JP3344011B2 - Drive control device for DC motor - Google Patents

Drive control device for DC motor

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JP3344011B2
JP3344011B2 JP19055893A JP19055893A JP3344011B2 JP 3344011 B2 JP3344011 B2 JP 3344011B2 JP 19055893 A JP19055893 A JP 19055893A JP 19055893 A JP19055893 A JP 19055893A JP 3344011 B2 JP3344011 B2 JP 3344011B2
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braking
regenerative
motor
contactor
turned
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良平 藤田
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Toyota Industries Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H02P3/10Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by reversal of supply connections

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は直流電動機の駆動制御装
置に係り、詳しくは、回生制動とプラギング制動とを併
用する直流電動機の駆動制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control device for a DC motor, and more particularly to a drive control device for a DC motor that uses both regenerative braking and plugging braking.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、バッテリフォークリフト等のバ
ッテリ式電気車に用いられる直流電動機では、省電力の
ために回生制動が採用されている。しかしながら、回生
制動だけでは電動機の低速時に十分な制動トルクが得ら
れないため、プラギング(逆相)制動が併用されてい
る。
2. Description of the Related Art In general, regenerative braking is employed in DC motors used in battery-powered electric vehicles such as battery forklifts in order to save power. However, regenerative braking alone does not provide sufficient braking torque at low speeds of the motor, so plugging (reverse phase) braking is also used.

【0003】図3に、バッテリ式電気車の走行用駆動輪
の駆動に用いられる直流電動機の一般的な駆動制御回路
を示す。バッテリ1のプラス・マイナスの各端子間に
は、回生用コンタクタ2,直流直巻電動機3の電機子3
a,前進用コンタクタ4,後進用コンタクタ5,直流直
巻電動機3の界磁コイル3b,メイントランジスタ6が
直列に接続されている。また、前進および後進用コンタ
クタ4,5とバッテリ1のプラス端子との間には、各フ
ライホイールダイオード7,8が接続されている。そし
て、バッテリ1のマイナス端子は接地され、そのマイナ
ス端子と回生用コンタクタ2との間には回生用ダイオー
ド9が接続されている。さらに、バッテリ1のプラス端
子と前進および後進用コンタクタ4,5との間には、回
生用トランジスタ10と回生用レジスタ11とが直列に
接続されている。
FIG. 3 shows a general drive control circuit of a DC motor used for driving driving wheels of a battery-powered electric vehicle. A regenerative contactor 2 and an armature 3 of a DC series motor 3 are connected between positive and negative terminals of the battery 1.
a, the forward contactor 4, the reverse contactor 5, the field coil 3b of the DC series motor 3, and the main transistor 6 are connected in series. The flywheel diodes 7 and 8 are connected between the forward and backward contactors 4 and 5 and the positive terminal of the battery 1. The negative terminal of the battery 1 is grounded, and a regenerative diode 9 is connected between the negative terminal and the regenerative contactor 2. Further, a regeneration transistor 10 and a regeneration register 11 are connected in series between the positive terminal of the battery 1 and the forward and reverse contactors 4 and 5.

【0004】回生用コンタクタ2は励磁コイル2aと接
点2bとから構成され、その投入(図示実線)・離落
(図示破線)は、制御回路12によって励磁コイル2a
への通電が制御されることでなされている。
The regenerative contactor 2 is composed of an exciting coil 2a and a contact 2b, and is turned on (solid line in the figure) and dropped (dashed line in the figure) by the control circuit 12 to control the exciting coil 2a.
This is done by controlling the power supply to the power supply.

【0005】各トランジスタ6,10のベースは制御回
路12内に設けられた各ドライブ回路12a,12bに
接続されている。その各ドライブ回路12a,12b
は、同じく制御回路12内に設けられたCPU12cに
よって制御されている。すなわち、制御回路12により
(より詳しくは、CPU12cによって制御される各ド
ライブ回路12a,12bにより)、各トランジスタ
6,10のオン・オフが制御されている。
The bases of the transistors 6 and 10 are connected to drive circuits 12a and 12b provided in the control circuit 12. The respective drive circuits 12a, 12b
Are controlled by a CPU 12 c provided in the control circuit 12. That is, on / off of the transistors 6 and 10 is controlled by the control circuit 12 (more specifically, by the drive circuits 12a and 12b controlled by the CPU 12c).

【0006】電動機3は電気車の走行用駆動輪(図示
略)を駆動するようになっている。そして、前進および
後進用コンタクタ4,5の相補的な切り換え動作に基づ
いて、界磁コイル3bに流れる界磁電流の方向が変わ
り、電動機3が正逆転することにより、電気車が前後進
するようになっている。尚、前進および後進用コンタク
タ4,5の投入・離落は、制御回路12によって各コン
タクタ4,5の励磁コイル(図示略)への通電が制御さ
れることでなされている。
[0006] The electric motor 3 drives driving wheels (not shown) of the electric vehicle. Then, the direction of the field current flowing through the field coil 3b is changed based on the complementary switching operation of the forward and reverse contactors 4 and 5, and the electric motor moves forward and backward, so that the electric vehicle moves forward and backward. It has become. The forward and reverse contactors 4 and 5 are turned on and off by the control circuit 12 controlling the power supply to the exciting coils (not shown) of the contactors 4 and 5.

【0007】また、電気車の車速の制御は、メイントラ
ンジスタ6のチョッパ制御によって行われている。すな
わち、制御回路12によってメイントランジスタ6のオ
ン・オフが制御され、そのメイントランジスタ6のスイ
ッチング動作に従ってバッテリ1から電動機3に電流が
供給されることにより、電動機3の回転速度すなわち電
気車の車速が制御される。
The control of the speed of the electric vehicle is performed by chopper control of the main transistor 6. That is, the ON / OFF of the main transistor 6 is controlled by the control circuit 12, and the current is supplied from the battery 1 to the electric motor 3 in accordance with the switching operation of the main transistor 6, so that the rotation speed of the electric motor 3, that is, the vehicle speed of the electric vehicle is reduced. Controlled.

【0008】いま、スイッチバックすることにより、前
進および後進用コンタクタ4,5が前進位置(図示破
線)から後進位置(図示実線)に切り換わったとする。 (1) このとき、制御回路12は、回生制動の可否をチェ
ックし、回生制動が可能であると判断した場合、励磁コ
イル2aへの通電を制御して回生用コンタクタ2を離落
(図示破線)させると共に、各トランジスタ6,10を
オンさせる。
Now, it is assumed that the forward and reverse contactors 4 and 5 are switched from the forward position (shown by broken lines) to the reverse position (shown by solid lines) by switching back. (1) At this time, the control circuit 12 checks whether regenerative braking is possible, and if it is determined that regenerative braking is possible, controls the energization of the exciting coil 2a to drop the regenerative contactor 2 (dashed line in the figure). ) And turn on each transistor 6, 10.

【0009】すると、バッテリ1のプラス端子から、回
生用トランジスタ10,回生用レジスタ11,後進用コ
ンタクタ5,界磁コイル3b,前進用コンタクタ4,メ
イントランジスタ6を経由して、バッテリ1のマイナス
端子へ予備励磁電流I1 が流れる。界磁コイル3bに予
備励磁電流I1 が流れると、電機子3aには図示の矢印
VA 方向に起電力VA が発生する。
Then, from the plus terminal of the battery 1, through the regeneration transistor 10, the regeneration register 11, the reverse contactor 5, the field coil 3 b, the forward contactor 4 and the main transistor 6, the negative terminal of the battery 1 The pre-excitation current I1 flows to When the pre-excitation current I1 flows through the field coil 3b, an electromotive force VA is generated in the armature 3a in the direction indicated by the arrow VA.

【0010】(2) 電機子3aに発生した起電力VA があ
る値以上になると、回生ダイオード9に予備励磁電流I
2 が流れはじめる。この予備励磁電流I2 によって界磁
コイル3bに流れる界磁電流(予備励磁電流I1,I2 の
和)が増加し、起電力VA が増加する。すると、起電力
VA の増加に伴って予備励磁電流I2 はさらに増加する
ことになる。
(2) When the electromotive force VA generated in the armature 3a exceeds a certain value, the pre-excitation current I
2 begins to flow. This pre-excitation current I2 increases the field current (sum of the pre-excitation currents I1 and I2) flowing through the field coil 3b, and the electromotive force VA increases. Then, as the electromotive force VA increases, the pre-excitation current I2 further increases.

【0011】(3) これが繰り返されて、予備励磁電流I
2 がある程度以上大きくなった時点で、制御回路12は
回生用トランジスタ10をオフさせる。すると、予備励
磁電流I1 は流れなくなるが、予備励磁電流I2 は流れ
続けようとする。
(3) This is repeated, and the pre-excitation current I
When 2 becomes larger than a certain level, the control circuit 12 turns off the regenerating transistor 10. Then, the pre-excitation current I1 stops flowing, but the pre-excitation current I2 tries to keep flowing.

【0012】(4) この状態で、制御回路12はメイント
ランジスタ6をオフさせる。すると、界磁コイル3bか
らメイントランジスタ6のコレクタへ流れ込んでいた予
備励磁電流I2 は、フライホイールダイオード8へと流
れだす。すなわち、電機子3aの起電力VA と界磁コイ
ル3bのインダクタンスで蓄えられた磁気エネルギーと
により、電機子3aの前進および後進用コンタクタ4,
5側から、後進用コンタクタ5,界磁コイル3b,前進
用コンタクタ4,フライホイールダイオード8,バッテ
リ1,回生用ダイオード9を経由して、電機子3aの回
生用コンタクタ2側へ回生電流が流れる。従って、電動
機3によって発電された電力がバッテリ1に回生するた
めバッテリは充電され、電動機3にはその電力分の制動
(すなわち、回生制動)がかかる。
(4) In this state, the control circuit 12 turns off the main transistor 6. Then, the pre-excitation current I2 flowing from the field coil 3b to the collector of the main transistor 6 flows to the flywheel diode 8. That is, the electromotive force VA of the armature 3a and the magnetic energy stored by the inductance of the field coil 3b cause the forward and backward contactors 4 of the armature 3a to move.
A regenerative current flows from the side 5 to the regenerative contactor 2 side of the armature 3a via the reverse contactor 5, the field coil 3b, the forward contactor 4, the flywheel diode 8, the battery 1, and the regenerative diode 9. . Therefore, since the electric power generated by the electric motor 3 is regenerated to the battery 1, the battery is charged, and the electric motor 3 is subjected to braking corresponding to the electric power (ie, regenerative braking).

【0013】(5) この後、制御回路12はメイントラン
ジスタ6をチョッパ制御する。すると、メイントランジ
スタ6のスイッチング動作によって上記(3)(4)の動作が
繰り返され、電動機3には所望の回生制動がかかって回
転速度が低下する。
(5) Thereafter, the control circuit 12 controls the main transistor 6 by chopper. Then, the above operations (3) and (4) are repeated by the switching operation of the main transistor 6, and a desired regenerative braking is applied to the electric motor 3, so that the rotation speed is reduced.

【0014】電動機3の回転速度が低くなると電機子3
aの起電力VA が低下し、バッテリ1への回生電流(回
生電力)が小さくなるため、回生制動の制動トルクは極
端に落ちてしまう。そして、電機子3aの起電力VA が
バッテリ1の電圧VB より低くなると回生電流は流れな
くなり、回生制動はかからなくなる。すなわち、電動機
3の回転速度が低くなると回生制動だけでは十分な制動
トルクが得られなくなる。そこで、電動機3の回転速度
がある程度まで低下した時点で、回生制動からプラギン
グ制動に移行させて、十分な制動トルクを得られるよう
にしている。実際には、電動機3の回転速度ではなくメ
イントランジスタ6の通流率を検出し、その通流率が設
定値(一般に、70〜100%)になったとき、制御回
路12は、回生制動では十分な制動トルクが得られない
と判断して、回生制動からプラギング制動に切り換え
る。
When the rotation speed of the motor 3 decreases, the armature 3
Since the electromotive force VA of a decreases and the regenerative current (regenerative power) to the battery 1 decreases, the braking torque of the regenerative braking extremely decreases. When the electromotive force VA of the armature 3a becomes lower than the voltage VB of the battery 1, no regenerative current flows and regenerative braking is not applied. That is, when the rotation speed of the electric motor 3 decreases, sufficient braking torque cannot be obtained only by regenerative braking. Therefore, when the rotation speed of the electric motor 3 has decreased to a certain degree, the regenerative braking is shifted to the plugging braking so that a sufficient braking torque can be obtained. Actually, not the rotation speed of the electric motor 3 but the duty ratio of the main transistor 6 is detected, and when the duty ratio reaches a set value (generally 70 to 100%), the control circuit 12 performs the regenerative braking. When it is determined that a sufficient braking torque cannot be obtained, switching from regenerative braking to plugging braking is performed.

【0015】すなわち、制御回路12は、メイントラン
ジスタ6をオフさせた後に、励磁コイル2aへの通電を
制御して回生用コンタクタ2を投入(図示実線)させる
(尚、回生用トランジスタ10は引き続きオフ)。
That is, after turning off the main transistor 6, the control circuit 12 controls the energization of the exciting coil 2a to turn on the regenerative contactor 2 (solid line in the drawing) (the regenerative transistor 10 is continuously turned off). ).

【0016】(6) すると、電機子3aの起電力VA によ
り、電機子3aの前進および後進用コンタクタ4,5側
から、フライホイールダイオード7,回生用コンタクタ
2を経由して、電機子3aの回生用コンタクタ2側へ電
流が流れる。
(6) Then, by the electromotive force VA of the armature 3a, the forward and backward contactors 4 and 5 of the armature 3a pass through the flywheel diode 7 and the regenerative contactor 2 to form the armature 3a. A current flows to the regenerative contactor 2 side.

【0017】(7) この状態で、制御回路12はメイント
ランジスタ6をオンさせる。すると、バッテリ1のプラ
ス端子から、回生用コンタクタ2,電機子3a,後進用
コンタクタ5,界磁コイル3b,前進用コンタクタ4,
メイントランジスタ6を経由して、バッテリ1のマイナ
ス端子へ電流が流れる。つまり、界磁コイル3bには電
動機3を逆転させる方向の界磁電流が流れるため、電動
機3は逆転しようとし、電動機3にはその分だけの制動
(すなわち、プラギング制動)がかかる。
(7) In this state, the control circuit 12 turns on the main transistor 6. Then, the contactor for regeneration 2, the armature 3a, the contactor for reverse movement 5, the field coil 3b, the contactor for forward movement 4,
A current flows to the negative terminal of the battery 1 via the main transistor 6. That is, since a field current in the direction of reversing the electric motor 3 flows through the field coil 3b, the electric motor 3 tries to reverse, and the electric motor 3 is accordingly braked (ie, plugging braking).

【0018】この後、制御回路12はメイントランジス
タ6をチョッパ制御する。すると、メイントランジスタ
6のスイッチング動作によって、オフ時には上記(6) の
動作が、オン時には上記(7) の動作が行われるため、電
動機3には所望のプラギング制動がかかって回転速度が
低下する。そして、電動機3は一旦停止した後に逆転す
るため、電気車はスイッチバックする。
Thereafter, the control circuit 12 controls the main transistor 6 by chopper. Then, by the switching operation of the main transistor 6, the above operation (6) is performed when the main transistor 6 is off, and the above operation (7) is performed when the main transistor 6 is on. Therefore, the desired plugging braking is applied to the electric motor 3, and the rotation speed is reduced. Then, since the electric motor 3 stops once and then reverses, the electric vehicle switches back.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラギング
制動を行う際に注意しなければならないのは、回生用コ
ンタクタ2が完全に投入された後に、メイントランジス
タ6をオンさせることである。なぜなら、メイントラン
ジスタ6をオンさせた後に、回生用コンタクタ2が投入
されると、大きな突入電流が流れ、回生用コンタクタ2
の接点2bが傷むからである。また、その突入電流によ
ってプラギング制動の制動トルクが急激に大きくなり、
電気車に制動ショックが発生するからである。
It should be noted that when performing plugging braking, it is necessary to turn on the main transistor 6 after the regeneration contactor 2 is completely turned on. This is because, when the regeneration contactor 2 is turned on after the main transistor 6 is turned on, a large inrush current flows, and the regeneration contactor 2
Is damaged. Also, the inrush current causes the braking torque of the plugging braking to increase sharply,
This is because a braking shock occurs in the electric vehicle.

【0020】ところが、回生用コンタクタ2の投入は励
磁コイル2aの温度によって左右され、制御回路12に
よって励磁コイル2aへの通電が制御されてから接点2
bが完全に閉じるまでの時間(以下、投入時間という)
には数10msecのばらつきがある。
However, the turning on of the regenerative contactor 2 depends on the temperature of the exciting coil 2a, and after the control circuit 12 controls the energization of the exciting coil 2a, the contact 2
The time until b is completely closed (hereinafter referred to as injection time)
Has a variation of several tens of msec.

【0021】従って、メイントランジスタ6をオンさせ
る際には、その投入時間のばらつきを勘案しなければな
らない。そこで、従来は、まず、実験によって投入時間
の最長値を求め、それに所定の安全率をかけた時間(以
下、設定時間という)を算出し、その設定時間を制御回
路12内に設けたメモリに記憶させていた。そして、制
御回路12は、励磁コイル2aへの通電を制御してから
設定時間が経過するまで待ち、設定時間経過にメイント
ランジスタ6をオンさせてチョッパ制御を行うようにし
ていた。
Therefore, when the main transistor 6 is turned on, it is necessary to take into account the variation in the turn-on time. Therefore, conventionally, first, the longest value of the injection time is obtained by an experiment, and a time obtained by multiplying the maximum value by a predetermined safety factor (hereinafter, referred to as a set time) is calculated. I had memorized. Then, the control circuit 12 waits until the set time elapses after controlling the energization of the exciting coil 2a, and turns on the main transistor 6 when the set time elapses to perform the chopper control.

【0022】しかしながら、設定時間は前記問題(接点
2bの傷み、電気車の制動ショック)を避ける必要から
長めに設定されているため、回生用コンタクタ2が完全
に投入された後の設定時間の残り時間分だけが無駄にな
っていた。すなわち、その設定時間の残り時間には回生
制動もプラギング制動も行われないため、その残り時間
が長ければ長い程(すなわち、投入時間が短かければ短
い程)、制動がかからない時間が長くなり、制動フィー
リングが悪化することになる。
However, since the set time is set to be longer to avoid the above-mentioned problems (damage of the contact 2b, braking shock of the electric vehicle), the remaining time of the set time after the regenerative contactor 2 is completely turned on is set. Only time was wasted. That is, neither the regenerative braking nor the plugging braking is performed in the remaining time of the set time, so that the longer the remaining time (ie, the shorter the closing time), the longer the time in which braking is not applied, The braking feeling will be degraded.

【0023】このように、従来は、回生制動からプラギ
ング制動へ移行する際、設定時間だけ待ってからメイン
トランジスタ6をチョッパ制御するために、当該制動動
作の移行にタイムラグが生じ、制動フィーリングが悪化
するという問題があった。
As described above, conventionally, when shifting from the regenerative braking to the plugging braking, the main transistor 6 is chopper-controlled after waiting for a set time. Therefore, a time lag occurs in the shifting of the braking operation, and the braking feeling is reduced. There was a problem of getting worse.

【0024】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、回生制動からプラギン
グ制動への移行にタイムラグが生じず、良好な制動フィ
ーリングを得ることが可能な直流電動機の駆動制御装置
を、簡単な構成によって提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a good braking feeling without a time lag in the transition from regenerative braking to plugging braking. An object of the present invention is to provide a drive control device for a DC motor with a simple configuration.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、直流電動機と、その直流電動機の励磁コイ
ルの配線を切り換えてその励磁方向を切り換える切り換
え手段と、直流電源から直流電動機に供給される電流を
チョッパ制御するスイッチング素子と、直流電源のプラ
ス端子と直流電動機の界磁コイルとの間に接続される回
生用コンタクタとを備え、回生制動とプラギング制動と
を併用するようにした直流電動機の駆動制御装置におい
て、回生制動からプラギング制動へ移行する際に、スイ
ッチング素子を短時間だけオンさせ、そのオン時に、回
生用コンタクタの直流電動機側の端子電圧を検出し、そ
の端子電圧に基づいて回生用コンタクタが完全に投入さ
れているかどうかを判定し、完全に投入されたと判定し
たら、スイッチング素子のチョッパ制御を開始して直流
電動機にプラギング制動をかける制御手段を設けたこと
をその要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a DC motor, switching means for switching the excitation coil wiring of the DC motor to switch its excitation direction, and switching from a DC power supply to a DC motor. A switching element for chopper-controlling the supplied current, and a regenerative contactor connected between a positive terminal of the DC power supply and a field coil of the DC motor are provided, and both regenerative braking and plugging braking are used. In the DC motor drive control device, when switching from regenerative braking to plugging braking, the switching element is turned on for a short time, and at that time, the terminal voltage on the DC motor side of the regenerative contactor is detected. It is determined whether or not the regenerative contactor is fully turned on based on the Start the chopper control element as its gist in that a control means for applying a plugging brake to the DC motor.

【0026】[0026]

【作用】従って、本発明によれば、回生制動からプラギ
ング制動へ移行する際に、スイッチング素子を短時間だ
けオンさせ、そのオン時に、回生用コンタクタの直流電
動機側の端子電圧を検出する。このとき、回生用コンタ
クタが完全に投入されていれば、その端子電圧は直流電
源の電源電圧になる。また、回生用コンタクタが未投入
であれば、その端子電圧は直流電源のマイナス端子の電
圧(直流電源のマイナス端子が接地されていればグラン
ド電位)になる。そのため、当該端子電圧から、回生用
コンタクタが完全に投入されているかどうかを判定する
ことができる。そして、回生用コンタクタが完全に投入
されたら、スイッチング素子のチョッパ制御を開始して
直流電動機にプラギング制動をかける。
Therefore, according to the present invention, when switching from regenerative braking to plugging braking, the switching element is turned on for a short period of time, and at that time, the terminal voltage of the regenerative contactor on the DC motor side is detected. At this time, if the regenerative contactor is completely turned on, the terminal voltage becomes the power supply voltage of the DC power supply. If the regenerative contactor is not turned on, the terminal voltage becomes the voltage of the negative terminal of the DC power supply (ground potential if the negative terminal of the DC power supply is grounded). Therefore, it can be determined from the terminal voltage whether the regeneration contactor is completely turned on. When the regenerative contactor is completely turned on, chopper control of the switching element is started to apply plugging braking to the DC motor.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1お
よび図2に従って説明する。図1に、本実施例の直流電
動機の駆動制御回路を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a drive control circuit of the DC motor according to the present embodiment.

【0028】尚、本実施例において、図3に示した従来
例と異なるのは、回生用コンタクタ2と電機子3aとの
接続点Aの電位が、制御回路12によって検出されてい
る点だけである。従って、図1において、図3に示した
従来例と同じ部材については符号を等しくしてその詳細
な説明を省略する。
The present embodiment differs from the conventional example shown in FIG. 3 only in that the potential of the connection point A between the regenerative contactor 2 and the armature 3a is detected by the control circuit 12. is there. Therefore, in FIG. 1, the same members as those in the conventional example shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0029】制御回路12は、回生制動からプラギング
制動への移行時において、メイントランジスタ6を極短
時間(数μsec 程度)だけオンさせ、そのオン時の接続
点Aの電位を検出する。そして、制御回路12は、接続
点Aの電位に基づいて回生用コンタクタ2が完全に投入
されているかどうかを判定し、完全に投入されたと判定
したら、メイントランジスタ6のチョッパ制御を開始し
て電動機3にプラギング制動をかける。
The control circuit 12 turns on the main transistor 6 for a very short time (about several μsec) at the time of the transition from the regenerative braking to the plugging braking, and detects the potential of the connection point A when the main transistor 6 is on. Then, the control circuit 12 determines whether or not the regenerative contactor 2 is completely turned on based on the potential of the connection point A. If it is determined that the regenerative contactor 2 is completely turned on, the control circuit 12 starts the chopper control of the main transistor 6 to start the electric motor. 3. Plugging braking is applied to 3.

【0030】図2に、回生制動からプラギング制動への
移行時における接続点Aの電位を示す。回生制動中にメ
イントランジスタ6がオフすると、前記したように、電
機子3aの起電力VA と界磁コイル3bのインダクタン
スで蓄えられた磁気エネルギーとにより回生電流が流れ
る。その回生電流の経路は、電機子3aの前進および後
進用コンタクタ4,5側から、後進用コンタクタ5,界
磁コイル3b,前進用コンタクタ4,フライホイールダ
イオード8,バッテリ1,回生用ダイオード9を経由し
て、電機子3aの回生用コンタクタ2側(すなわち、接
続点A)へ至るものである。ここで、バッテリ1のマイ
ナス端子は接地されている。そのため、回生制動中にメ
イントランジスタ6がオフしたとき、接続点Aの電位は
グランド電位(0V)になる。
FIG. 2 shows the potential at the connection point A during the transition from regenerative braking to plugging braking. When the main transistor 6 is turned off during the regenerative braking, as described above, a regenerative current flows due to the electromotive force VA of the armature 3a and the magnetic energy stored by the inductance of the field coil 3b. The path of the regenerative current flows from the forward and reverse contactors 4 and 5 of the armature 3 a to the reverse contactor 5, the field coil 3 b, the forward contactor 4, the flywheel diode 8, the battery 1 and the regenerative diode 9. Via the armature 3a, it reaches the regenerative contactor 2 side (that is, the connection point A). Here, the negative terminal of the battery 1 is grounded. Therefore, when the main transistor 6 is turned off during the regenerative braking, the potential at the connection point A becomes the ground potential (0 V).

【0031】一方、回生制動中にメイントランジスタ6
がオンすると、電機子3aの起電力VA により、電機子
3aの前進および後進用コンタクタ4,5側から、界磁
コイル3b,メイントランジスタ6,回生用ダイオード
9を経由して、電機子3aの回生用コンタクタ2側(す
なわち、接続点A)へ電流が流れる。従って、回生制動
中にメイントランジスタ6がオンしたときも、接続点A
の電位はグランド電位になる。
On the other hand, during regenerative braking, the main transistor 6
Is turned on, the electromotive force VA of the armature 3a causes the forward and backward contactors 4 and 5 of the armature 3a to pass through the field coil 3b, the main transistor 6, and the regenerative diode 9 to the armature 3a. A current flows to the regenerative contactor 2 side (that is, the connection point A). Therefore, even when the main transistor 6 is turned on during the regenerative braking, the connection point A
Becomes the ground potential.

【0032】電動機3の回転速度が低くなると、前記し
たように、電機子3aの起電力VAがバッテリ1の電圧
VB より低下して回生電流が流れなくなり、回生不能に
なって回生制動がかからなくなる。
When the rotation speed of the electric motor 3 decreases, as described above, the electromotive force VA of the armature 3a drops below the voltage VB of the battery 1 so that regenerative current does not flow. Disappears.

【0033】このとき、メイントランジスタ6がオフす
ると、電機子3aは閉回路を構成せず、この駆動制御回
路中には電流が流れなくなる。しかしながら、電機子3
aには、回生制動中より低下しているとはいえ、起電力
VA が発生している。また、この駆動制御回路中には、
抵抗等の図示していない部材が複数個接続されているた
め、電機子3aとその部材とが閉回路を構成する場合が
ある。そのため、回生不能時にメイントランジスタ6が
オフしたとき、接続点Aの電位は定まらないことにな
る。
At this time, when the main transistor 6 is turned off, the armature 3a does not form a closed circuit, and no current flows through this drive control circuit. However, armature 3
In the case a, the electromotive force VA is generated although it is lower than during regenerative braking. Also, in this drive control circuit,
Since a plurality of members (not shown) such as resistors are connected, the armature 3a and its members may form a closed circuit. For this reason, when the main transistor 6 is turned off when the regeneration is impossible, the potential of the connection point A is not determined.

【0034】一方、メイントランジスタ6がオンしたと
きには、前記回生制動中の場合と同様に、電機子3aの
起電力VA による電流が流れ、接続点Aの電位はグラン
ド電位になる。
On the other hand, when the main transistor 6 is turned on, a current flows by the electromotive force VA of the armature 3a as in the case of the regenerative braking, and the potential at the connection point A becomes the ground potential.

【0035】それに対して、プラギング制動中は回生用
コンタクタ2が投入されているため、接続点Aは回生用
コンタクタ2を介してバッテイ1のプラス端子に接続さ
れることになる。そのため、接続点Aの電位は、メイン
トランジスタ6のオン・オフに関係なく、バッテリ1の
電圧VB と等しくなる。
On the other hand, since the regenerative contactor 2 is turned on during the plugging braking, the connection point A is connected to the positive terminal of the battery 1 via the regenerative contactor 2. Therefore, the potential at the connection point A becomes equal to the voltage VB of the battery 1 irrespective of whether the main transistor 6 is on or off.

【0036】このように、メイントランジスタ6のオン
時の接続点Aの電位を検出することにより、回生制動か
らプラギング制動への移行時における動作状態(すなわ
ち、回生制動中→回生不能→プラギング制動中)を検出
することができ、回生用コンタクタ2が完全に投入され
ているかどうかを判定することができる。つまり、メイ
ントランジスタ6のオン時の接続点Aの電位が、グラン
ド電位であれば回生用コンタクタ2は未投入であり、電
圧VB であれば回生用コンタクタ2は完全に投入されて
いる。
As described above, by detecting the potential of the connection point A when the main transistor 6 is turned on, the operating state at the time of the transition from the regenerative braking to the plugging braking (that is, during the regenerative braking → impossible regeneration → plugging braking) ) Can be detected, and it can be determined whether or not the regeneration contactor 2 has been completely turned on. That is, when the potential at the connection point A when the main transistor 6 is turned on is the ground potential, the regenerative contactor 2 is not turned on, and when the potential is VB, the regenerative contactor 2 is completely turned on.

【0037】尚、接続点Aの電位を検出する際にメイン
トランジスタ6をオンさせるのは、前記したように、回
生不能時にメイントランジスタ6をオフさせたとき、接
続点Aの電位が不定になる(つまり、バッテリ1の電圧
VB と等しくなることもありえる)ためである。
The main transistor 6 is turned on when the potential of the connection point A is detected. As described above, when the main transistor 6 is turned off when regeneration is impossible, the potential of the connection point A becomes indefinite. (That is, it may be equal to the voltage VB of the battery 1).

【0038】但し、メイントランジスタ6をオンさせた
後に、回生用コンタクタ2が投入されると、大きな突入
電流が流れ、前記問題(接点2bの痛み、電気車の制動
ショック)が生じる。従って、メイントランジスタ6を
オンさせておく時間は、突入電流を避けるために、でき
るだけ短くしなければならない。そこで、制御回路12
は、接続点Aの電位検出に要するだけの極短時間(数μ
sec 程度)だけメイントランジスタ6をオンさせるよう
にしている。より具体的には、制御回路12は、回生用
コンタクタ2を投入するため励磁コイル2aの通電を制
御してから接続点Aで電圧VB が検出されるまで、メイ
ントランジスタ6を極短時間(数μsec程度)だけオン
させるのを数msec 間隔で繰り返す。
However, when the regenerative contactor 2 is turned on after the main transistor 6 is turned on, a large rush current flows, and the above-described problem (pain of the contact 2b, braking shock of the electric car) occurs. Therefore, the time during which the main transistor 6 is kept on must be as short as possible to avoid inrush current. Therefore, the control circuit 12
Is a very short time (several μ) required for detecting the potential of the connection point A.
(approximately sec) for the main transistor 6. More specifically, the control circuit 12 controls the main transistor 6 for an extremely short time (a few seconds) until the voltage VB is detected at the connection point A after controlling the energization of the exciting coil 2a to turn on the regeneration contactor 2. (on the order of μsec) is repeated at intervals of several milliseconds.

【0039】このように、本実施例においては、回生制
動からプラギング制動へ移行する際に、接続点Aの電位
を検出することによって回生用コンタクタ2が完全に投
入されたかどうかを判定している。そして、回生用コン
タクタ2が完全に投入されたと判定されたら、メイント
ランジスタ6をチョッパ制御させて電動機3にプラギン
グ制動をかけている。
As described above, in the present embodiment, when shifting from regenerative braking to plugging braking, it is determined whether or not the regenerative contactor 2 has been completely turned on by detecting the potential of the connection point A. . If it is determined that the regenerative contactor 2 has been completely turned on, the main transistor 6 is chopper-controlled to apply plugging braking to the electric motor 3.

【0040】従って、本実施例では、従来例のように回
生制動からプラギング制動へ移行する際に設定時間だけ
待つことがなく、速やかにプラギング制動へ移行するこ
とができる。そのため、制動動作の移行にタイムラグが
生じず、良好な制動フィーリングを得ることができる。
Therefore, in the present embodiment, it is possible to quickly shift to the plugging braking without waiting for the set time when shifting from the regenerative braking to the plugging braking as in the conventional example. Therefore, a time lag does not occur in the transition of the braking operation, and a good braking feeling can be obtained.

【0041】また、本実施例は、図1に示す従来例の接
続点Aと制御回路12とを接続するだけであって、従来
例と回路構成がほとんど異ならないため、簡単に実施す
ることができる。また、制御回路12に上記の検出・判
定動作を行わせるには、CPU12cのプログラムを変
更するだけでよいため、従来の制御回路12をそのまま
用いることができ、従来品の改造にも容易に対処するこ
とができる。
In this embodiment, the connection point A of the conventional example shown in FIG. 1 is simply connected to the control circuit 12, and the circuit configuration is almost the same as that of the conventional example. it can. Further, in order to cause the control circuit 12 to perform the above-described detection / judgment operation, it is only necessary to change the program of the CPU 12c. Therefore, the conventional control circuit 12 can be used as it is, and modification of the conventional product can be easily dealt with. can do.

【0042】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように実施してもよい。 1)電気車に限らず、回生制動とプラギング制動とを併
用する直流電動機を使用する機器に利用する。
The present invention is not limited to the above embodiment, but may be implemented as follows. 1) The invention is used not only for electric vehicles but also for devices using a DC motor that uses both regenerative braking and plugging braking.

【0043】2)直巻電動機3を分巻電動機や複巻電動
機に置き換える。 3)バッテリ1を適宜な直流電源に置き換える。 4)CPU12cをシーケンサに置き換える。
2) The series motor 3 is replaced with a shunt motor or a compound motor. 3) Replace the battery 1 with an appropriate DC power supply. 4) Replace the CPU 12c with a sequencer.

【0044】5)各トランジスタ6,10をサイリス等
の他のスイッチング素子に置き換える。
5) Each of the transistors 6, 10 is replaced with another switching element such as a thyristor.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、回
生制動からプラギング制動への移行にタイムラグが生じ
ず、良好な制動フィーリングを得ることが可能な直流電
動機の駆動制御装置を、簡単な構成によって提供するこ
とができるという優れた効果がある。
As described above in detail, according to the present invention, there is provided a drive control device for a DC motor capable of obtaining a good braking feeling without causing a time lag in a transition from regenerative braking to plugging braking. There is an excellent effect that it can be provided by a simple configuration.

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

【図1】本発明を具体化した一実施例の直流電動機の駆
動制御回路である。
FIG. 1 is a drive control circuit of a DC motor according to one embodiment of the present invention.

【図2】回生制動からプラギング制動への移行時におけ
る図1の接続点Aの電位を示す図表である。
FIG. 2 is a chart showing a potential at a connection point A in FIG. 1 at the time of transition from regenerative braking to plugging braking.

【図3】従来例の直流電動機の駆動制御回路である。FIG. 3 is a drive control circuit of a conventional DC motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…直流電源としてのバッテリ、2…回生用コンタク
タ、3…直流電動機、3a…界磁コイル、3b…励磁コ
イル、4…切り換え手段としての前進用コンタクタ、5
…切り換え手段としての後進用コンタクタ、6…スイッ
チング素子としてのメイントランジスタ、12…制御手
段としての制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery as a DC power supply, 2 ... Regeneration contactor, 3 ... DC motor, 3a ... Field coil, 3b ... Exciting coil, 4 ... Forward contactor as switching means, 5
... reverse contactor as switching means, 6 ... main transistor as switching element, 12 ... control circuit as control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 7/00 102 B60L 7/12 H02P 3/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B60L 7/00 102 B60L 7/12 H02P 3/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電動機と、 その直流電動機の励磁コイルの配線を切り換えてその励
磁方向を切り換える切り換え手段と、 直流電源から直流電動機に供給される電流をチョッパ制
御するスイッチング素子と、 直流電源のプラス端子と直流電動機の界磁コイルとの間
に接続される回生用コンタクタとを備え、回生制動とプ
ラギング制動とを併用するようにした直流電動機の駆動
制御装置において、 回生制動からプラギング制動へ移行する際に、スイッチ
ング素子を短時間だけオンさせ、そのオン時に、回生用
コンタクタの直流電動機側の端子電圧を検出し、その端
子電圧に基づいて回生用コンタクタが完全に投入されて
いるかどうかを判定し、完全に投入されたと判定した
ら、スイッチング素子のチョッパ制御を開始して直流電
動機にプラギング制動をかける制御手段を設けたことを
特徴とする直流電動機の駆動制御装置。
1. A DC motor, switching means for switching wiring of an excitation coil of the DC motor to switch its excitation direction, a switching element for chopper controlling a current supplied from the DC power supply to the DC motor, A regenerative contactor connected between the positive terminal and the field coil of the DC motor, and a drive control device for the DC motor that uses both regenerative braking and plugging braking. When the switching element is turned on for a short time, the terminal voltage on the DC motor side of the regenerative contactor is detected when the switching element is turned on, and it is determined whether the regenerative contactor is completely turned on based on the terminal voltage. Then, when it is determined that the power is completely turned on, chopper control of the switching element is started and the DC motor is plugged in. Drive control device of the DC motor, characterized in that a control means for applying a ring braking.
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