JP3205755B2 - Power regeneration method of motor in battery power supply - Google Patents

Power regeneration method of motor in battery power supply

Info

Publication number
JP3205755B2
JP3205755B2 JP30976091A JP30976091A JP3205755B2 JP 3205755 B2 JP3205755 B2 JP 3205755B2 JP 30976091 A JP30976091 A JP 30976091A JP 30976091 A JP30976091 A JP 30976091A JP 3205755 B2 JP3205755 B2 JP 3205755B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
battery
chopping
motor
electromotive force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP30976091A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05122964A (en
Inventor
肇 鈴木
進 神尾
洋一 永沼
輝生 辻
朝彦 新村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP30976091A priority Critical patent/JP3205755B2/en
Publication of JPH05122964A publication Critical patent/JPH05122964A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3205755B2 publication Critical patent/JP3205755B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はバッテリ電源における電
動機の電力回生方法に係わり、特に、電気自動車等に用
いられているバッテリを動力電源とする永久磁石界磁型
電動機の駆動システムにおける電力回生方法に用いて好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of regenerating electric power of an electric motor using a battery power supply, and more particularly to a method of regenerating electric power in a drive system of a permanent magnet field type electric motor using a battery as a power supply used in an electric vehicle or the like. It is suitable for use in

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の通り、永久磁石界磁型電動機を駆
動するインバータの基電源として、三相タイプの電力回
生方法はかなり多く知られているが、バッテリタイプの
電動車用のもので有効的なものは少ない。
2. Description of the Related Art As is well known, as a base power source of an inverter for driving a permanent magnet field type electric motor, there are quite many known three-phase type electric power regeneration methods, but they are effective for battery type electric vehicles. There are few things.

【0003】バッテリタイプの課題は、基電源が三相式
タイプのように時間とともに変化しないので、電力を回
生して充電するめにはバッテリ電圧値以上に昇圧しなく
てはならないからである。しかも、その手段や手間、或
いはコスト等を考慮すると経済的にもバッテリタイプは
不利であり、積極的な方向で電力回生が行われていない
のが実状であった。
[0003] The problem with the battery type is that the base power source does not change with time unlike the three-phase type, so that it is necessary to boost the battery voltage to a value higher than the battery voltage in order to regenerate and charge the power. Moreover, the battery type is disadvantageous economically in view of the means, labor, cost, and the like, and the actual situation is that power regeneration is not performed in a positive direction.

【0004】また、インバータによる永久磁石界磁ブラ
シレス直流モータを、タイヤホイール内に直接取り付け
てダイレクトドライブで駆動する方法の電気自動車も現
時点では極めて少なく、電力回生方法の有効的な手段も
知られていない。ところで、バッテリ電動車としての充
電時における注意点としては、過充電の防止や、急
ブレーキにならないことなどが主なものである。
At the present time, there are very few electric vehicles in which a permanent magnet field brushless DC motor by an inverter is directly mounted in a tire wheel and driven by direct drive, and effective means of a power regeneration method is also known. Absent. By the way, when charging as a battery-powered vehicle, the main points to be noted are prevention of overcharging and prevention of sudden braking.

【0005】これらの充電時における注意点について
は、従来より幾つかの技術が提案されている。例えば、
の過充電の防止の防止に関する技術としては、例え
ば、特開昭60−207475号公報にて提案されてお
り、また、の急ブレーキにならないようにする技術と
しては、例えば、特開昭60−207475号公報にて
提案されている。しかし、従来より提案されている技術
は、上記各方法に見られるように個々の方法についてで
あり、これらの課題を一度に可能にする技術については
あまり提案されていないのが実情であった。
[0005] With respect to these cautions at the time of charging, several techniques have been conventionally proposed. For example,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-207475 proposes a technique for preventing the overcharging of the vehicle, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-207475 discloses a technique for preventing sudden braking. 207475 proposes. However, conventionally proposed techniques are individual methods as seen in the above-described methods, and in reality, there have been few proposals for techniques that enable these problems at once.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】例えば、バッテリを駆
動源とする電気自動車の場合、一充電走行距離をガソリ
ン車並みに向上させる方向で多くの検討がなされてき
た。それらの方法としては、できるだけ効率の良いモ
ータ駆動システムの設計/製作を行うこと、車体重量
を軽量化すること、走行抵抗の少ない車体形状を設計
したり製作したりすること、摩擦抵抗の少ないタイヤ
を使用すること、小型化および軽量化や、高電流密度
化バッテリを開発すること等である。
For example, in the case of an electric vehicle driven by a battery, many studies have been made in the direction of improving the traveling distance per charge to the level of a gasoline vehicle. These methods include designing and manufacturing a motor drive system that is as efficient as possible, reducing the weight of the vehicle body, designing and manufacturing a vehicle shape with low running resistance, and tires with low frictional resistance. To develop a battery that is smaller and lighter, and has a higher current density.

【0007】すなわち、バッテリを駆動源とする電気自
動車において、一充電走行距離をガソリン車並みに向上
させるのに必要な技術は多岐にわたっている。上記〜
に関する技術は、いずれも現在では種々検討が加えら
れており、そのうちの幾つかは少しづつではあるが実施
され、その有効性が知られるようになってきた。
That is, in an electric vehicle using a battery as a driving source, there is a wide variety of technologies required to improve the traveling distance per charge to the level of a gasoline vehicle. the above~
Various technologies have been studied at present, and some of them have been implemented little by little, and their effectiveness has come to be known.

【0008】しかし、電力回生法の改善により一充電走
行距離を延長化する方法についての検討はいまだ十分に
は行われていない。これは、電力回生法の改善により一
充電走行距離の延長化を図るためには、前述したように
現駆動システムに改造を加える必要があるためである。
また、その内容についても、解決しなければならない技
術的な課題がかなり多いためである。
However, a method of extending the traveling distance per charge by improving the power regeneration method has not yet been sufficiently studied. This is because it is necessary to modify the current drive system as described above in order to extend the traveling distance per charge by improving the power regeneration method.
Also, there are quite a number of technical issues that need to be resolved.

【0009】したがって、これらの諸問題を満足させる
手段の検討とニーズの観点から、電力回生法の改善によ
る一充電走行距離の延長化については手をつけられてお
らず、他の方法を検討することを主流に技術的な検討を
加え、電力回生法の改善は後回しになっているのが現状
であった。
[0009] Therefore, from the viewpoint of the examination of means for satisfying these problems and the needs, the extension of the traveling distance per charge by improving the electric power regeneration method has not been modified, and other methods will be examined. The current situation is that technical considerations have been added to this mainstream, and the improvement of the power regeneration method has been postponed.

【0010】本発明は上述の問題点に鑑み、充電電流を
一定化することができるようにするとともに急激充電を
防止することができ、更に、停止時における違和感のな
いブレーキング状態を作りながらバッテリ充電を行うこ
とができるバッテリ電源における電動機の電力回生方法
を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention makes it possible to stabilize the charging current and to prevent abrupt charging, and furthermore, to make the battery in a braking state without a sense of discomfort when stopping. An object of the present invention is to provide a power regeneration method for a motor in a battery power supply capable of performing charging.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明はバッテリを動力
電源として動作するとともに、制動時に誘起起電力を発
生する電動機に適用される電力回生方法において、上記
誘起起電力が交流の場合は整流し、平滑用コンデンサに
蓄えられた上記誘起起電力の全波整流平滑化電圧を、チ
ョークコイルと、チョッピング用トランジスタと、上記
誘起起電力による制動電流が上記チョッピング用トラン
ジスタの定格内となるように予め抵抗値を決定して上記
チョッピング用トランジスタに直列に接続した充電電流
感度調整用抵抗器とにより昇圧し、上記チョッピング用
トランジスタのオン状態とオフ状態とのデューティ比を
制御することにより、上記制動電流が許容範囲の充電電
流値となるように調整するとともに、上記チョッピング
用トランジスタおよび上記充電電流感度調整用抵抗器に
電流を供給することにより減衰した上記制動電流を回復
するようにしたことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a power regeneration method applied to an electric motor which operates by using a battery as a power source and generates an induced electromotive force at the time of braking. The full-wave rectified and smoothed voltage of the induced electromotive force stored in the smoothing capacitor is previously adjusted so that the choke coil, the chopping transistor, and the braking current due to the induced electromotive force fall within the rating of the chopping transistor. By determining a resistance value, boosting the voltage by a charging current sensitivity adjusting resistor connected in series to the chopping transistor, and controlling the duty ratio between the on state and the off state of the chopping transistor, the braking current is reduced. Is adjusted so that the charging current value is within the allowable range, and the above chopping transistor and Characterized in that so as to recover the braking current attenuated by supplying a current to fine the charging current sensitivity adjustment resistor.

【0012】このように構成される本発明の電力回生方
法においては、モータ発電モード時の電力回生を行うた
めに、モータ線間電流(充電電流)検出用センサー32
によって発電モード時期を検出すると、直ちにバッテリ
電圧35を確認するとともに、平滑用コンデンサ8に蓄
えられた誘起起電力の全波整流平滑化電圧をチョークコ
イル7と、チョッピング用トランジスタ30と、充電電
流感度調整抵抗器31とによって昇圧し、制動電流であ
るブレーキ電流I0が許容範囲の充電電流値となるよう
に、上記チョッピング用トランジスタ30のオン状態と
オフ状態とのデューティ比制御を充電電流一定化/適正
電流化制御ブロック33で行う。
In the electric power regeneration method according to the present invention having the above-described configuration, in order to perform electric power regeneration in the motor power generation mode, the motor line current (charge current) detection sensor 32 is used.
As soon as the power generation mode timing is detected, the battery voltage 35 is confirmed, and the full-wave rectified and smoothed voltage of the induced electromotive force stored in the smoothing capacitor 8 is converted to the choke coil 7, the chopping transistor 30, and the charging current sensitivity. The duty ratio between the ON state and the OFF state of the chopping transistor 30 is controlled so that the boosting current is boosted by the adjustment resistor 31 and the braking current I0, which is the braking current, becomes an allowable range. This is performed by the appropriate current control block 33.

【0013】その後、上記ブレーキ電流I0がほぼ一定
の値になるように制御するとともに、上記チョッピング
用トランジスタ30と直列に接続された抵抗器31の抵
抗値を、ブレーキ電流が許容範囲内に納まるように予め
決定しておくことによって、バッテリ充電における過充
電防止、およびブレーキ電流の一定化を行いながら電力
回生を行うようにしている。
Thereafter, the brake current I0 is controlled so as to be substantially constant, and the resistance value of the resistor 31 connected in series with the chopping transistor 30 is adjusted so that the brake current falls within an allowable range. In this way, power regeneration is performed while preventing overcharge in battery charging and stabilizing the brake current.

【0014】さらに、本発明のバッテリ電源におけるイ
ンバータ駆動電動機の電力回生装置および方法につい
て、図面に基づいて詳細に説明する。図1は、バッテリ
電源を基に駆動する永久磁石界磁型電動機をインバータ
で駆動する装置の一般的な構成に、本発明の電力回生装
置(点線箇所)を追加したブロック図である。
Further, a power regeneration apparatus and method for an inverter-driven motor in a battery power supply according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram in which a power regenerative device (dotted line) of the present invention is added to a general configuration of a device that drives a permanent magnet field type electric motor driven based on a battery power supply by an inverter.

【0015】すなわち、本発明のバッテリ電源における
インバータ駆動電動機の電力回生装置は、上述した目的
を達成するために、図1に示したように、従来のモータ
駆動装置に点線部の電力回生装置36を追加したもので
ある。図1の装置において、アクセルオン状態、すなわ
ちモータへ印加電圧が供給されている状態では、上記チ
ョッピング用トランジスタ30がオフとなることにより
動作しないように成されているが、次の条件においては
常に動作するように構成されている。すなわち、先ず、
運転状態ではあるがアクセルがオフで発電モード検出
後の状態。また、下り坂でブレーキがオフで発電モー
ド検出後の状態等の場合である。
That is, in order to achieve the above-mentioned object, the power regeneration device for an inverter-driven motor using a battery power supply according to the present invention, as shown in FIG. Is added. In the apparatus of FIG. 1, in the accelerator on state, that is, in the state where the applied voltage is supplied to the motor, the operation is not performed by turning off the chopping transistor 30. It is configured to work. That is, first,
Operation state, but the state after the accelerator is off and the power generation mode is detected. Also, this is a case where the brake is off on a downhill and the power generation mode is detected, or the like.

【0016】これらの状態の時には、充電電流一定化/
適正電流化制御ブロック33にアクセル信号5および線
間/充電電流検出用センサー32の出力信号が入力され
る。そして、運転状態から充電状態への移行は、線間電
流の値とその方向とに基づいて発電モードと判定した
後、点線ブロックで示した電力回生装置36内に設けら
れているチョッピング用トランジスタ30を、予め決め
られた基本周波数のクロックパルスで先ずオン状態にす
る。
In these states, the charging current is kept constant /
The accelerator signal 5 and the output signal of the line / charge current detection sensor 32 are input to the appropriate current control block 33. Then, the transition from the operating state to the charging state is determined based on the value of the line current and the direction thereof in the power generation mode, and then the chopping transistor 30 provided in the power regeneration device 36 indicated by the dotted line block is provided. Is first turned on with a clock pulse having a predetermined basic frequency.

【0017】これによって発電された電圧を、インバー
タ部のダイオードで全波整流後平滑化する。この場合、
平滑用コンデンサ8とチョークコイル7とによってイン
パルス状の高電圧が発生する。この時に流れる電流I1
は、図2の点線のように左のから右上がりのとな
る。
The voltage generated in this manner is smoothed after full-wave rectification by the diode in the inverter section. in this case,
An impulse-like high voltage is generated by the smoothing capacitor 8 and the choke coil 7. The current I1 flowing at this time
Is from left to right as shown by the dotted line in FIG.

【0018】次に、チョッピング用トランジスタ30を
オフにすると、ブレーキ電流I0はチョークコイル7の
影響でそのまま流れ続けようとしてI2の方へ流れる。
この状態を図2で示すと、左上のから右下のへと右
下がりとなる。この区間に流れる電流、すなわち、チョ
ッピング用トランジスタ30がオフのときに流れる電流
I2が充電電流となる。
Next, when the chopping transistor 30 is turned off, the brake current I0 flows toward I2 so as to continue flowing under the influence of the choke coil 7.
If this state is shown in FIG. 2, it will be downwardly rightward from upper left to lower right. The current flowing in this section, that is, the current I2 flowing when the chopping transistor 30 is off is the charging current.

【0019】[0019]

【作用】本発明によれば、平滑用コンデンサに蓄えられ
た上記誘起起電力の全波整流平滑化電圧を、チョークコ
イルと、チョッピング用トランジスタと、上記誘起起電
力による制動電流が上記チョッピング用トランジスタの
定格内となるように予め抵抗値を決定して上記チョッピ
ング用トランジスタに直列に接続した充電電流感度調整
用抵抗器とにより昇圧し、上記チョッピング用トランジ
スタのオン状態とオフ状態とのデューティ比を制御する
ことにより、従来のバッテリ電源における電動機に、簡
単な素子や機能を追加し制御するだけで、誘起起電力に
基いてバッテリの電圧値よりも高い電圧を発生させるこ
とが可能となり、発電モード時のエネルギーを有効に回
収してバッテリへ良好に蓄えることができるようにな
る。
According to the present invention, the full-wave rectified and smoothed voltage of the induced electromotive force stored in the smoothing capacitor is converted to a choke coil, a chopping transistor, and a braking current by the induced electromotive force is converted to the chopping transistor. The resistance value is determined in advance so as to be within the rating, and boosted by a charging current sensitivity adjustment resistor connected in series to the chopping transistor, and the duty ratio between the on state and the off state of the chopping transistor is determined. By controlling, it is possible to generate a voltage higher than the voltage value of the battery based on the induced electromotive force only by adding and controlling simple elements and functions to the electric motor in the conventional battery power supply, and the power generation mode The energy at the time can be effectively collected and stored in the battery well.

【0020】[0020]

【実施例】次に、添付図面に従って本発明のバッテリ電
源におけるインバータ駆動電動機の電力回生装置および
方法の一実施例を説明する。本発明のバッテリ電源にお
けるインバータ駆動電動機の電力回生装置は、図1に示
したように、フライホイールダイオード6と並列に充電
電流感度調整抵抗器31と、チョッピング用トランジス
タ30とを直列にした回路を接続するとともに、発電モ
ード判定ブロック34、および充電電流一定化/適正電
流化ブロック33を新設することにより電力回生装置3
6を構成し、電力回生を行うようにしたものである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a power regeneration apparatus and method for an inverter-driven motor in a battery power supply according to the present invention; As shown in FIG. 1, the power regeneration device for an inverter-driven motor in a battery power supply according to the present invention includes a circuit in which a charging current sensitivity adjustment resistor 31 and a chopping transistor 30 are connected in series with a flywheel diode 6 in series. In addition to the connection, a power generation mode determination block 34 and a charging current stabilization / appropriate current generation block 33 are newly provided, so that the power regeneration device 3
6 to perform power regeneration.

【0021】次に、このような電力回生装置36が設け
られるモータ駆動装置全体の構成を説明する。図1にお
いて、24はモータ全体、22はモータ本体、23はス
イッチング用センサ−およびエンコーダ部を示してい
る。また、21はU相の生電流検出用センサーを表し、
これらの3つの箇所から出力される信号はモータ力率改
善用進め角制御ボード25へ入力される。このブロック
は、各相の誘起起電力と相電流の位相が常時ほぼ同じに
なるようにするための印加電圧の進め角制御を行うため
に設けられているブロックである。
Next, the configuration of the entire motor driving device provided with such a power regeneration device 36 will be described. In FIG. 1, reference numeral 24 denotes an entire motor, 22 denotes a motor main body, and 23 denotes a switching sensor and an encoder unit. Reference numeral 21 denotes a U-phase raw current detection sensor,
The signals output from these three locations are input to the motor power factor improving advance angle control board 25. This block is provided to control the advance angle of the applied voltage so that the phase of the induced electromotive force and the phase current of each phase are almost always the same.

【0022】また、9〜14はインバータ用のトランジ
スタであり、15〜20は還流用のダイオードである。
これらのトランジスタ9〜14には、スイッチング/パ
ワー制御部26から進め角制御されたU,V,W各相の
スイッチング信号がそれぞれ供給される。次いで、29
はアクセル信号5のオン/オフを判定するブロックであ
り、アクセル信号5がオフの時に、スイッチング/パワ
ー制御部26のスイッチング信号出力を停止させる。
Reference numerals 9 to 14 denote inverter transistors, and reference numerals 15 to 20 denote reflux diodes.
The switching signals of the U, V, and W phases whose advance angles are controlled are supplied from the switching / power control unit 26 to the transistors 9 to 14, respectively. Then 29
Is a block for determining whether the accelerator signal 5 is on or off. When the accelerator signal 5 is off, the switching signal output of the switching / power control unit 26 is stopped.

【0023】このようなモータ駆動装置の構成におい
て、先ず、通常運転モード時における動作の概要を図1
で説明する。モータ駆動装置の運転中は運転者が速度に
応じてアクセル開度を決定する。この開度情報は、パル
スデューティ比決定ブロック4に与えられる。このパル
スデューティ比決定ブロック4は、電源電圧制御用のD
Cチョッピングを行うために設けられているトランジス
タ3のパルスデューティ比を決定する作用を有してい
る。
In the configuration of such a motor driving device, first, an outline of an operation in a normal operation mode is shown in FIG.
Will be described. During the operation of the motor drive device, the driver determines the accelerator opening according to the speed. This opening information is given to the pulse duty ratio determination block 4. The pulse duty ratio determination block 4 includes a power supply voltage control D
It has the function of determining the pulse duty ratio of the transistor 3 provided for performing C chopping.

【0024】また、このアクセル開度情報はパルスデュ
ーティ比決定ブロック4の他に、発電モード判定ブロッ
ク34、充電電流一定化/適正電流化制御ブロック33
およびアクセルオン/オフ判定ブロック29へそれぞれ
入力される。
In addition to the pulse duty ratio determination block 4, the accelerator opening information is used as a power generation mode determination block 34, a charging current stabilization / appropriate current control block 33.
And an accelerator on / off determination block 29.

【0025】各ブロックは、入力されるアクセル開度情
報に応じて動作し、アクセルオン状態ではアクセル開度
に応じたパルスデューティ比決定ブロック4と、アクセ
ルオン/オフ判定ブロック29が信号を出力する。この
場合、パルスデューティ比決定ブロック4は、約100
KHz前後の周波数のチョッピング信号を出力し、この
チョッピング信号の1サイクル内のオンタイム時間幅
を、入力されるアクセル開度情報5のアクセル開度に比
例して調整し、チョッピング用トランジスタ3の駆動状
態を制御する。
Each block operates according to the input accelerator opening information. In the accelerator on state, the pulse duty ratio determining block 4 corresponding to the accelerator opening and the accelerator on / off determining block 29 output signals. . In this case, the pulse duty ratio determination block 4
A chopping signal having a frequency of about KHz is output, and the on-time time width within one cycle of the chopping signal is adjusted in proportion to the accelerator opening of the accelerator opening information 5 to be inputted, thereby driving the chopping transistor 3. Control the state.

【0026】これにより、チョッピング用トランジスタ
3はパルスデューティ比決定ブロック4から与えられる
チョッピング信号の1サイクル内のオンタイムのみ通電
されることとなる。そして、その電流がチョークコイル
7を経由して平滑用コンデンサ8に供給されることによ
りこの平滑用コンデンサ8が充電される。
As a result, the chopping transistor 3 is energized only during one cycle of the chopping signal supplied from the pulse duty ratio determination block 4. Then, the current is supplied to the smoothing capacitor 8 via the choke coil 7 so that the smoothing capacitor 8 is charged.

【0027】次に、パルスデューティ比決定ブロック4
から出力されるチョッピング用パルス信号がオフになる
と、チョークコイル7はそのまま続けて電流を流すよう
に作用する。この電流は、コンデンサ8→フライホイー
ルダイオード6→チョークコイル7→コンデンサ8の閉
ループで流れる。このように、パルスデューティ比決定
ブロック4から出力されるチョッピング用信号のオンタ
イムの長さによって充電電流が変化することにより、最
終的に平滑化コンデンサ8の端子電圧が所定の値に制御
される。
Next, the pulse duty ratio determination block 4
When the chopping pulse signal output from is turned off, the choke coil 7 acts so as to continuously supply a current. This current flows in a closed loop of the capacitor 8 → the flywheel diode 6 → the choke coil 7 → the capacitor 8. As described above, the charging current changes depending on the length of the on-time of the chopping signal output from the pulse duty ratio determination block 4, so that the terminal voltage of the smoothing capacitor 8 is finally controlled to a predetermined value. .

【0028】この平滑化コンデンサ8の端子電圧が、Y
結線されたモータ22の各巻き線端子に接続されている
インバータより印加されて線間電圧となり、モータ22
は負荷量に応じて回転する。このような運転状態の時
に、何らかの条件や操作によってアクセル開度を零にす
ると、いわゆる発電モードとなる。この発電モード状態
を図1で説明すると、先ず、アクセル開度が零になるこ
とにより高周波の電源電圧制御用DCチョッパのチョッ
ピングパルス(パルスデューティ比決定ブロック4の出
力)の一サイクル間のオン時デューティ比が零となる。
これにより、パルスデューティ比決定ブロック4から出
力されるチョッピング用信号は零となり、チョッピング
用トランジスタ3がオフされる。
When the terminal voltage of the smoothing capacitor 8 is Y
The voltage applied from the inverter connected to each winding terminal of the connected motor 22 becomes a line voltage.
Rotates according to the load. In such an operating state, if the accelerator opening is reduced to zero by some condition or operation, a so-called power generation mode is set. This power generation mode state will be described with reference to FIG. 1. First, when the accelerator opening becomes zero, the chopping pulse (output of the pulse duty ratio determination block 4) of the high frequency power supply voltage control DC chopper is turned on during one cycle. The duty ratio becomes zero.
As a result, the chopping signal output from the pulse duty ratio determination block 4 becomes zero, and the chopping transistor 3 is turned off.

【0029】この時、インバータへ供給される電圧は平
滑用コンデンサ8の電圧となり、この電圧が零になる迄
モータ22を回転させようとするが、平滑用コンデンサ
8に蓄積されていた電荷はやがて完全に放電される。し
かし、平滑用コンデンサ8に蓄積されていた電荷が零に
なった後においても、モータ22がこれまでのイナーシ
ャで回転し続けている場合にはこの時点より発電モード
となり、図1のインバータ部のアッパートランジスタ
9,11,13、およびロワートランジスタ10,1
2,14はオフされた状態となる。
At this time, the voltage supplied to the inverter becomes the voltage of the smoothing capacitor 8, and the motor 22 is rotated until the voltage becomes zero. However, the electric charge stored in the smoothing capacitor 8 is eventually lost. It is completely discharged. However, even after the electric charge stored in the smoothing capacitor 8 becomes zero, if the motor 22 continues to rotate with the inertia up to this point, the power generation mode starts at this point, and the inverter unit of FIG. Upper transistors 9, 11, 13 and lower transistors 10, 1
2 and 14 are turned off.

【0030】モータ駆動装置が発電モードになるのと同
時に、3相Y結線されたモータ巻き線には誘起起電力の
みが印加されることとなり、インバータ部の還流ダイオ
ード15〜20が今度はフルブリッジ全波整流として作
用する。この全波整流出力電圧を平滑用コンデンサ8が
平滑化して脈流を平均化する。
At the same time as the motor driving device enters the power generation mode, only the induced electromotive force is applied to the three-phase Y-connected motor winding, and the return diodes 15 to 20 of the inverter section are connected to the full bridge. Acts as full-wave rectification. This full-wave rectified output voltage is smoothed by the smoothing capacitor 8 to average the pulsating flow.

【0031】一方、充電電流一定化/適正電流化制御ブ
ロック33におけるアクセル開度零判定およびホール素
子型電流検出用センサー(CT)32で線間電流を検出
後に平均化処理し、発電モード判定ブロック34でその
電流値および方向を監視し、運転状態から発電状態への
変化を判定する。
On the other hand, the charging current stabilization / appropriate current control block 33 determines whether the accelerator opening is zero and the Hall element type current detection sensor (CT) 32 detects the line current and then performs an averaging process to determine the power generation mode. At 34, the current value and direction are monitored, and a change from the operating state to the power generation state is determined.

【0032】この判定後、発電電圧を昇圧するためのチ
ョッピング用トランジスタ30を直ちに数百Hzから1
KHz程度のパルスでもってチョッピングする。このチ
ョッピング用パルスのオン状態の時は、線間電流はコイ
ル7を経由して抵抗器31およびトランジスタ30に流
れる。この時、平滑化コンデンサ8の端子電圧はコイル
7によって昇圧される。
After this judgment, the chopping transistor 30 for boosting the generated voltage is immediately changed from several hundred Hz to 1 Hz.
Chopping is performed with a pulse of about KHz. When the chopping pulse is in the ON state, the line current flows through the coil 7 to the resistor 31 and the transistor 30. At this time, the terminal voltage of the smoothing capacitor 8 is boosted by the coil 7.

【0033】図2は、本発明の充電電流とそのタイミン
グを表した図であり、ステップ状の波形がチョッピング
用トランジスタ30のオン/オフを表し、上側がオンで
電流はI1方向へ流れ、下側がオフで充電電流I2を表
す。本発明の電力回生装置36では、チョッピング用ト
ランジスタ30のチョッピングパルスのオンタイムとオ
フタイムとの比率は、オンタイムが75%、オフタイム
が25%が最高の回生率であり、その状態を示したのが
図3である。
FIG. 2 is a diagram showing the charging current and the timing thereof according to the present invention. The step-like waveform indicates ON / OFF of the chopping transistor 30. The upper side is ON, the current flows in the direction I1, and the lower side is ON. The side is off and represents the charging current I2. In the power regeneration device 36 of the present invention, the ratio of the on-time to the off-time of the chopping pulse of the chopping transistor 30 is such that the highest regeneration rate is 75% for the on-time and 25% for the off-time. FIG.

【0034】また、チョッピング用トランジスタ30に
直列に接続されている回生電流感度調整用抵抗器31を
調整することにより、充電電流範囲の基準値を設定でき
る。この抵抗器31の大きさはできるだけ小さい方が望
ましいが、チョッピング用トランジスタ30の電流容量
や、適正な充電電流の範囲を考慮に入れながら決定すれ
ば良い。
The reference value of the charging current range can be set by adjusting the regenerative current sensitivity adjusting resistor 31 connected in series to the chopping transistor 30. The size of the resistor 31 is preferably as small as possible, but may be determined in consideration of the current capacity of the chopping transistor 30 and an appropriate range of the charging current.

【0035】以上の動作を繰り返し行うことにより、発
電モード期間中の電力回生を有効に行うことができる。
また、この時のブレーキ電流I0の平均値を常々求めて
おき、この値ができるだけ一定値に保たれるように、充
電電流一定化/適正電流化制御ブロック33で簡単なP
I制御系を構成することによって、チャージ電流の一定
化や急激な充電の防止、および停止時における違和感の
ないブレーキング状態を作ること等が可能となった。
By repeating the above operation, power regeneration during the power generation mode can be effectively performed.
In addition, the average value of the brake current I0 at this time is constantly obtained, and the charge current stabilization / appropriate current control block 33 controls the simple P value so that this value is kept as constant as possible.
By configuring the I control system, it has become possible to stabilize the charge current, prevent sudden charging, and create a braking state without a sense of incongruity when stopping.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように本発明は、簡単な構成
の回路ブロックを追加して制御するのみでよいので、従
来より用いられているバッテリ電源における電動機の構
成を大きく改造することなく電力回生方法を実現するこ
とができる。これにより、低コストで構成することがで
きるとともに、しかも電力回生を有効に行うことが可能
な装置を提供することができ、一充電当たりの動作距離
を大きく改善することができる。したがって、バッテリ
電源で動作する各種の装置にとって極めて有効的であ
り、例えば電気自動車の一充電当たりの走行距離を大き
く延ばしてより高度な実用化を実現するのに大きく寄与
することができる。また、本発明は例えばエレベータや
リフトカーなどへの応用が可能である。
As described above, according to the present invention, since it is only necessary to add and control a circuit block having a simple structure, the electric power can be reduced without largely modifying the structure of the motor in the battery power supply conventionally used. A regenerative method can be realized. As a result, it is possible to provide a device that can be configured at low cost and that can effectively perform power regeneration, and can greatly improve the operating distance per charge. Therefore, the present invention is extremely effective for various devices that operate on a battery power source, and can greatly contribute to, for example, greatly extending the mileage per charge of an electric vehicle to realize a higher degree of practical use. Further, the present invention can be applied to, for example, elevators and lift cars.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】バッテリ電源を基に動作する永久磁石界磁型電
動機をインバータで駆動する装置の一般的な構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a general configuration of a device that drives a permanent magnet field type electric motor that operates based on a battery power supply with an inverter.

【図2】充電電流とそのタイミングを表す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a charging current and its timing.

【図3】チョッピング用トランジスタを駆動するための
チョッピングパルスのオンタイムとオフタイムとの比率
を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a ratio between an on-time and an off-time of a chopping pulse for driving a chopping transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バッテリ 2 充電用ダイオード 3 電源電圧制御用DCチョッピング用トランジスタ 4 アクセル開度に応じたパルスデューティ比決定ブロ
ック 5 アクセル開度信号 6 フライホイールダイオード 7 チョークコイル 8 平滑用コンデンサ 9〜14 三相フルブリッジインバータ用トランジスタ 15〜20 三相フルブリッジインバータ用帰還ダイオ
ード 21 U相電流検出用センサー 22 モータ本体 23 センサー/エンコーダ 24 モータ全体 25 モータ力率改善用進め角制御ボード 26 スイッチング/パワー制御部 27 充電電流検出用センサー 28 充電電流監視メータ 29 アクセルオン/オフ判定ブロック 30 チョッピング用トランジスタ 31 充電電流感度調整用抵抗器 32 線間/充電電流検出用センサー 33 充電電流一定化/適正電流化制御ブロック 34 発電モード判定ブロック 35 電源電圧信号 36 電力回生装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Charging diode 3 DC chopping transistor for power supply voltage control 4 Pulse duty ratio decision block according to accelerator opening 5 Accelerator opening signal 6 Flywheel diode 7 Choke coil 8 Smoothing capacitor 9-14 Three-phase full bridge Inverter transistor 15-20 Feedback diode for three-phase full-bridge inverter 21 U-phase current detection sensor 22 Motor body 23 Sensor / encoder 24 Entire motor 25 Advance angle control board for motor power factor improvement 26 Switching / power control unit 27 Charging current Detection sensor 28 Charge current monitoring meter 29 Accelerator ON / OFF determination block 30 Chopping transistor 31 Charge current sensitivity adjustment resistor 32 Line / charge current detection sensor 33 Constant charge current / Appropriate current reduction control block 34 generating mode decision block 35 the power supply voltage signal 36 power regenerating device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 輝生 福岡県宗像市日の里1−28−13 (72)発明者 新村 朝彦 福岡県北九州市戸畑区仙水町3−2− 201 (56)参考文献 特開 昭61−18378(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 3/18 101 B60L 15/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Teruo Tsuji 1-28-13 Hinosato, Munakata-shi, Fukuoka (72) Inventor Asahiko Niimura 3-2-1 Sensui-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka (56) Reference Reference JP-A-61-18378 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 3/18 101 B60L 15/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バッテリを動力電源として動作するとと
もに、制動時に誘起起電力を発生する電動機に適用され
る電力回生方法において、 上記誘起起電力が交流の場合は整流し、 平滑用コンデンサに蓄えられた上記誘起起電力の全波整
流平滑化電圧を、チョークコイルと、チョッピング用ト
ランジスタと、上記誘起起電力による制動電流が上記チ
ョッピング用トランジスタの定格内となるように予め抵
抗値を決定して上記チョッピング用トランジスタに直列
に接続した充電電流感度調整用抵抗器とにより昇圧し、 上記チョッピング用トランジスタのオン状態とオフ状態
とのデューティ比を制御することにより、上記制動電流
が許容範囲の充電電流値となるように調整するととも
に、 上記チョッピング用トランジスタおよび上記充電電流感
度調整用抵抗器に電流を供給することにより減衰した上
記制動電流を回復するようにしたことを特徴とするバッ
テリ電源における電動機の電力回生方法。
1. A power regeneration method applied to an electric motor that operates using a battery as a power source and generates an induced electromotive force during braking, wherein the induced electromotive force is rectified and stored in a smoothing capacitor when the induced electromotive force is AC. The full-wave rectified and smoothed voltage of the induced electromotive force is determined by a choke coil, a chopping transistor, and a resistance value previously determined so that a braking current due to the induced electromotive force is within the rating of the chopping transistor. The boosting current is increased by a charging current sensitivity adjusting resistor connected in series to the chopping transistor, and the duty ratio between the on state and the off state of the chopping transistor is controlled so that the charging current value is within an allowable range. And the chopping transistor and the charging current sensitivity. Power regeneration method of the electric motor in a battery power source, characterized in that so as to recover the braking current attenuated by supplying a current to the integer resistor.
JP30976091A 1991-10-29 1991-10-29 Power regeneration method of motor in battery power supply Expired - Lifetime JP3205755B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30976091A JP3205755B2 (en) 1991-10-29 1991-10-29 Power regeneration method of motor in battery power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30976091A JP3205755B2 (en) 1991-10-29 1991-10-29 Power regeneration method of motor in battery power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05122964A JPH05122964A (en) 1993-05-18
JP3205755B2 true JP3205755B2 (en) 2001-09-04

Family

ID=17996949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30976091A Expired - Lifetime JP3205755B2 (en) 1991-10-29 1991-10-29 Power regeneration method of motor in battery power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3205755B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2713842B1 (en) * 1993-12-10 1996-02-23 Csee Defense Sa System for supplying a load with electrical energy from a main source and an auxiliary source.
JP5611496B1 (en) 2013-12-26 2014-10-22 三菱電機株式会社 Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05122964A (en) 1993-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101336511B (en) Motor drive device and control method thereof
KR100287764B1 (en) Optimal DC Motor / Controller Structure
US5992950A (en) Controlled stop function for locomotives
CN103248102B (en) Charging device and the electric motor car comprising this charging device
Caricchi et al. Experimental study of a bidirectional DC-DC converter for the DC link voltage control and the regenerative braking in PM motor drives devoted to electrical vehicles
US5283470A (en) Hybrid drive system with regeneration for motor vehicles and the like with a brushless motor
US5880570A (en) Method and apparatus for controlling a synchronous motor
US5642023A (en) Method and apparatus for the electronic control of electric motor driven golf car
KR100799003B1 (en) Control system and controlling method for motor drive four wheel drive vehicle
JPH06105405A (en) Brake controller for electric motor vehicle
JP3345584B2 (en) Control unit for diesel electric locomotive
JP2006311635A (en) Step-up converter controller
JP2002171606A (en) Inverter system for hybrid vehicle
JP3205755B2 (en) Power regeneration method of motor in battery power supply
JPH07231511A (en) Power supply for electric automobile
JP2004166370A (en) Voltage converter
JP2575820B2 (en) Elevator blackout operation device
JPH07107613A (en) Method and system for braking electric vehicle
JP3413448B2 (en) Control device for brake chopper
JP3907453B2 (en) Control device for vehicle with electric power unit
JP2006050863A (en) Controller of motor for vehicle
JPH058729Y2 (en)
JPH07123515A (en) Controller for electric automobile
JPH05276686A (en) Power source for vehicle
JPH0732607B2 (en) Control device for electric vehicle power converter

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20001226

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010508

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706

Year of fee payment: 11