆動装置１０は、トラクター、ショベルカー、ホイルローダやキャリヤ等の建設作業機、或いは、耕耘機や田植機等の農作業機といった、蓄電池で駆動する何れの電動作業機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０ 電気駆動装置
２０ 制御装置
１００ａ，１００ｂ 電動作業機
ＢＴ 蓄電池
ＩＮＶ１ 第１インバータ（第１のインバータの一例）
ＩＮＶ２，ＩＮＶ３ 第２及び第３インバータ（第２のインバータの一例）
Ｋ１１〜Ｋ１３ 界磁巻線
Ｋ２１〜Ｋ２３ 界磁巻線
Ｋ３１〜Ｋ３３ 界磁巻線
ＬＡ１１〜ＬＡ１３ 配線
ＬＡ２１〜ＬＡ２３ 配線
ＬＡ３１〜ＬＡ３３ 配線
ＬＢ１１〜ＬＢ１３ 配線
ＬＢ２１〜ＬＢ２３ 配線
ＬＢ３１〜ＬＢ３３ 配線
ＬＣ１１〜ＬＣ１３ 配線
ＬＣ２１〜ＬＣ２３ 配線
ＬＣ３１〜ＬＣ３３ 配線
Ｍ１〜Ｍ３ 第１から第３モータ
Ｍ１ｄ〜Ｍ３ｄ 第１から第３モータ
ＰＷ 電力系統
Ｐ１ 第１接続制御手段
Ｐ２ 第２接続制御手段
ＱＭ１１〜ＱＭ１３ 出力端子
ＱＭ２１〜ＱＭ２３ 出力端子
ＱＭ３１〜ＱＭ３３ 出力端子
ＲＹ１〜ＲＹ３ 第１から第３切替リレー（切替手段の一例）
ＳＷ２，ＳＷ３ 第２及び第３開閉スイッチ（開閉手段の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池から直流電圧が供給されたインバータによりモータを駆動する電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力の流れを供給側及び需要側の両方から制御して電力供給の最適化を実現するスマートグリッド（次世代送電網）技術の開発が進められている。かかる技術において、「Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）」や「Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）」といった概念が注目されるようになってきている。
【０００３】
「Ｖ２Ｇ」は、電気自動車等の電気車両に搭載された蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受（融通）を行う。また、「Ｖ２Ｈ」は、電気自動車等の電気車両に搭載された蓄電池の電力を宅内のバックアップ用として利用する。
【０００４】
例えば、蓄電池と負荷とを接続する場合には、蓄電池から負荷へ電力を供給し、蓄電池と電力系統とを接続する場合には、蓄電池と電力系統との間で系統連系を行う。何れにしても、電気車両を移動手段として使わない時に、電気車両に搭載された大容量（例えば数ｋＷｈ〜十数ｋＷｈ）の蓄電池を電力源として利用する。
【０００５】
ところで、蓄電池で駆動する芝刈り機やショベルカー等の電動作業機は、通常、蓄電池から直流電圧が供給されたインバータによりモータを駆動する構成とされている。
【０００６】
このような電動作業機において、当該電動作業機に設けられたインバータを用いて、蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受（融通）を行うことが考えられるが、この場合、電動作業機に設けられたインバータの直流側の定格電圧（耐圧）は、一般的に、電力系統又は負荷に必要な交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ２４０Ｖのピーク電圧約１４１Ｖ〜約３４０Ｖ［＝√２×（正弦波交流電圧の実効値）］）よりも小さい電圧（例えばＤＣ４８やＤＣ７０Ｖといった１４０Ｖ未満の電圧）とされているために、単一のインバータでは、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力することができない。
【０００７】
この点に関し、インバータの直流側の定格電圧が電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、複数のインバータの交流側を直列接続することで、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力することができる構成が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、複数のインバータの交流側を直列接続し、複数のインバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧の総和により出力電圧を階調制御して負荷に電力供給する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８０４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、蓄電池で駆動する電動作業機においては、複数のモータが設けられていることが多い。例えば、従来の電動作業機では、車輪駆動用として２つのモータと、作業用として２つのモータ（具体的には、芝刈り機の場合、二つの芝刈り羽根を独立して回転駆動させるモータ）との合計４つのモータが設けられることがある。そして、複数のモータが設けられた電動作業機では、それらのモータをそれぞれ駆動するために、共通の蓄電池から直流電圧が供給される複数のインバータが設けられている。
【００１１】
そこで、本発明は、共通の蓄電池から複数のインバータに直流電圧が供給されて複数のモータをそれぞれ駆動する電動作業機であって、前記複数のインバータの直流側の定格電圧がたとえ電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、電力系統又は負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現でき、これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能な電動作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するために、次の第１態様及び第２態様の電動作業機を提供する。
【００１３】
（１）第１態様の電動作業機
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、前記複数のインバータの交流側に対して、前記複数のモータにそれぞれ接続される配線と前記複数のインバータの交流側を電力系統又は負荷を介して直列接続させるための配線とを切り替える切替手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側に対して前記複数のモータをそれぞれ接続する第２接続制御手段とを備えることを特徴とする電動作業機。
【００１４】
本発明に係る第１態様の電動作業機によれば、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側に対して前記複数のモータをそれぞれ接続することで、前記蓄電池により前記複数のモータを駆動することができる。一方、前記蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受を行う場合には、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する。こうすることで、前記複数のインバータ個々の直流側の定格電圧がたとえ前記電力系統又は前記負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現させることができる。これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能となる。
【００１５】
（２）第２態様の電動作業機
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、終端を有する界磁巻線の前記終端に接続された出力端子を備え、かつ、前記複数のインバータの交流側にそれぞれ接続された前記複数のモータの前記出力端子に対して、前記複数のモータの前記界磁巻線の前記終端側を短絡させるための配線と前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続させるための配線とを切替える切替手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記出力端子に対して前記複数のモータの前記界磁巻線を短絡する第２接続制御手段とを備えることを特徴とする電動作業機。
【００１６】
本発明に係る第２態様の電動作業機によれば、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記出力端子に対して前記複数のモータの前記界磁巻線の前記終端側を短絡することで、前記蓄電池により前記複数のモータを駆動することができる。一方、前記蓄電池と電力系統又は負荷との間で電力の授受を行う場合には、前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する。こうすることで、前記複数のインバータ個々の直流側の定格電圧がたとえ前記電力系統又は前記負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現させることができる。これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能となる。
【００１７】
本発明に係る第１及び第２態様の電動作業機において、前記第２のインバータの直流側の電圧値の総和が交流側電圧の最大値から前記蓄電池の電圧値を差し引いた電圧値になるように前記第２のインバータを制御する態様を例示できる。
【００１８】
この特定事項では、前記複数のインバータ個々の直流側の定格電圧が前記電力系統又は前記負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記第２のインバータの直流側の電圧値の総和が交流側電圧の最大値から前記蓄電池の電圧値を差し引いた電圧値になるように前記第２のインバータを制御することで、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を確実に出力することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る第１及び第２態様の電動作業機において、前記第１接続制御手段を実施するときに、前記複数のインバータのうち、一のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替える態様を例示できる。
【００２０】
この特定事項では、前記複数のインバータの間でスイッチング素子の寿命の片寄りを抑制でき、ひいては、前記複数のインバータのそれぞれの寿命を延ばすことが可能となる。
【００２１】
本発明に係る第１及び第２態様の電動作業機において、前記複数のインバータのうち、最大の定格電圧のインバータが前記第１のインバータとされている態様を例示できる。
【００２２】
この特定事項では、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うときに前記複数のインバータのうち、最大の定格電圧のインバータを効率的に作動させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明に係る第１態様及び第２態様の電動作業機によると、共通の蓄電池から複数のインバータに直流電圧が供給されて複数のモータをそれぞれ駆動する電動作業機であって、前記複数のインバータの直流側の定格電圧がたとえ電力系統又は負荷に必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、前記電力系統又は前記負荷に対して必要な電圧を出力する回路構成を実現でき、これにより、前記蓄電池と前記電力系統又は前記負荷との間で電力の授受を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動作業機に設けられた電気駆動装置の概略構成を単線図で示す基本回路図である。
【図２】図１に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を示す回路図である。
【図３】図１に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を示す回路図である。
【図４】第１から第ｎインバータの一例の概略構成を示す回路図である。
【図５】蓄電池により第１〜第ｎモータを駆動する場合と、蓄電池と電力系統との間で電力の授受を行う場合とでの第２及び第３インバータの第２及び第３スイッチにおけるスイッチ部並びに第１から第３切替リレーにおけるスイッチ部のオン状態又はオフ状態を示す表である。
【図６】第１実施形態の電気駆動装置において蓄電池と電力系統との間で電力の授受を行う場合に構成される電力授受用回路の回路図である。
【図７】図６に示す電力授受用回路によって電力系統に出力される第１から第３電圧を交流電圧の波形と共に示すグラフであって、（ａ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行わない波形を示す図であり、（ｂ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行った波形を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電動作業機に設けられた電気駆動装置の概略構成を単線図で示す基本回路図である。
【図９】図８に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を中心に示す回路図である。
【図１０】図８に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を中心に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動作業機１００ａに設けられた電気駆動装置１０ａの概略構成を単線図で示す基本回路図である。図２は、図１に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を中心に示す回路図である。また、図３は、図１に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を中心に示す回路図である。
【００２７】
図１から図３に示す電気駆動装置１０ａは、蓄電池ＢＴと、第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎ（ｎは２以上の整数）と、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎと、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎとを備えている。
【００２８】
第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、それぞれ、一対のスイッチ部（Ｓ１１，Ｓ１２）〜（Ｓｎ１，Ｓｎ２）で構成されている。本第１実施形態では、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの交流側が３相構成とされており、第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎは、３相交流モータとされている。但し、それに限定されるものではなく、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの交流側が単相構成とされ、第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎが単相交流モータとされていてもよい。
【００２９】
第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、それぞれ、直流側の接続端子Ｑ１１〜Ｑｎ１（図２参照）に対して蓄電池ＢＴの一方側の電極（例えば正電極）が第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおける一方のスイッチ部Ｓ１１〜Ｓｎ１を介して接続されている。詳しくは、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおいて、一方のスイッチ部Ｓ１１〜Ｓｎ１の一端子ＱＡ１１〜ＱＡｎ１が第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側の接続端子Ｑ１１〜Ｑｎ１に接続され、かつ、一方のスイッチ部Ｓ１１〜Ｓｎ１の他端子ＱＢ１１〜ＱＢｎ１が蓄電池ＢＴの一方側の電極（例えば正電極）に接続されている。
【００３０】
また、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、それぞれ、直流側の接続端子Ｑ１２〜Ｑｎ２に対して蓄電池ＢＴの他方側の電極（例えば負電極）が第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおける他方のスイッチ部Ｓ１２〜Ｓｎ２を介して接続されている。詳しくは、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにおいて、他方のスイッチ部Ｓ１２〜Ｓｎ２の一端子ＱＡ１２〜ＱＡｎ２が第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側の接続端子Ｑ１２〜Ｑｎ２に接続され、かつ、他方のスイッチ部Ｓ１２〜Ｓｎ２の他端子ＱＢ１２〜ＱＢｎ２が蓄電池ＢＴの他方側の電極（例えば負電極）に接続されている。
【００３１】
ここで、図１及び図２に示す第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれに対して本発明の構成が適用されてもよいが、本第１実施形態では、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうちの第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に適用する構成とされている。
【００３２】
従って、本第１実施形態では、第１から第ｎ開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのうち、第１インバータＩＮＶ１が本発明の第１のインバータを構成し、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３が本発明の第２のインバータを構成している。そして、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に対応する第１から第３開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が本発明の開閉手段を構成している。よって、電気駆動装置１０ａの基本回路において、本発明の第２のインバータを構成するスイッチ以外のスイッチ（ここでは第４から第ｎ開閉スイッチＳＷ４〜ＳＷｎ）（図１及び図２の想像線参照）に代えて、本発明の第２のインバータを構成するインバータ以外のインバータ（ここでは第４から第ｎインバータＩＮＶ４〜ＩＮＶｎ）の直流側を蓄電池ＢＴに直接的に接続する構成とされている。勿論、第２から第ｎインバータＩＮＶ２〜ＩＮＶｎの全てが本発明の第２のインバータを構成し、それに対応する第２から第ｎ開閉スイッチＳＷ２〜ＳＷｎの全てが、本発明の開閉手段を構成するようになっていてもよい。
【００３３】
なお、本第１実施形態では、第１インバータＩＮＶ１については、後述するように、蓄電池ＢＴにより第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合、又は、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷（ここでは電力系統ＰＷ）との間で電力の授受を行う場合に関わらず、常時接続状態となるため、電気駆動装置１０ａの基本回路図において、第１インバータＩＮＶ１に対応する第１開閉スイッチＳＷ１（スイッチ部Ｓ１１，Ｓ１２）（図１及び図２の想像線参照）を除去して、第１インバータＩＮＶ１の直流側を蓄電池ＢＴに直接的に接続する構成とされている。
【００３４】
電気駆動装置１０ａは、本発明の構成を適用する第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に対応して第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３（図１及び図３参照）をさらに備えている。なお、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、本発明の切替手段の一例である。
【００３５】
第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、それぞれ、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３）〜（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）（図３参照）と一方側の切替端子（ＱＡ１１，ＱＡ１２，ＱＡ１３）〜（ＱＡ３１，ＱＡ３２，ＱＡ３３）とで一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３（図１及び図３の実線参照）が構成され、かつ、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３）〜（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）と他方側の切替端子（ＱＢ１１，ＱＢ１２，ＱＢ１３）〜（ＱＢ３１，ＱＢ３２，ＱＢ３３）とで他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４（図１及び図３の破線参照）が構成されている。
【００３６】
電気駆動装置１０ａは、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３（図２参照）に対して第１から第３モータＭ１〜Ｍ３、又は、電力系統ＰＷがそれぞれ第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を介して接続される構成とされている。詳しくは、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３において、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３），（ＱＣ２１，ＱＣ２２，ＱＣ２３），（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子（Ｑ１３１，Ｑ１３２，Ｑ１３３），（Ｑ２３１，Ｑ２３２，Ｑ２３３），（Ｑ３３１，Ｑ３３２，Ｑ３３３）と接続され、一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３の切替端子（ＱＡ１１，ＱＡ１２，ＱＡ１３），（ＱＡ２１，ＱＡ２２，ＱＡ２３），（ＱＡ３１，ＱＡ３２，ＱＡ３３）が第１から第３モータＭ１〜Ｍ３にそれぞれ接続される３相の配線（ＬＡ１１，ＬＡ１２，ＬＡ１３），（ＬＡ２１，ＬＡ２２，ＬＡ２３），（ＬＡ３１，ＬＡ３２，ＬＡ３３）と接続され、さらに、他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４の切替端子（ＱＢ１１，ＱＢ１２，ＱＢ１３），（ＱＢ２１，ＱＢ２２，ＱＢ２３），（ＱＢ３１，ＱＢ３２，ＱＢ３３）が電力系統ＰＷにそれぞれ接続される３相の配線（ＬＢ１１，ＬＢ１２，ＬＢ１３），（ＬＢ２１，ＬＢ２２，ＬＢ２３），（ＬＢ３１，ＬＢ３２，ＬＢ３３）と接続されている。
【００３７】
具体的には、第１切替リレーＲＹ１に接続される一相の配線ＬＢ１１と電力系統ＰＷの一端とが接続され、第１切替リレーＲＹ１に接続される他の一相の配線ＬＢ１３と第２切替リレーＲＹ２に接続される一相の配線ＬＢ２１とが接続され、第２切替リレーＲＹ２に接続される他の一相の配線ＬＢ２３と第３切替リレーＲＹ３に接続される一相の配線ＬＢ３１とが接続され、第３切替リレーＲＹ３に接続される他の一相の配線ＬＢ３３と電力系統ＰＷの他端とが接続される構成とされている。なお、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３に接続される残り一相の配線ＬＢ１２，ＬＢ２２，ＬＢ３２は、本第１実施形態では、どこにも接続されていない構成とされている。よって、配線ＬＢ１２，ＬＢ２２，ＬＢ３２を設けずに、端子ＱＣ１２と端子ＱＢ１２との間でのスイッチＳ１４、端子ＱＣ２２と端子ＱＢ２２との間でのスイッチＳ２４、端子ＱＣ３２と端子ＱＢ３２との間でのスイッチＳ３４を省略するようになっていてもよい。
【００３８】
なお、本第１実施形態のように、電力系統ＰＷに接続される場合には、出力波形を目標とする正弦波の交流電圧Ｖａｃの波形（後述する図７参照）に可及的に近づけるという観点から、電力系統ＰＷに対してインダクタＬが直列に（ここでは配線ＬＢ１１，ＬＢ３３に）接続され、或いは／さらに、電力系統ＰＷの接続ラインに対してキャパシタＣが並列に（ここでは配線ＬＢ１１と配線ＬＢ３３との間のインダクタＬよりも電力系統ＰＷ側に）接続されている。また、電力系統ＰＷに代えて負荷を設ける場合、負荷の種類によっては、キャパシタＣ及び／又はインダクタＬを設けてもよいし、キャパシタＣ及びインダクタＬの双方を設けていなくてもよい。
【００３９】
かかる構成を備えることにより、電気駆動装置１０ａでは、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３により、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側に対して、蓄電池ＢＴの両電極をそれぞれ接続又は遮断することができる。また、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３により、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側に対して、第１から第３モータＭ１〜Ｍ３にそれぞれ接続される配線ＬＡ１１，ＬＡ１２，ＬＡ１３〜ＬＡ３１，ＬＡ３２，ＬＡ３３と、電力系統ＰＷにそれぞれ接続される配線ＬＢ１１，ＬＢ１３〜ＬＢ３１，ＬＢ３３とを切り替えることができる。
【００４０】
図４は、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの一例の概略構成を示す回路図である。第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの構成は何れも同一構成とされている。よって、図４では第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを一つの図で示している。
【００４１】
図４に示すように、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、第１から第６半導体スイッチ１１１〜１１６と、第１から第６ダイオード１２１〜１２６と、キャパシタ１４０とを備えている。
【００４２】
第１から第６半導体スイッチ１１１〜１１６は、何れも一方向にのみ電流を流すことができる半導体デバイスである。第１から第６ダイオード１２１〜１２６は、それぞれ、第１から第６半導体スイッチ１１１〜１１６に対して電流を流すことができる方向を逆にしてそれぞれ並列接続されている。
【００４３】
第１半導体スイッチ１１１に並列接続された第１ダイオード１２１のアノード側と、第２半導体スイッチ１１２に並列接続された第２ダイオード１２２のカソード側とが互いに接続されている。かかる接続構成とされた第１半導体スイッチ１１１及び第１ダイオード１２１と第２半導体スイッチ１１２及び第２ダイオード１２２とで第１レグ１３１を構成している。
【００４４】
第３半導体スイッチ１１３に並列接続された第３ダイオード１２３のアノード側と、第４半導体スイッチ１１４に並列接続された第４ダイオード１２４のカソード側とが互いに接続されている。かかる接続構成とされた第３半導体スイッチ１１３及び第３ダイオード１２３と第４半導体スイッチ１１４及び第４ダイオード１２４とで第２レグ１３２を構成している。
【００４５】
第５半導体スイッチ１１５に並列接続された第５ダイオード１２５のアノード側と、第６半導体スイッチ１１６に並列接続された第６ダイオード１２６のカソード側とが互いに接続されている。かかる接続構成とされた第５半導体スイッチ１１５及び第５ダイオード１２５と第６半導体スイッチ１１６及び第６ダイオード１２６とで第３レグ１３３を構成している。
【００４６】
第１から第３レグ１３１〜１３３は、第１、第３及び第５ダイオード１２１，１２３，１２５のカソード側と、キャパシタ１４０の一端子とが互いに接続端子Ｑ１１〜Ｑｎ１に接続されている。また、第１から第３レグ１３１〜１３３は、第２、第４及び第６ダイオード１２２，１２４，１２６のアノード側と、キャパシタ１４０の他端子側とが互いに接続端子Ｑ１２〜Ｑｎ２に接続されている。
【００４７】
また、電気駆動装置１０ａは、第１から第３開閉スイッチＳＷ１〜ＳＷ３及び第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を自動的に作動させる構成とされている。
【００４８】
電気駆動装置１０ａは、さらに制御装置２０（図１参照）を備えている。制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部２１と、記憶部２２とを備えている。記憶部２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶メモリを含み、各種制御プログラムや必要な関数およびテーブルや、各種のデータを記憶するようになっている。
【００４９】
制御装置２０は、第１接続制御手段Ｐ１と、第２接続制御手段Ｐ２とを備える構成とされている。第１接続制御手段Ｐ１は、蓄電池ＢＴからの電力で第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動することが可能なモータ駆動可能状態（電力系統ＰＷ又は負荷と蓄電池ＢＴとの間で電力の授受を行わない状態）を検出した場合には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンにし、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を第１から第３モータＭ１〜Ｍ３側に切り替える構成とされている。一方、第２接続制御手段Ｐ２は、電力系統ＰＷ又は負荷と蓄電池ＢＴとの間で電力の授受を行うことが可能な電力授受可能状態（蓄電池ＢＴからの電力で第１から第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動しない状態）を検出した場合には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフにし、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を電力系統ＰＷ側に切り替える構成とされている。
【００５０】
詳しくは、制御装置２０は、電力系統ＰＷ又は負荷が接続されたことを検出する接続検出手段を備えている。この接続検出手段は、電力系統ＰＷ又は負荷が機械的に接続されたことを検知するセンサによって検出するようになっていてもよいし、電力系統ＰＷ又は負荷の電圧又は抵抗値を検知するセンサによって検出するようになっていてもよい。これにより、制御装置２０は、モータ駆動可能状態又は電力授受可能状態を認識できるようになっている。
【００５１】
かかる構成を備えた電気駆動装置１０ａでは、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を自動的に作動させることができ、それだけ使用者による操作性を向上させることができる。
【００５２】
なお、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、前記接続検出手段による自動動作にて作動するが、前記接続検出手段による自動動作に代えて、或いは、加えて、使用者の人為操作により、モータ駆動可能状態と電力授受可能状態とが人為的に切り替えられるようになっていてもよい。
【００５３】
図５は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合（具体的には作業時）と、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合（具体的にはＶ２Ｇ／Ｖ２Ｈ時）とでの第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３におけるスイッチ部（Ｓ１３，Ｓ１４），（Ｓ２２，Ｓ２４），（Ｓ３３，Ｓ３４）のオン状態又はオフ状態を示す表である。なお、図５において、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合を「作業時」と表し、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合を「Ｖ２Ｇ／Ｖ２Ｈ時」と表している。また、図５において、「−」は、スイッチ部がオフ状態を示しており、「○」は、スイッチ部がオン状態を示している。
【００５４】
制御装置２０は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合（具体的には作業時）には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）をオンにすることにより、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の一端子Ｑ２１，Ｑ３１及び他端子Ｑ２２，Ｑ３２に対して蓄電池ＢＴの両電極をそれぞれ接続する構成とされている。また、制御装置２０は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合（具体的には作業時）には、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３に切り替えて一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３をオンにすることにより、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３に対して第１から第３モータＭ１〜Ｍ３をそれぞれ接続する構成とされている。
【００５５】
このように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３に対して第１から第３モータＭ１〜Ｍ３をそれぞれ接続することで、蓄電池ＢＴにより第１〜第３モータＭ１〜Ｍ３を駆動させることができる。
【００５６】
また、制御装置２０は、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合には（具体的にはＶ２Ｇ又はＶ２Ｈ時）、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）をオフにすることにより、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の一端子Ｑ２１，Ｑ３１及び他端子Ｑ２２，Ｑ３２に対して蓄電池ＢＴの両電極との接続をそれぞれ遮断する構成とされている。また、制御装置２０は、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合（具体的にはＶ２Ｇ又はＶ２Ｈ時）には、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４に切り替えて他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４をオンにすることにより、電力系統ＰＷを介して第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３を直列接続する構成とされている。
【００５７】
図６は、第１実施形態の電気駆動装置１０ａにおいて蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合に構成される電力授受用回路Ａの回路図である。
【００５８】
第１実施形態の電気駆動装置１０ａは、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合には、図６に示す電力授受用回路Ａを構成し、特許文献１の如く第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側を直列接続することができる。
【００５９】
すなわち、電気駆動装置１０ａでは、直流側で蓄電池ＢＴに接続された第１インバータＩＮＶ１と、直流側でキャパシタ１４０を含む第２インバータＩＮＶ２と、直流側でキャパシタ１４０を含む第３インバータＩＮＶ３とが、交流側で直列に接続されることで、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３が協働して蓄電池ＢＴの電圧Ｖｂａｔ（例えば５２Ｖ程度の電圧）を電力系統ＰＷに必要な交流電圧Ｖａｃ（例えばＡＣ１１０Ｖ）に変換することができる。
【００６０】
以上説明したように、本第１実施形態の電気駆動装置１０ａによれば、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行う場合には、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３におけるスイッチ部（Ｓ２１，Ｓ２２），（Ｓ３１，Ｓ３２）をオフにする。これにより、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の一端子Ｑ２１，Ｑ３１及び他端子Ｑ２２，Ｑ３２に対して蓄電池ＢＴの両電極との接続をそれぞれ遮断する。そして、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４に切り替えて他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４をオンにする。これにより、電力系統ＰＷを介して第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３を直列接続する。
【００６１】
こうすることで、特許文献１の如く第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側を直列接続することができ、従って、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３個々の直流側の定格電圧がたとえ電力系統ＰＷに必要な交流電圧Ｖａｃ（例えばＡＣ１１０Ｖ）のピーク電圧（例えば１５６Ｖ程度）よりも小さい電圧とされていても、電力系統ＰＷに対して必要な電圧を出力する回路構成を実現させることができる。これにより、蓄電池ＢＴと電力系統ＰＷとの間で電力の授受を行うことが可能となる。本第１実施形態では、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の直流側の定格電圧は、何れも電力系統ＰＷに必要な交流電圧Ｖａｃ（例えばＡＣ１１０Ｖ）のピーク電圧（例えば１５６Ｖ程度）よりも小さい電圧とされている。なお、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側の定格電圧が何れも等しくなってもよいし、それぞれが互いに異なっていてもよい。或いは、第１から第ｎインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎにおいて、少なくとも二つの第１定格電圧が等しく、かつ、残りの少なくとも二つの第２定格電圧が等しくなっていて、該第１定格電圧と該第２定格電圧とが異なっている態様を例示できる。
【００６２】
図７は、図６に示す電力授受用回路Ａによって電力系統ＰＷに出力される第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３を交流電圧Ｖａｃの波形と共に示すグラフである。図７（ａ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行わない波形を示しており、図７（ｂ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行った波形を示している。
【００６３】
制御装置２０は、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうち何れか一つ（図７の例では第１インバータＩＮＶ１）に対して目標とする正弦波の交流電圧Ｖａｃの波形の半周期Ｔａ，Ｔｂ（周期Ｔ／２）よりも短い第１時間Ｔ１に第１電圧Ｖ１を出力し、残り二つのインバータ（図７の例では第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３）のうち何れか一つ（図７の例では第２インバータＩＮＶ２）に対して第１時間Ｔ１よりも短い第２時間Ｔ２に第２電圧Ｖ２を出力し、残り一つのインバータ（図７の例では第３インバータＩＮＶ３）に対して第２時間Ｔ１よりも短い第３時間Ｔ３に第３電圧Ｖ３を出力する構成とされている。
【００６４】
さらに、制御装置２０は、前半の半周期Ｔａと後半の半周期Ｔａとで電圧値の極性を逆転させ、かつ、第１から第３時間Ｔ１〜Ｔ３の中央の時間を交流電圧Ｖａｃの波形の電圧がピークとなる時間に一致させる構成とされている。これにより、図７（ａ）に示すように、電力系統ＰＷ（インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも上流側）に対して、擬似的な正弦波（正弦波に近似できる階段状の波形）の電圧を出力することができる。そして、インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも下流側では、出力される電圧波形を、交流電圧Ｖａｃの波形に対してさらに近い電圧波形にすることができる。
【００６５】
具体的には、前半の半周期Ｔａにおいて、第１インバータＩＮＶ１を０．４５Ｔ（第１時間Ｔ１）だけ５１．９Ｖ（第１電圧Ｖ１）を出力し、第２インバータＩＮＶ２を０．３３Ｔ（第２時間Ｔ２）だけ５１．９Ｖ（第２電圧Ｖ２）を出力し、第３インバータＩＮＶ３を０．１９Ｔ（第３時間Ｔ３）だけ５１．９Ｖ（第３電圧Ｖ３）を出力し、後半の半周期Ｔａにおいて、第１インバータＩＮＶ１を０．４５Ｔ（第１時間Ｔ１）だけ−５１．９Ｖ（第１電圧Ｖ１）を出力し、第２インバータＩＮＶ２を０．３３Ｔ（第２時間Ｔ２）だけ−５１．９Ｖ（第２電圧Ｖ２）を出力し、第３インバータＩＮＶ３を０．１９Ｔ（第３時間Ｔ３）だけ−５１．９Ｖ（第３電圧Ｖ３）を出力し、第１から第３時間Ｔ１〜Ｔ３の中央の時間を交流電圧Ｖａｃの波形がピークとなる時間に一致させることで、インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも上流側でピーク電圧が１５５．７Ｖ（正弦波交流電圧の実効値が約１１０Ｖ）の擬似的な正弦波（正弦波に近似できる階段状の波形）の電圧を出力することができる。
【００６６】
なお、第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３は、ここでは、同じ値とされているが、第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３の総和が正弦波交流電圧の実効値の√２倍程度であれば、第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３の少なくとも二つが互いに異なっていてもよい。
【００６７】
また、図７（ｂ）に示す例では、交流電圧Ｖａｃの波形が各第１から第３電圧Ｖ１〜Ｖ３内に入っている時間ｔ１〜ｔ６において、パルス振変調（ＰＷＭ）を行っている。
【００６８】
詳しくは、第１及び第６変調時間ｔ１，ｔ６は、第１時間Ｔ１と第１電圧Ｖ１とで構成される第１矩形信号Ｍ１の前後の時間にパルス振変調（ＰＷＭ）を行った時間であり、交流電圧Ｖａｃの波形が第１電圧Ｖ１内に入っている時間とされている。第２及び第５変調時間ｔ２，ｔ５は、第２時間Ｔ２と第２電圧Ｖ２とで構成される第２矩形信号Ｍ２の前後の時間にパルス振変調（ＰＷＭ）を行った時間であり、交流電圧Ｖａｃの波形が第２電圧Ｖ２内に入っている時間とされている。第３及び第４変調時間ｔ３，ｔ４は、第３時間Ｔ３と第３電圧Ｖ３とで構成される第３矩形信号Ｍ３の前後の時間にパルス振変調（ＰＷＭ）を行った時間であり、交流電圧Ｖａｃの波形が第３電圧Ｖ３内に入っている時間とされている。図７（ｂ）の例では、第３変調時間ｔ３と第４変調時間ｔ４とは連続した時間とされている。但し、それに限定されるものではなく、第３変調時間ｔ３と第４変調時間ｔ４との間でパルス振変調（ＰＷＭ）を行わない第３電圧Ｖ３を出力するように構成してもよい。
【００６９】
なお、インダクタＬ及びキャパシタＣで構成されたフィルタよりも下流側では、出力される電圧波形を、交流電圧Ｖａｃの波形に対してより一層近い電圧波形にすることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る電動作業機１００ｂに設けられた電気駆動装置１０ｂの概略構成を単線図で示す基本回路図である。図９は、図８に示す基本回路図におけるインバータ部分の詳細を示す回路図である。また、図１０は、図８に示す基本回路図におけるインバータの交流側部分の詳細を示す回路図である。
【００７１】
図８から図１０に示す電気駆動装置１０ｂは、図１から図３に示す電気駆動装置１０ａにおいて第１から第３モータＭ１〜Ｍ３に代えて第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄを設け、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄを第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３よりも第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３側に設けた以外は図１から図３に示す電気駆動装置１０ａと同一構成とされている。
【００７２】
図８から図１０に示す電気駆動装置１０ｂにおいて、図１から図３に示す電気駆動装置１０ａと同じ構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄは、入力側が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の端子Ｑ１３，Ｑ２３，Ｑ３３に接続されている。第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄは、終端で途切れた３相の界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）と、界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）の終端が接続された出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）とを備えている。
【００７４】
電気駆動装置１０ｂは、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）に対して３相の配線（ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３），（ＬＣ２１，ＬＣ２２，ＬＣ２３），（ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３）、又は、電力系統ＰＷがそれぞれ第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３を介して接続される構成とされている。詳しくは、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３において、コモン端子（ＱＣ１１，ＱＣ１２，ＱＣ１３），（ＱＣ２１，ＱＣ２２，ＱＣ２３），（ＱＣ３１，ＱＣ３２，ＱＣ３３）が第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）と接続され、一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３の切替端子（ＱＡ１１，ＱＡ１２，ＱＡ１３），（ＱＡ２１，ＱＡ２２，ＱＡ２３），（ＱＡ３１，ＱＡ３２，ＱＡ３３）が３相の配線（ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３），（ＬＣ２１，ＬＣ２２，ＬＣ２３），（ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３）の一端と接続され、さらに、他方側のスイッチ部Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ３４の切替端子（ＱＢ１１，ＱＢ１２，ＱＢ１３），（ＱＢ２１，ＱＢ２２，ＱＢ２３），（ＱＢ３１，ＱＢ３２，ＱＢ３３）が電力系統ＰＷにそれぞれ接続される３相の配線（ＬＢ１１，ＬＢ１２，ＬＢ１３），（ＬＢ２１，ＬＢ２２，ＬＢ２３），（ＬＢ３１，ＬＢ３２，ＬＢ３３）と接続されている。そして、３相の配線（ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３），（ＬＣ２１，ＬＣ２２，ＬＣ２３），（ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３）の他端は、互いに接続されている。
【００７５】
かかる構成を備えることにより、電気駆動装置１０ｂでは、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３により、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側にそれぞれ接続された第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）の出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）に対して、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの個々の界磁巻線の終端側を短絡させるための配線ＬＣ１１，ＬＣ１２，ＬＣ１３〜ＬＣ３１，ＬＣ３２，ＬＣ３３と、電力系統ＰＷにそれぞれ接続される配線ＬＢ１１，ＬＢ１３〜ＬＢ３１，ＬＢ３３とを切り替えることができる。
【００７６】
そして、図８から図１０に示すように、制御装置２０は、蓄電池ＢＴにより第１〜第ｎモータＭ１〜Ｍｎを駆動する場合には、第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３の一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３に切り替えて一方側のスイッチ部Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３をオンにすることにより、第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）の出力端子（ＱＭ１１，ＱＭ１２，ＱＭ１３），（ＱＭ２１，ＱＭ２２，ＱＭ２３），（ＱＭ３１，ＱＭ３２，ＱＭ３３）とは反対側に対して第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの個々の界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）を短絡する構成とされている。
【００７７】
以上説明したように、本第２実施形態の電気駆動装置１０ｂによれば、第１実施形態の利点に加えて、第１実施形態のインダクタＬ（図１及び図３参照）の代わりに第１から第３モータＭ１ｄ〜Ｍ３ｄの界磁巻線（Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３），（Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３），（Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３）を利用することができる。
【００７８】
なお、第２及び第３開閉スイッチＳＷ２，ＳＷ３並びに第１から第３切替リレーＲＹ１〜ＲＹ３は、前記接続検出手段による自動動作にて作動するが、前記接続検出手段による自動動作に代えて、或いは、加えて、使用者の人為操作により、モータ駆動可能状態と電力授受可能状態とが人為的に切り替えられるようになっていてもよい。
【００７９】
（第１制御例）
第１及び第２実施形態の電気駆動装置１０ａ，１０ｂにおいて、制御装置２０は、電力系統ＰＷに対して必要な電圧を確実に出力するという観点から、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３を次のように制御する構成とされていることが好ましい。
【００８０】
すなわち、制御装置２０は、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の電圧値の総和が電力系統ＰＷへの交流側の電圧（例えば約１１０Ｖ）の最大値（例えば１５５．７Ｖ）から蓄電池ＢＴの電圧値を差し引いた電圧値になるように第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３を制御することが好ましい。
【００８１】
例えば、図７に示すように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の交流側の電圧値を何れも等しくする場合、制御装置２０は、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の電圧値が交流側の電圧の最大値（例えば１５５．７Ｖ）から蓄電池ＢＴの電圧値（例えば５１．９Ｖ）を差し引いた電圧値（例えば１０３．８Ｖ）を第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の個数分（ここでは２）で割った値（例えば５１．９Ｖ）になるように第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３を制御することが好ましい。
【００８２】
このように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３個々の直流側の定格電圧が電力系統ＰＷに必要な交流電圧のピーク電圧よりも小さい電圧とされていても、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３の直流側の電圧値の総和が電力系統ＰＷへの交流側電圧の最大値（例えば１５５．７Ｖ）から蓄電池ＢＴの電圧値（例えば５１．９Ｖ）を差し引いた電圧値（例えば１０３．８Ｖ）になるように第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３を制御することで、電力系統ＰＷに対して必要な電圧を確実に出力することが可能となる。
【００８３】
（第２制御例）
ところで、第１から第３インバータＩＮＶの交流側に接続される電力系統又は負荷によっては、一のインバータにおけるスイッチング素子の動作時間と、他のインバータにおけるスイッチング素子の動作時間との間で格差が生じてしまうことがある。このことは、負荷（例えば、モータや電灯のような負荷）に流れる電流が正弦波交流に近似した波形である場合、特に顕著となる。
【００８４】
負荷に流れる電流が正弦波交流に近似した波形である場合には、図７に示すように、第１インバータＩＮＶ１におけるスイッチング素子がどの周期においても最も長い時間駆動され、第３インバータＩＮＶ３におけるスイッチング素子がどの周期においても最も短い時間駆動され、第２インバータＩＮＶ２におけるスイッチング素子がどの周期においてもそれらの中間の時間駆動されることになる。そうすると、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子の寿命の片寄ってしまうという不都合を招く。
【００８５】
かかる観点から、本第２制御例では、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷（例えば、モータや電灯のような負荷）との間で電力の授受を行うときに、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうち、一のインバータ（例えばＩＮＶ１）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータ（例えばＩＮＶ２又はＩＮＶ３）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替える構成とされている。
【００８６】
具体的には、制御装置２０は、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを定期的にローテーションしてもよい。或いは、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の温度を検出する温度検出手段（図示せず）を設け、前記温度検出手段にて所定期間毎に第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の温度をサンプリングし、サンプリングした温度の平均値が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３間で均一になるように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを入れ替えてもよい。例えば、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３から所定期間毎に温度をサンプリングし、所定期間毎の温度の平均値を高い順と低い順とに並べ替え、最も高い温度のインバータと最も低い温度のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、次に高い温度のインバータと次に低い温度のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、これを順次行っていくようにしてもよい。また、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチングパターンを制御する制御装置２０のスイッチングパターン（制御パターン）から所定期間毎にデューティ比をサンプリングし、サンプリングしたディーティ比の平均値が第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３間で均一になるように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを入れ替えてもよい。例えば、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３へのスイッチングパターンから所定期間毎にデューティ比をサンプリングし、所定期間毎のディーティ比の平均値を大きい順と小さい順とに並べ替え、最も大きいデューティ比のインバータと最も小さいデューティ比のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、次に大きいデューティ比のインバータと次に小さいデューティ比のインバータとでスイッチングパターンを入れ替え、これを順次行っていくようにしてもよい。
【００８７】
このように、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうち、一のインバータ（例えばＩＮＶ１）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータ（例えばＩＮＶ２又はＩＮＶ３）におけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替えることで、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の間でスイッチング素子の寿命の片寄りを抑制でき、ひいては、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のそれぞれの寿命を延ばすことが可能となる。
【００８８】
（その他の実施形態）
ところで、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷との間で電力の授受を行うときには、第１インバータＩＮＶ１は蓄電池ＢＴから常時電力が供給されることから、第２及び第３インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３に比べて負担が大きくなる。
【００８９】
かかる観点から、本第１及び第２実施形態では、第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうちの最大の定格電圧のインバータ（例えば第１インバータＩＮＶ１）が本発明の第１のインバータとして作用するインバータとされていることが好ましい。
【００９０】
こうすることで、蓄電池ＢＴと電力系統又は負荷との間で電力の授受を行うときに第１から第３インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のうちの最大の定格電圧のインバータ（例えば第１インバータＩＮＶ１）を効率的に作動させることが可能となる。
【００９１】
なお、以上説明した電気駆動装置１０は、トラクター、ショベルカー、ホイルローダやキャリヤ等の建設作業機、或いは、耕耘機や田植機等の農作業機といった、蓄電池で駆動する何れの電動作業機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０ 電気駆動装置
２０ 制御装置
１００ａ，１００ｂ 電動作業機
ＢＴ 蓄電池
ＩＮＶ１ 第１インバータ（第１のインバータの一例）
ＩＮＶ２，ＩＮＶ３ 第２及び第３インバータ（第２のインバータの一例）
Ｋ１１〜Ｋ１３ 界磁巻線
Ｋ２１〜Ｋ２３ 界磁巻線
Ｋ３１〜Ｋ３３ 界磁巻線
ＬＡ１１〜ＬＡ１３ 配線
ＬＡ２１〜ＬＡ２３ 配線
ＬＡ３１〜ＬＡ３３ 配線
ＬＢ１１〜ＬＢ１３ 配線
ＬＢ２１〜ＬＢ２３ 配線
ＬＢ３１〜ＬＢ３３ 配線
ＬＣ１１〜ＬＣ１３ 配線
ＬＣ２１〜ＬＣ２３ 配線
ＬＣ３１〜ＬＣ３３ 配線
Ｍ１〜Ｍ３ 第１から第３モータ
Ｍ１ｄ〜Ｍ３ｄ 第１から第３モータ
ＰＷ 電力系統
Ｐ１ 第１接続制御手段
Ｐ２ 第２接続制御手段
ＱＭ１１〜ＱＭ１３ 出力端子
ＱＭ２１〜ＱＭ２３ 出力端子
ＱＭ３１〜ＱＭ３３ 出力端子
ＲＹ１〜ＲＹ３ 第１から第３切替リレー（切替手段の一例）
ＳＷ２，ＳＷ３ 第２及び第３開閉スイッチ（開閉手段の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、
前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、
前記複数のインバータの交流側に対して、前記複数のモータにそれぞれ接続される配線と前記複数のインバータの交流側を電力系統又は負荷を介して直列接続させるための配線とを切り替える切替手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側に対して前記複数のモータをそれぞれ接続する第２接続制御手段と
を備えることを特徴とする電動作業機。
【請求項２】
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、
前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、
終端を有する界磁巻線の前記終端に接続された出力端子を備え、かつ、前記複数のインバータの交流側にそれぞれ接続された前記複数のモータの前記出力端子に対して、前記複数のモータの前記界磁巻線の前記終端側を短絡させるための配線と前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続させるための配線とを切替える切替手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記出力端子に対して前記複数のモータの前記界磁巻線を短絡する第２接続制御手段と
を備えることを特徴とする電動作業機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動作業機であって、
前記第２のインバータの直流側の電圧値の総和が交流側電圧の最大値から前記蓄電池の電圧値を差し引いた電圧値になるように前記第２のインバータを制御することを特徴とする電動作業機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一つに記載の電動作業機であって、
前記第１接続制御手段を実施するときに、前記複数のインバータのうち、一のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替えることを特徴とする電動作業機。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一つに記載の電動作業機であって、
前記複数のインバータのうち、最大の定格電圧のインバータが前記第１のインバータとされていることを特徴とする電動作業機。
【請求項１】
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、
前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、
前記複数のインバータの交流側に対して、前記複数のモータにそれぞれ接続される配線と前記複数のインバータの交流側を電力系統又は負荷を介して直列接続させるための配線とを切り替える切替手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記複数のインバータの交流側に対して前記複数のモータをそれぞれ接続する第２接続制御手段と
を備えることを特徴とする電動作業機。
【請求項２】
複数のモータと、共通の蓄電池から直流電圧が供給されて前記複数のモータをそれぞれ駆動する複数のインバータとを備えた電動作業機であって、
前記複数のインバータのうち、第１のインバータ以外の第２のインバータの直流側に対して、前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断する開閉手段と、
終端を有する界磁巻線の前記終端に接続された出力端子を備え、かつ、前記複数のインバータの交流側にそれぞれ接続された前記複数のモータの前記出力端子に対して、前記複数のモータの前記界磁巻線の前記終端側を短絡させるための配線と前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続させるための配線とを切替える切替手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側との接続をそれぞれ遮断し、前記切替手段により前記複数のモータの前記界磁巻線を前記電力系統又は前記負荷を介して直列接続する第１接続制御手段と、
前記開閉手段により前記複数のインバータの直流側に対して前記蓄電池の正極側及び負極側をそれぞれ接続し、前記切替手段により前記出力端子に対して前記複数のモータの前記界磁巻線を短絡する第２接続制御手段と
を備えることを特徴とする電動作業機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動作業機であって、
前記第２のインバータの直流側の電圧値の総和が交流側電圧の最大値から前記蓄電池の電圧値を差し引いた電圧値になるように前記第２のインバータを制御することを特徴とする電動作業機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一つに記載の電動作業機であって、
前記第１接続制御手段を実施するときに、前記複数のインバータのうち、一のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンを他のインバータにおけるスイッチング素子のスイッチングパターンと入れ替えることを特徴とする電動作業機。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一つに記載の電動作業機であって、
前記複数のインバータのうち、最大の定格電圧のインバータが前記第１のインバータとされていることを特徴とする電動作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８６９０７（Ｐ２０１２−１８６９０７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７７７５（Ｐ２０１１−４７７７５）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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