JP3067627B2 - アースオーガの駆動方法 - Google Patents
アースオーガの駆動方法Info
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- JP3067627B2 JP3067627B2 JP8018604A JP1860496A JP3067627B2 JP 3067627 B2 JP3067627 B2 JP 3067627B2 JP 8018604 A JP8018604 A JP 8018604A JP 1860496 A JP1860496 A JP 1860496A JP 3067627 B2 JP3067627 B2 JP 3067627B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、地盤掘削機に装
備されるアースオーガの駆動方法に関する。
備されるアースオーガの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】掘削機には交流発電機とこれにより駆動
するアースオーガ用交流電動機と該電動機によって回動
駆動するオーガスクリューとを備えている。
するアースオーガ用交流電動機と該電動機によって回動
駆動するオーガスクリューとを備えている。
【０００３】この際、通常運転時の交流発電機の出力は
定格より低い状態で使用されるのに対し、交流電動機の
始動時には非常に大きな電流を流さなければならず、こ
れがために交流電動機の定格容量の数倍の規格の交流発
電機が必要となり、発電機効率が悪くなる。
定格より低い状態で使用されるのに対し、交流電動機の
始動時には非常に大きな電流を流さなければならず、こ
れがために交流電動機の定格容量の数倍の規格の交流発
電機が必要となり、発電機効率が悪くなる。
【０００４】また掘削される地盤の硬軟質の条件によっ
てオーガスクリューの回転数を変化させる必要がある
が、従来の誘導電動機を使用している場合には、交流電
動機の極数を変化させて回転数、即ち回転トルクを変化
させるようにしている。しかし回転数を変化できる範囲
は２段階程度であり、これでは最適の回転速度を得るこ
とは困難であった。即ち、誘導電動機の起動電流は定格
の数倍の電流となるため、誘導電動機側からみた電源イ
ンピーダンスが高い時には電源内での電圧降下が大き
く、必要な起動電流を流すことができなくなり、起動に
時間がかかるという難点があった。
てオーガスクリューの回転数を変化させる必要がある
が、従来の誘導電動機を使用している場合には、交流電
動機の極数を変化させて回転数、即ち回転トルクを変化
させるようにしている。しかし回転数を変化できる範囲
は２段階程度であり、これでは最適の回転速度を得るこ
とは困難であった。即ち、誘導電動機の起動電流は定格
の数倍の電流となるため、誘導電動機側からみた電源イ
ンピーダンスが高い時には電源内での電圧降下が大き
く、必要な起動電流を流すことができなくなり、起動に
時間がかかるという難点があった。
【０００５】この発明は、これらの問題を解決して、比
較的小規模の交流発電機で運転できるようになり、発電
機を高効率の状態で運転できるようにすることを目的と
する。
較的小規模の交流発電機で運転できるようになり、発電
機を高効率の状態で運転できるようにすることを目的と
する。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ために、本発明は、交流発電機１０から供給される電力
を、出力電圧が任意に可変できるコンバータ２０によっ
て安定化直流電源に変換し、この直流電源出力を正弦波
インバータ３０を経由してアースオーガが備える交流電
動機４０を駆動するとともに、回転数制御装置５０から
の回転数設定データに基づいて前記コンバータ２０の出
力電圧および正弦波インバータ３０の出力電圧と出力周
波数とを所望の値に変更するようにした構成を採用する
ものである。
ために、本発明は、交流発電機１０から供給される電力
を、出力電圧が任意に可変できるコンバータ２０によっ
て安定化直流電源に変換し、この直流電源出力を正弦波
インバータ３０を経由してアースオーガが備える交流電
動機４０を駆動するとともに、回転数制御装置５０から
の回転数設定データに基づいて前記コンバータ２０の出
力電圧および正弦波インバータ３０の出力電圧と出力周
波数とを所望の値に変更するようにした構成を採用する
ものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の形態
をブロック図で示すもので、３相交流発電機１０とコン
バータ（定電圧整流装置）２０と３相インバータ（可変
交流変換装置）３０と３相誘導電動機４０とにより構成
されている。コンバータ２０は３相交流発電機１０の出
力を直流電源に変換する装置である。該コンバータ２０
は整流部２１と制御部２２とにより構成されており、該
コンバータ２０の出力電圧を制御部２２により設定する
ことが出来る。必要に応じて制御部２２の設定は３相イ
ンバータ３０の周波数に応じた電圧に変更する必要が生
じた場合には、必要に応じて回転制御装置５０からの指
令によっても設定できるようになっている。
をブロック図で示すもので、３相交流発電機１０とコン
バータ（定電圧整流装置）２０と３相インバータ（可変
交流変換装置）３０と３相誘導電動機４０とにより構成
されている。コンバータ２０は３相交流発電機１０の出
力を直流電源に変換する装置である。該コンバータ２０
は整流部２１と制御部２２とにより構成されており、該
コンバータ２０の出力電圧を制御部２２により設定する
ことが出来る。必要に応じて制御部２２の設定は３相イ
ンバータ３０の周波数に応じた電圧に変更する必要が生
じた場合には、必要に応じて回転制御装置５０からの指
令によっても設定できるようになっている。
【０００８】コンバータ２０は上述のように３相交流正
弦波電源を作る３相インバータ３０に直流電源を供給す
る装置であり、負荷である３相インバータ３０が過電流
を必要とするときには静電容量に蓄えられたエネルギー
から供給する。なお該エネルギーの足りない時には電圧
が降下する事になり、制御部２２が作動して整流部２１
からより多くの電力が供給できるように制御する負帰還
機能を持っている。従って、コンバータ２０の出力電圧
は一定値に保持されるようになり、電圧降下を防止する
事ができる。即ち、コンバータ２０の出力電圧は負帰還
機能によって保持されるため、電源の内部インピーダン
スが等価的に低く成ったことになり、起動時等の過電流
に対してもコンバータ２０の出力電圧が一定値に保持で
きるようになる。
弦波電源を作る３相インバータ３０に直流電源を供給す
る装置であり、負荷である３相インバータ３０が過電流
を必要とするときには静電容量に蓄えられたエネルギー
から供給する。なお該エネルギーの足りない時には電圧
が降下する事になり、制御部２２が作動して整流部２１
からより多くの電力が供給できるように制御する負帰還
機能を持っている。従って、コンバータ２０の出力電圧
は一定値に保持されるようになり、電圧降下を防止する
事ができる。即ち、コンバータ２０の出力電圧は負帰還
機能によって保持されるため、電源の内部インピーダン
スが等価的に低く成ったことになり、起動時等の過電流
に対してもコンバータ２０の出力電圧が一定値に保持で
きるようになる。
【０００９】３相インバータ３０はコンバータ２０の直
流電源を３相交流正弦波電源に変換する装置である。３
相インバータ３０としては最も簡単な矩形波インバータ
を初め、多重位相変調型やパルス幅変調型等の正弦波イ
ンバータがある。ここで、誘導電動機４０を等幅の単純
な矩形波パルスの電圧出力に基づく交流電源で駆動する
と衝撃トルクが発生し、振動源になる等の問題の外に力
率が悪くなり、有効なトルクを得ることが出来ず、結果
的に大電流の発電機とインバータを必要とする。従っ
て、３相矩形波インバータは本発明の目的と異にするも
のであって採用できない。よって、この実施の形態の３
相インバータ３０としては正弦波変化に比例してパルス
変調する正弦波インバータ、たとえば上記の３相正弦波
パルス幅変調型インバータが適用される。
流電源を３相交流正弦波電源に変換する装置である。３
相インバータ３０としては最も簡単な矩形波インバータ
を初め、多重位相変調型やパルス幅変調型等の正弦波イ
ンバータがある。ここで、誘導電動機４０を等幅の単純
な矩形波パルスの電圧出力に基づく交流電源で駆動する
と衝撃トルクが発生し、振動源になる等の問題の外に力
率が悪くなり、有効なトルクを得ることが出来ず、結果
的に大電流の発電機とインバータを必要とする。従っ
て、３相矩形波インバータは本発明の目的と異にするも
のであって採用できない。よって、この実施の形態の３
相インバータ３０としては正弦波変化に比例してパルス
変調する正弦波インバータ、たとえば上記の３相正弦波
パルス幅変調型インバータが適用される。
【００１０】３相インバータ３０は周波数制御器３１、
関数発生器３２、波形発生器３３、及び出力回路３５に
より構成されている。３相インバータ３０の周波数と電
圧データは回転数制御装置５０から周波数制御器３１に
送られる。周波数制御器３１は関数発生器３２に記憶さ
れているデータの中から回転数制御装置５０が指定する
周波数と電圧データとを呼び出し、波形発生器３３に供
給する。波形発生器３３は周波数制御器３１の指示し従
ってコンバータ２０の直流電源を指定されたデータの正
弦波に変換して、出力回路３４を経由して高周波成分を
除去して３相誘導電動機４０に送り出して、３相誘導電
動機４０を回転させる。
関数発生器３２、波形発生器３３、及び出力回路３５に
より構成されている。３相インバータ３０の周波数と電
圧データは回転数制御装置５０から周波数制御器３１に
送られる。周波数制御器３１は関数発生器３２に記憶さ
れているデータの中から回転数制御装置５０が指定する
周波数と電圧データとを呼び出し、波形発生器３３に供
給する。波形発生器３３は周波数制御器３１の指示し従
ってコンバータ２０の直流電源を指定されたデータの正
弦波に変換して、出力回路３４を経由して高周波成分を
除去して３相誘導電動機４０に送り出して、３相誘導電
動機４０を回転させる。
【００１１】回転数制御装置５０は回転数制御器５１と
回転数設定器５２により構成されている。回転数設定器
５２はダイヤル形式等で３相インバータ３０の周波数、
または３相誘導電動機４０の同期速度等で設定すること
が出来るようになっている。回転数設定器５２からの信
号は回転数制御器５１により信号変換されて３相インバ
ータ３０の周波数制御器３１に供給される。もし、３相
インバータ３０に供給する直流電圧をも変更するときに
は同時にコンバータ２０の制御部２２にも必要なデータ
を供給する。従って操作員は３相誘導電動機４０の回転
を変更する時には回転数制御器５２を操作して希望する
回転数に設定すると、そのデータは３相インバータ３０
の周波数制御器３１に送られるとともに、コンバータ２
０の制御部２２にも同時に送られ３相インバータ３０に
より希望の電源周波数と電圧に変更され、３相誘導電動
機４０の回転数を容易に変更することができる。
回転数設定器５２により構成されている。回転数設定器
５２はダイヤル形式等で３相インバータ３０の周波数、
または３相誘導電動機４０の同期速度等で設定すること
が出来るようになっている。回転数設定器５２からの信
号は回転数制御器５１により信号変換されて３相インバ
ータ３０の周波数制御器３１に供給される。もし、３相
インバータ３０に供給する直流電圧をも変更するときに
は同時にコンバータ２０の制御部２２にも必要なデータ
を供給する。従って操作員は３相誘導電動機４０の回転
を変更する時には回転数制御器５２を操作して希望する
回転数に設定すると、そのデータは３相インバータ３０
の周波数制御器３１に送られるとともに、コンバータ２
０の制御部２２にも同時に送られ３相インバータ３０に
より希望の電源周波数と電圧に変更され、３相誘導電動
機４０の回転数を容易に変更することができる。
【００１２】図２は本発明の一実施の形態による電源の
電圧波形を示す。ＡＣは３相交流発電機１０の１相の電
圧波形であり、ＤＣはコンバータ２０の電圧波形であ
り、ＡＣ１は３相インバータ３０の１相の電圧波形で３
相交流発電機１０の電源周波数より高い周波数で、ＡＣ
２は低い周波数を示す。コンバータ２０や該コンバータ
の負荷である３相インバータ３０が短時間に多くの電流
を必要としても出力電圧が負帰還により一定電圧に保持
するように作動する。換言すれば、コンバータ２０は３
相交流発電機１０と３相インバータ３０との間の緩衝機
能の役目も果たしている。
電圧波形を示す。ＡＣは３相交流発電機１０の１相の電
圧波形であり、ＤＣはコンバータ２０の電圧波形であ
り、ＡＣ１は３相インバータ３０の１相の電圧波形で３
相交流発電機１０の電源周波数より高い周波数で、ＡＣ
２は低い周波数を示す。コンバータ２０や該コンバータ
の負荷である３相インバータ３０が短時間に多くの電流
を必要としても出力電圧が負帰還により一定電圧に保持
するように作動する。換言すれば、コンバータ２０は３
相交流発電機１０と３相インバータ３０との間の緩衝機
能の役目も果たしている。
【００１３】
【発明の効果】本発明では、連続的に回転数を変更でき
るため被掘削物に適した回転数で運転できる。更に、極
数増加による電動機の効率低下もなく、また、矩形波イ
ンバータによる衝撃トルクやトクルのリップルもなく、
使用する電動機規格の数割増し程度の容量規格の発電機
で問題なく運営できる。
るため被掘削物に適した回転数で運転できる。更に、極
数増加による電動機の効率低下もなく、また、矩形波イ
ンバータによる衝撃トルクやトクルのリップルもなく、
使用する電動機規格の数割増し程度の容量規格の発電機
で問題なく運営できる。
【００１４】即ち、本発明では、通常の発電機規格に近
い効率の高い状態で運転でき、運転費が安価になる。更
に掘削される地盤の硬軟度に適した回転数を選択できる
ため、作業効率を高め、省エネルギーで経済効果が大き
い。
い効率の高い状態で運転でき、運転費が安価になる。更
に掘削される地盤の硬軟度に適した回転数を選択できる
ため、作業効率を高め、省エネルギーで経済効果が大き
い。
【図１】本発明の一実施形態をブロック図で示す。
【図２】本発明の一実施形態の各部の電源波形を示す。
１０ 交流発電機 ２０ コンバータ（定電圧整流装置） ３０ インバ−タ ４０ 交流電動機（３相誘導電動機） ５０ 回転数制御装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 3/02 E21B 7/00 H02M 3/00 - 3/44
Claims (1)
- 【請求項１】 交流発電機から供給される電力を、出力
電圧が任意に可変できるコンバータによって安定化直流
電源に変換し、この直流電源出力を正弦波インバータを
経由してアースオーガが備える交流電動機を駆動すると
ともに、回転数制御装置からの回転数設定データに基づ
いて前記コンバータの出力電圧および正弦波インバータ
の出力電圧と出力周波数とを所望の値に変更することを
特徴とするアースオーガの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8018604A JP3067627B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | アースオーガの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8018604A JP3067627B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | アースオーガの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209674A JPH09209674A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3067627B2 true JP3067627B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=11976255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8018604A Expired - Fee Related JP3067627B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | アースオーガの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112554779A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-03-26 | 中铁长安重工有限公司 | 一种工程施工用岩石土层钻探勘探设备 |
-
1996
- 1996-02-05 JP JP8018604A patent/JP3067627B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09209674A (ja) | 1997-08-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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