JP2001037291A - 電気車のモータ制御回路 - Google Patents

電気車のモータ制御回路

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JP2001037291A
JP2001037291A JP11201190A JP20119099A JP2001037291A JP 2001037291 A JP2001037291 A JP 2001037291A JP 11201190 A JP11201190 A JP 11201190A JP 20119099 A JP20119099 A JP 20119099A JP 2001037291 A JP2001037291 A JP 2001037291A
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JP
Japan
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capacitor
motor
contact
control circuit
plugs
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JP11201190A
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English (en)
Inventor
Yoshito Tanaka
喜登 田中
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Nippon Yusoki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Yusoki Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

(57)【要約】 【課題】バッテリのプラグを接続する際のコンデンサの
突入電流を抑制し、プラグの接触子の荒れを防止して接
触不良等のトラブルを解消すること。 【解決手段】プラグP1、P2と並列に抵抗R1、R2
を接続し、この抵抗R1、R2を介してバッテリEから
コンデンサCに常時充電が行なわれるようにした。プラ
グP1、P2を結合してもコンデンサCには突入電流が
流れないので、火花によって接触子が損傷を受けること
がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばフォーク
リフトにおいて走行用のモータや油圧用のモータを制御
するために用いられるモータ制御回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般にフォークリフトにおいては、車体
を走行させるための走行用モータと、レバーの操作に応
じて油圧系統のシリンダ等を作動させるための油圧用モ
ータとが装備されており、それぞれのモータに対して制
御回路が設けられている。
【0003】走行用モータの制御回路としては、たとえ
ば図4に示すものがある。図において、Eはフォークリ
フトに搭載されたバッテリ、P1はバッテリE側に設け
られているプラグ、P2はモータM側に設けられている
プラグ、AはモータMのアマチュア、FはモータMの界
磁コイル、SW1、SW2はフォークリフトの前進/後
進レバー(図示せず)と連動して切換えられるスイッ
チ、QはモータMに流れる電流を開閉してモータMを制
御する半導体スイッチング素子、D1、D2は半導体ス
イッチング素子QがオフしたときモータMに蓄えられた
エネルギーを放出するためのダイオードである。Cは半
導体スイッチング素子Qがオフしたとき回路配線のイン
ダクタンスに蓄えられたエネルギーを吸収し、上記素子
Q自身をサージから保護するためのコンデンサである。
【0004】プラグP1とプラグP2とは、着脱自在に
結合されるようになっていて、両者を結合することによ
り、それらの接触子が互いに電気的に接続されて、バッ
テリEからモータMに電源が供給される。
【0005】半導体スイッチング素子Qは、たとえばI
GBT(絶縁ゲート型バイポーラモードトランジスタ)
のように、高速動作に優れかつ大電流開閉が可能な半導
体素子から構成される。なお、IGBTに代えてMOS
型のFET(電界効果トランジスタ)などを用いてもよ
い。
【0006】モータMは直流モータであって、界磁コイ
ルFに流れる電流の方向をスイッチSW1、SW2によ
って切り換えることでアマチュアAを正転、逆転させ、
フォークリフトを前進または後進させる。すなわち、前
進/後進レバーを前進側に倒すと、スイッチSW1が破
線位置に切り換わり、アマチュアA→スイッチSW2→
界磁コイルF→スイッチSW1→半導体スイッチング素
子Qの経路で電流が流れ、アマチュアAが正転する。ま
た、前進/後進レバーを後進側に倒すと、スイッチSW
2が破線位置に切り換わり、アマチュアA→スイッチS
W1→界磁コイルF→スイッチSW2→半導体スイッチ
ング素子Qの経路で電流が流れ、アマチュアAが逆転す
る。
【0007】半導体スイッチング素子Qのゲート回路
は、図示しないチョッパ回路に接続されている。そし
て、このチョッパ回路から供給されるパルス信号により
半導体スイッチング素子Qは駆動され、素子Qが導通し
ている期間だけモータMに電流が流れる。この導通期間
はパルスのチョッパデューティにより決まり、チョッパ
デューティに応じてモータMに流れる電流を可変するこ
とにより、アマチュアAの回転速度を変化させて走行速
度を制御する。
【0008】コンデンサCは、大容量の電解コンデンサ
からなり、たとえば2000μF程度のものが用いられ
る。このコンデンサCは、半導体スイッチング素子Qが
オフしたとき回路配線のインダクタンスに蓄えられたエ
ネルギーを吸収し、上記素子Q自身をサージから保護す
る。
【0009】以上は走行用モータの制御回路の例である
が、油圧用モータの制御回路としては、たとえば図5に
示すものがある。図5において、図4と同一部分には同
一符号を付してある。Xaは電磁接触器の常開接点であ
り、モータMと直列に接続されている。この電磁接触器
は、油圧レバー(図示省略)の操作により作動して、接
点Xaを閉状態にする。
【0010】接点Xaが閉状態となることによって、接
点Xa、モータM、半導体スイッチング素子Qの直列回
路が形成され、半導体スイッチング素子Qの動作により
モータMに電流が流れ、モータMが駆動される。モータ
Mの速度制御については、図4の場合と同様に行われる
が、油圧用モータは走行用モータと異なり、回転方向が
一方向なので、モータMの回転方向制御は行なわれな
い。
【0011】D3は半導体スイッチング素子Qがオフし
たときモータMに蓄えられたエネルギーを放出するため
のダイオードで、モータMと並列に接続されており、こ
の並列回路と半導体スイッチング素子Qとの直列回路と
並列にコンデンサCが接続されている。コンデンサC
は、図4の場合と同様に半導体スイッチング素子Qをサ
ージから保護するためのものである。その他の構成に関
しては、図4と同じであるので、説明は省略する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の回
路にあっては、コンデンサCの突入電流によって、プラ
グP1、P2の接触子や電磁接触器の接点Xaが損傷を
受けるという問題がある。すなわち、図4の場合は、プ
ラグP1およびP2を結合したときに、バッテリEから
プラグP1、P2を介してコンデンサCに突入電流が流
れ、この突入電流によりプラグP1、P2の接触子間で
火花(スパーク)が発生する。このような火花が発生す
ると、接触子の接触面が荒らされて接触不良の原因とな
る。
【0013】一方、図5の場合は、プラグP1、P2と
コンデンサCとの間に常開接点Xaが介在しているの
で、プラグP1とプラグP2とを結合しただけでは、コ
ンデンサCに突入電流は流れない。しかし、プラグP
1、P2を結合した後に接点Xaが投入されると、バッ
テリEからプラグP1、P2、接点Xaを介してコンデ
ンサCに突入電流が流れるから、この突入電流によって
接点Xaに火花が発生し、上記と同様に接点の表面が荒
らされて接触不良の原因となる。
【0014】本発明は上記のような問題点を解決するも
のであって、コンデンサの突入電流を抑制し、コンタク
ト部が損傷を受けないようにして接触不良等のトラブル
を解消することを課題としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るモータ制御回路は、プラグや接点から
なるコンタクト部と並列に抵抗を接続し、この抵抗を介
してバッテリからコンデンサに常時充電が行なわれるよ
うにしたものである。
【0016】このようにすることで、抵抗による充電回
路が形成され、プラグを接続したり接点を投入したりす
る前にコンデンサは抵抗を介して充電されているため、
プラグ等を接続した際にコンデンサに大きな突入電流が
流れなくなり、コンタクト部における火花の発生が抑止
される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図を参照しながら説明する。図1は本発明に係るモータ
制御回路の第1実施形態を示し、図4に対応する走行用
モータの制御回路の例である。図において、図4と同一
部分には同一符号を付してある。本実施形態が図4の従
来例と異なる点は、コンタクト部を構成するプラグP1
およびP2と並列に、抵抗R1および抵抗R2を接続し
た点である。その他の点に関しては図4と同じであるの
で、重複説明は省略する。
【0018】プラグP1、P2と並列に抵抗R1、R2
を接続したことにより、プラグP1およびP2が結合さ
れていない状態において、バッテリE→抵抗R1→コン
デンサC→抵抗R2→バッテリEの充電回路が形成さ
れ、抵抗R1、R2を介してバッテリEからコンデンサ
Cに常時充電が行われる。ここで、抵抗R1、R2とし
ては、たとえば100〜500KΩ程度のものが用いら
れる。
【0019】このように、コンデンサCを常時充電して
おくことにより、プラグP1、P2が結合された場合、
コンデンサCには突入電流が流れなくなるので、プラグ
P1、P2間で火花が発生することはなく、プラグP
1、P2の接触子の荒れを防ぐことができる。
【0020】プラグP1、P2が結合された後は、抵抗
R1、R2の抵抗値に比べてプラグP1、P2の接触子
抵抗がきわめて小さいため、回路としては実質的に図4
と同じとなり、図4で説明した要領に従って、モータM
の制御動作が行われる。
【0021】図2は本発明に係るモータ制御回路の第2
実施形態を示し、図5に対応する油圧用モータの制御回
路の例である。図において、図5と同一部分には同一符
号を付してある。本実施形態が図5の従来例と異なる点
は、コンタクト部を構成するプラグP1、P2および接
点Xaと並列に抵抗R1を接続し、プラグP1、P2と
並列に抵抗R2を接続した点である。その他の点に関し
ては図5と同じであるので、重複説明は省略する。
【0022】図2の場合は、常開接点Xaの存在によ
り、プラグP1、P2を結合しても、コンデンサCに突
入電流は流れないので、プラグP1、P2の損傷は気に
する必要はない。しかし、プラグP1、P2が結合され
た状態において接点Xaを投入した際に、接点Xaに突
入電流が流れると接点Xaが損傷を受けるので、これを
阻止するには、図1の場合と同様に、コンデンサCをあ
らかじめ充電しておく必要がある。
【0023】そこで、図2のように抵抗R1、R2を設
けることによって、バッテリE→抵抗R1→コンデンサ
C→抵抗R2→バッテリEの充電回路が形成され、抵抗
R1、R2を介してバッテリEからコンデンサCに常時
充電が行われるようにしている。図1の場合は、プラグ
P1、P2が結合されていない状態でのみコンデンサC
への充電が行われるが、図2の場合は、プラグP1、P
2の結合、非結合に関係なく、コンデンサCに充電が行
われる。
【0024】このように、コンデンサCを常時充電して
おくことにより、接点Xaが投入された場合でもコンデ
ンサCには突入電流が流れなくなるので、接点Xaで火
花が発生することはなく、接点の荒れを防ぐことができ
る。
【0025】プラグP1、P2が結合され接点Xaが投
入された後は、抵抗R1、R2の抵抗値に比べてプラグ
P1、P2の接触子抵抗や接点Xaの抵抗がきわめて小
さいため、回路としては実質的に図5と同じとなり、図
5で説明した要領に従って、モータMの制御動作が行わ
れる。
【0026】図3は本発明に係るモータ制御回路の第3
実施形態を示し、図2の制御回路の変形例である。図に
おいて、図2および図5と同一部分には同一符号を付し
てある。本実施形態が図5の従来例と異なる点は、コン
タクト部を構成する接点Xaと並列に抵抗rを接続した
点である。その他の点に関しては図5と同じであるの
で、重複説明は省略する。
【0027】図3の場合も図2と同様に、常開接点Xa
が存在するので、プラグP1、P2を結合してもコンデ
ンサCに突入電流は流れないが、プラグP1、P2が結
合された状態において接点Xaが投入されて突入電流が
流れるのを阻止するには、コンデンサCをあらかじめ充
電しておく必要がある。
【0028】そこで、抵抗rを設けることによって、バ
ッテリE→プラグP1、P2→抵抗r→コンデンサC→
プラグP1、P2→バッテリEの充電回路が形成され、
抵抗rを介してバッテリEからコンデンサCに常時充電
が行われるようにしている。なお、図2の場合は、プラ
グP1、P2の結合、非結合に関係なくコンデンサCへ
充電が行われたが、図3の場合は、プラグP1、P2が
結合されている状態でのみコンデンサCへの充電が行わ
れる。
【0029】このように、コンデンサCを常時充電して
おくことにより、図2と同様に、接点Xaが投入された
場合でもコンデンサCには突入電流が流れなくなるの
で、接点Xaで火花が発生することはなく、接点の荒れ
を防ぐことができる。
【0030】図3で接点Xaが投入された後は、抵抗r
の抵抗値に比べて接点Xaの抵抗がきわめて小さいた
め、回路としては実質的に図5と同じとなり、図5で説
明した要領に従って、モータMの制御動作が行われる。
【0031】なお、図3の回路において、rとしてはた
とえば1〜2KΩ程度の低い抵抗値のものが用いられ
る。これは、rの抵抗値が大きいと、時定数(τ=C・
r)が大きくなってコンデンサCの充電に時間を要し、
コンデンサCが充電される前に接点Xaが投入される
と、接点Xaに大電流が流れて接点が損傷されるおそれ
があるためである。
【0032】以上述べた実施形態では、本発明をフォー
クリフトに適用した場合の例を示したが、本発明はフォ
ークリフト以外にも、たとえば無人搬送車などのバッテ
リを搭載した電気車全般に適用することが可能である。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、サージ吸収用のコンデ
ンサをあらかじめ充電しておくことで、コンデンサの突
入電流が抑制されるため、火花によるコンタクト部の損
傷を防止することができ、接触不良等のトラブルが解消
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るモータ制御回路を
示す回路図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係るモータ制御回路を
示す回路図である。
【図3】本発明の第3実施形態に係るモータ制御回路を
示す回路図である。
【図4】従来の走行用モータの制御回路を示す回路図で
ある。
【図5】従来の油圧用モータの制御回路を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
E バッテリ P1、P2 プラグ R1、R2 抵抗 M モータ A アマチュア F 界磁コイル SW1、SW2 スイッチ Q 半導体スイッチング素子 D1、D2、D3 ダイオード C コンデンサ r 抵抗 Xa 接点

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気車に搭載されたバッテリと、このバッ
    テリからコンタクト部を介して電源が供給されるモータ
    と、このモータに流れる電流を開閉してモータを制御す
    る半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチング
    素子をサージから保護するためのコンデンサとを備えた
    電気車のモータ制御回路において、 前記コンタクト部と並列に抵抗を接続し、この抵抗を介
    してバッテリからコンデンサに常時充電が行なわれるよ
    うにしたことを特徴とする電気車のモータ制御回路。
  2. 【請求項2】コンタクト部は、バッテリ側に設けられた
    第1のプラグと、モータ側に設けられた第2のプラグと
    から構成される請求項1に記載の電気車のモータ制御回
    路。
  3. 【請求項3】コンタクト部は、モータと直列に接続され
    た電磁接触器の接点である請求項1に記載の電気車のモ
    ータ制御回路。
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Cited By (5)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030731