JP3396916B2 - 直流直巻モータの制御装置 - Google Patents
直流直巻モータの制御装置Info
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- regenerative
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- control device
- power contactor
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Motor And Converter Starters (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流直巻モータの制御
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動産業車両の走行制御装置として用い
られる従来の直流直巻モータの制御装置の一例を図２を
用いて説明する。この装置は、低位端がフィールドコイ
ルＦの高位端に接続される直流直巻モータ１のアーマチ
ャコイルＡの高位端に回生コンタクタ２を通じて直流電
源１２からの電流を給電する電源コンタクタ１４と、フ
ィールドコイルＦの低位端と接地ラインＧＬとを電流制
御可能に接続する制御トランジスタ５と、アノードが両
コイルの接続点に接続されカソードが電源コンタクタ１
４の低位端に接続される第一フライホイルダイオード９
と、アノードがフィールドコイルＦの低位端に接続され
カソードが電源コンタクタ１４の低位端に接続される第
二フライホイルダイオード８と、アノードが接地ライン
ＧＬに接続されカソードがアーマチャコイルＡの高位端
に接続される回生ダイオード１０と、電源コンタクタ１
４の低位端と接地ラインＧＬとを接続する平滑コンデン
サ１３と、互いに直列接続されるとともに電源コンタク
タ１４の低位端とアーマチャコイルＡの低位端とを接続
する回生トランジスタ６及び回生抵抗７とを備えてい
る。 【０００３】また、フィールドコイルＦの両端にはそれ
ぞれ２極切替えスイッチからなる前進コンタクタ３及び
後進コンタクト４が配設され、フィールドコイルＦの両
端はアーマチャコイルＡの低位端と制御トランジスタ５
の高位端との間で逆転接続可能となっている。更に、互
いに直列接続されるとともに電源コンタクタ１４と並列
接続されたバイパスコンタクタ１６及びバイパス抵抗１
５が配設されている。１１は電流センサであり、各コン
タクタ２、１４、１６はマグネットスイッチからなる。 【０００４】平滑コンデンサ１３は制御トランジスタ５
の断続などに伴う給電電流の平滑化を図るものである。
バイパスコンタクタ１６は、電源コンタクタ１４投入時
に平滑コンデンサ１３に流れ込む過大な初期充電電流
（以下、突入電流という）が電源コンタクタ１４などを
流れ、接点などに悪影響を与えるのを回避するためのも
のであって、電源コンタクタ１４の投入に先立って投入
することにより突入電流を削減する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の直流直巻モータの制御装置は、突入電流の削減
が可能であるものの、バイパスコンタクタ１６及びバイ
パス抵抗１５の付設を必要とし、回路構成が複雑であ
り、装置が大型化するという課題があった。本発明は、
上記課題に鑑みなされたものであり、回路構成の複雑化
及び装置の大型化を回避しつつ、電源コンタクタ投入時
の突入電流の低減が可能な直流直巻モータの制御装置を
提供することを、その目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の直流直巻モータ
の制御装置は、低位端がフィールドコイルの高位端に接
続される直流直巻モータのアーマチャコイルの高位端に
回生コンタクタを通じて直流電源からの電流を給電する
電源コンタクタと、前記フィールドコイルの低位端と接
地ラインとを電流制御可能に接続する制御トランジスタ
と、アノードが前記両コイルの接続点に接続されカソー
ドが前記電源コンタクタの低位端に接続される第一フラ
イホイルダイオードと、アノードが前記フィールドコイ
ルの低位端に接続されカソードが前記電源コンタクタの
低位端に接続される第二フライホイルダイオードと、ア
ノードが前記接地ラインに接続されカソードが前記アー
マチャコイルの高位端に接続される第一回生ダイオード
と、前記電源コンタクタの低位端と前記接地ラインとを
接続する平滑コンデンサとを備える直流直巻モータの制
御装置において、互いに直列接続されるとともに前記電
源コンタクタの高位端と前記両コイルの接続点とを接続
する回生トランジスタ及び回生抵抗とを備えることを特
徴としている。 【０００７】 【作用及び発明の効果】電源コンタクタ投入に先立っ
て、回生トランジスタを投入すると、直流電源から回生
抵抗、両コイルの接続点、第一フライホイルダイオード
を通じて平滑コンデンサの高位端に充電電流が流れる。
この充電電流は回生抵抗により所望の値に制限されるの
で、その後に電源コンタクタを投入しても、平滑コンデ
ンサに過大な突入電流が流入することが無く、電源コン
タクタの接点や直流電源を大電流定格とする必要が無
く、また、上記した従来のバイパスコンタクタ及びバイ
パス抵抗を省略することができる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明を図１に示す一実施例により詳
細に説明する。電動産業車両の走行制御装置として用い
られる従来の直流直巻モータの制御装置の一例を図２を
用いて説明する。この装置は、低位端がフィールドコイ
ルＦの高位端に接続される直流直巻モータ１のアーマチ
ャコイルＡの高位端に回生コンタクタ２を通じて直流電
源１２からの電流を給電する電源コンタクタ１４と、フ
ィールドコイルＦの低位端と接地ラインＧＬとを電流制
御可能に接続する制御トランジスタ５と、アノードが両
コイルの接続点に接続されカソードが電源コンタクタ１
４の低位端に接続される第一フライホイルダイオード９
と、アノードがフィールドコイルＦの低位端に接続され
カソードが電源コンタクタ１４の低位端に接続される第
二フライホイルダイオード８と、アノードが接地ライン
ＧＬに接続されカソードがアーマチャコイルＡの高位端
に接続される回生ダイオード１０と、電源コンタクタ１
４の低位端と接地ラインＧＬとを接続する平滑コンデン
サ１３と、互いに直列接続されるとともに電源コンタク
タ１４の高位端（直流電源１２の高位端）とアーマチャ
コイルＡの低位端（本発明でいう両コイルの接続点）と
を接続する回生トランジスタ６及び回生抵抗７とを備え
ている。 【０００９】また、フィールドコイルＦの両端にはそれ
ぞれ２極切替えスイッチからなる前進コンタクタ３及び
後進コンタクト４が配設され、フィールドコイルＦの両
端はアーマチャコイルＡの低位端と制御トランジスタ５
の高位端との間で逆転接続可能となっている。詳しく説
明すると、フィールドコイルＦの両端は両コンタクタ
３、４の共通接点間に接続され、両コンタクタ３、４の
高位切り換え接点が本発明でいうフィールドコイルＦの
高位端として電流センサ１１を通じてアーマチャコイル
Ａの低位端に接続され、両コンタクタ３、４の低位切り
換え接点が本発明でいうフィールドコイルＦの低位端と
して制御トランジスタ５の高位端（ここではコレクタ）
に接続されている。 【００１０】マグネットスイッチからなる各コンタクタ
２、３、４、１４はコントローラ１７により制御され、
同様に、各トランジスタ５、６もコントローラ１７によ
り制御される。コントローラ１７は通常のマイコン構成
のものであるが、その構成及びプログラム内容は本発明
の要旨とは無関係であるので、説明を省略する。以下、
この制御装置の動作を説明する。 （起動）最初、トランジスタ５、６及びコンタクタ２、
１４はオフしている。 【００１１】電源コンタクタ１４の投入に先立って、回
生トランジスタ６を投入すると、直流電源１２から回生
トランジスタ６、回生抵抗７、電流センサ１１、第一フ
ライホイルダイオード９を通じて平滑コンデンサ１３の
高位端に充電電流が流れ、平滑コンデンサ１３が充電さ
れる。次に、回生トランジスタ６をオフし、回生コンタ
クタ２をオンし、電源コンタクタ１４をオンすると、ア
ーマチャコイルＡの高位端に電源電圧が印加されるが平
滑コンデンサ１３には許容可能な充電電流しか流入せ
ず、電源コンタクタ１４の接点や直流電源１２に負担と
はならない。 【００１２】この状態でコンタクタ３を高位切り換え接
点側へ、コンタクタ４を低位切り換え接点側へ接続し、
制御トランジスタ５を断続制御すると、所望の電流がア
ーマチャコイルＡ及びフィールドコイルＦを流れ、その
結果、この直流直巻モータ１を走行モータとする電気車
両は前進する。制御トランジスタ５の断続に伴う通電電
流の断続変化は平滑コンデンサ１３の充放電により平滑
化される。 【００１３】当然、後進はコンタクタ３、４の切り換え
により実施される。 （回生）回生すなわち走行エネルギで直流電源１２を充
電するには、電源コンタクタ１４はオンのままで、制御
トランジスタ５をオフして直流直巻モータ１の電動機動
作を停止し、プランギング動作阻止のために回生コンタ
クタ２をオフし、両コンタクタ３、４を逆接続（すなわ
ち、コンタクタ３を低位切り換え接点側へ接続し、コン
タクタ４を高位切り換え接点側へ接続）して直流直巻モ
ータ１を発電機動作可能状態とする。 【００１４】次に、回生トランジスタ６及び制御トラン
ジスタ５をオンしてフィールドコイルＦを励磁してアー
マチャコイルＡに発電電圧を生じさせ、その発電電流が
フィールドコイルＦに流れれば、回生トランジスタ６を
オフする。その結果、高電位となったアーマチャコイル
Ａの低位端から、電流センサ１１、コンタクタ４、フィ
ールドコイルＦ、コンタクタ３、第二フライホイルダイ
オード８、直流電源１２、接地ラインＧＬ、回生ダイオ
ード１０を通じてアーマチャコイルＡの高位端（ここで
は低電位）へと回生電流が環流し、直流電源１２が充電
される。 【００１５】以上説明したように、本実施例の回生式可
逆型直流直巻モータの制御装置では、電源コンタクタ１
４の投入に先立って回生トランジスタ６をオンして平滑
コンデンサ１３を予備充電するので、何ら専用の電気部
品を必要とすることなく、平滑コンデンサ１３の突入電
流を低減することができ、電源コンタクタ１４や直流電
源１２の寿命延長、最大電流定格の削減、回路構成の簡
単化及び装置の小型化を実現することができる。
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動産業車両の走行制御装置として用い
られる従来の直流直巻モータの制御装置の一例を図２を
用いて説明する。この装置は、低位端がフィールドコイ
ルＦの高位端に接続される直流直巻モータ１のアーマチ
ャコイルＡの高位端に回生コンタクタ２を通じて直流電
源１２からの電流を給電する電源コンタクタ１４と、フ
ィールドコイルＦの低位端と接地ラインＧＬとを電流制
御可能に接続する制御トランジスタ５と、アノードが両
コイルの接続点に接続されカソードが電源コンタクタ１
４の低位端に接続される第一フライホイルダイオード９
と、アノードがフィールドコイルＦの低位端に接続され
カソードが電源コンタクタ１４の低位端に接続される第
二フライホイルダイオード８と、アノードが接地ライン
ＧＬに接続されカソードがアーマチャコイルＡの高位端
に接続される回生ダイオード１０と、電源コンタクタ１
４の低位端と接地ラインＧＬとを接続する平滑コンデン
サ１３と、互いに直列接続されるとともに電源コンタク
タ１４の低位端とアーマチャコイルＡの低位端とを接続
する回生トランジスタ６及び回生抵抗７とを備えてい
る。 【０００３】また、フィールドコイルＦの両端にはそれ
ぞれ２極切替えスイッチからなる前進コンタクタ３及び
後進コンタクト４が配設され、フィールドコイルＦの両
端はアーマチャコイルＡの低位端と制御トランジスタ５
の高位端との間で逆転接続可能となっている。更に、互
いに直列接続されるとともに電源コンタクタ１４と並列
接続されたバイパスコンタクタ１６及びバイパス抵抗１
５が配設されている。１１は電流センサであり、各コン
タクタ２、１４、１６はマグネットスイッチからなる。 【０００４】平滑コンデンサ１３は制御トランジスタ５
の断続などに伴う給電電流の平滑化を図るものである。
バイパスコンタクタ１６は、電源コンタクタ１４投入時
に平滑コンデンサ１３に流れ込む過大な初期充電電流
（以下、突入電流という）が電源コンタクタ１４などを
流れ、接点などに悪影響を与えるのを回避するためのも
のであって、電源コンタクタ１４の投入に先立って投入
することにより突入電流を削減する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の直流直巻モータの制御装置は、突入電流の削減
が可能であるものの、バイパスコンタクタ１６及びバイ
パス抵抗１５の付設を必要とし、回路構成が複雑であ
り、装置が大型化するという課題があった。本発明は、
上記課題に鑑みなされたものであり、回路構成の複雑化
及び装置の大型化を回避しつつ、電源コンタクタ投入時
の突入電流の低減が可能な直流直巻モータの制御装置を
提供することを、その目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の直流直巻モータ
の制御装置は、低位端がフィールドコイルの高位端に接
続される直流直巻モータのアーマチャコイルの高位端に
回生コンタクタを通じて直流電源からの電流を給電する
電源コンタクタと、前記フィールドコイルの低位端と接
地ラインとを電流制御可能に接続する制御トランジスタ
と、アノードが前記両コイルの接続点に接続されカソー
ドが前記電源コンタクタの低位端に接続される第一フラ
イホイルダイオードと、アノードが前記フィールドコイ
ルの低位端に接続されカソードが前記電源コンタクタの
低位端に接続される第二フライホイルダイオードと、ア
ノードが前記接地ラインに接続されカソードが前記アー
マチャコイルの高位端に接続される第一回生ダイオード
と、前記電源コンタクタの低位端と前記接地ラインとを
接続する平滑コンデンサとを備える直流直巻モータの制
御装置において、互いに直列接続されるとともに前記電
源コンタクタの高位端と前記両コイルの接続点とを接続
する回生トランジスタ及び回生抵抗とを備えることを特
徴としている。 【０００７】 【作用及び発明の効果】電源コンタクタ投入に先立っ
て、回生トランジスタを投入すると、直流電源から回生
抵抗、両コイルの接続点、第一フライホイルダイオード
を通じて平滑コンデンサの高位端に充電電流が流れる。
この充電電流は回生抵抗により所望の値に制限されるの
で、その後に電源コンタクタを投入しても、平滑コンデ
ンサに過大な突入電流が流入することが無く、電源コン
タクタの接点や直流電源を大電流定格とする必要が無
く、また、上記した従来のバイパスコンタクタ及びバイ
パス抵抗を省略することができる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明を図１に示す一実施例により詳
細に説明する。電動産業車両の走行制御装置として用い
られる従来の直流直巻モータの制御装置の一例を図２を
用いて説明する。この装置は、低位端がフィールドコイ
ルＦの高位端に接続される直流直巻モータ１のアーマチ
ャコイルＡの高位端に回生コンタクタ２を通じて直流電
源１２からの電流を給電する電源コンタクタ１４と、フ
ィールドコイルＦの低位端と接地ラインＧＬとを電流制
御可能に接続する制御トランジスタ５と、アノードが両
コイルの接続点に接続されカソードが電源コンタクタ１
４の低位端に接続される第一フライホイルダイオード９
と、アノードがフィールドコイルＦの低位端に接続され
カソードが電源コンタクタ１４の低位端に接続される第
二フライホイルダイオード８と、アノードが接地ライン
ＧＬに接続されカソードがアーマチャコイルＡの高位端
に接続される回生ダイオード１０と、電源コンタクタ１
４の低位端と接地ラインＧＬとを接続する平滑コンデン
サ１３と、互いに直列接続されるとともに電源コンタク
タ１４の高位端（直流電源１２の高位端）とアーマチャ
コイルＡの低位端（本発明でいう両コイルの接続点）と
を接続する回生トランジスタ６及び回生抵抗７とを備え
ている。 【０００９】また、フィールドコイルＦの両端にはそれ
ぞれ２極切替えスイッチからなる前進コンタクタ３及び
後進コンタクト４が配設され、フィールドコイルＦの両
端はアーマチャコイルＡの低位端と制御トランジスタ５
の高位端との間で逆転接続可能となっている。詳しく説
明すると、フィールドコイルＦの両端は両コンタクタ
３、４の共通接点間に接続され、両コンタクタ３、４の
高位切り換え接点が本発明でいうフィールドコイルＦの
高位端として電流センサ１１を通じてアーマチャコイル
Ａの低位端に接続され、両コンタクタ３、４の低位切り
換え接点が本発明でいうフィールドコイルＦの低位端と
して制御トランジスタ５の高位端（ここではコレクタ）
に接続されている。 【００１０】マグネットスイッチからなる各コンタクタ
２、３、４、１４はコントローラ１７により制御され、
同様に、各トランジスタ５、６もコントローラ１７によ
り制御される。コントローラ１７は通常のマイコン構成
のものであるが、その構成及びプログラム内容は本発明
の要旨とは無関係であるので、説明を省略する。以下、
この制御装置の動作を説明する。 （起動）最初、トランジスタ５、６及びコンタクタ２、
１４はオフしている。 【００１１】電源コンタクタ１４の投入に先立って、回
生トランジスタ６を投入すると、直流電源１２から回生
トランジスタ６、回生抵抗７、電流センサ１１、第一フ
ライホイルダイオード９を通じて平滑コンデンサ１３の
高位端に充電電流が流れ、平滑コンデンサ１３が充電さ
れる。次に、回生トランジスタ６をオフし、回生コンタ
クタ２をオンし、電源コンタクタ１４をオンすると、ア
ーマチャコイルＡの高位端に電源電圧が印加されるが平
滑コンデンサ１３には許容可能な充電電流しか流入せ
ず、電源コンタクタ１４の接点や直流電源１２に負担と
はならない。 【００１２】この状態でコンタクタ３を高位切り換え接
点側へ、コンタクタ４を低位切り換え接点側へ接続し、
制御トランジスタ５を断続制御すると、所望の電流がア
ーマチャコイルＡ及びフィールドコイルＦを流れ、その
結果、この直流直巻モータ１を走行モータとする電気車
両は前進する。制御トランジスタ５の断続に伴う通電電
流の断続変化は平滑コンデンサ１３の充放電により平滑
化される。 【００１３】当然、後進はコンタクタ３、４の切り換え
により実施される。 （回生）回生すなわち走行エネルギで直流電源１２を充
電するには、電源コンタクタ１４はオンのままで、制御
トランジスタ５をオフして直流直巻モータ１の電動機動
作を停止し、プランギング動作阻止のために回生コンタ
クタ２をオフし、両コンタクタ３、４を逆接続（すなわ
ち、コンタクタ３を低位切り換え接点側へ接続し、コン
タクタ４を高位切り換え接点側へ接続）して直流直巻モ
ータ１を発電機動作可能状態とする。 【００１４】次に、回生トランジスタ６及び制御トラン
ジスタ５をオンしてフィールドコイルＦを励磁してアー
マチャコイルＡに発電電圧を生じさせ、その発電電流が
フィールドコイルＦに流れれば、回生トランジスタ６を
オフする。その結果、高電位となったアーマチャコイル
Ａの低位端から、電流センサ１１、コンタクタ４、フィ
ールドコイルＦ、コンタクタ３、第二フライホイルダイ
オード８、直流電源１２、接地ラインＧＬ、回生ダイオ
ード１０を通じてアーマチャコイルＡの高位端（ここで
は低電位）へと回生電流が環流し、直流電源１２が充電
される。 【００１５】以上説明したように、本実施例の回生式可
逆型直流直巻モータの制御装置では、電源コンタクタ１
４の投入に先立って回生トランジスタ６をオンして平滑
コンデンサ１３を予備充電するので、何ら専用の電気部
品を必要とすることなく、平滑コンデンサ１３の突入電
流を低減することができ、電源コンタクタ１４や直流電
源１２の寿命延長、最大電流定格の削減、回路構成の簡
単化及び装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の直流直巻モータの制御装置の一実施
例を示す回路図。 【図２】 従来の直流直巻モータの制御装置の一実施例
を示す回路図。 【符号の説明】 Ａはアーマチャコイル、Ｆはフィールドコイル、１は直
流直巻モータ、２は回生コンタクタ、３、４はコンタク
タ、５は制御トランジスタ、６は回生トランジスタ、７
は回生抵抗、８は第二フライホイルダイオード、９は第
一フライホイルダイオード、１０は回生ダイオード、１
２は直流電源、１３は平滑コンデンサ、１４は電源コン
タクタ、１７はコントローラ。
例を示す回路図。 【図２】 従来の直流直巻モータの制御装置の一実施例
を示す回路図。 【符号の説明】 Ａはアーマチャコイル、Ｆはフィールドコイル、１は直
流直巻モータ、２は回生コンタクタ、３、４はコンタク
タ、５は制御トランジスタ、６は回生トランジスタ、７
は回生抵抗、８は第二フライホイルダイオード、９は第
一フライホイルダイオード、１０は回生ダイオード、１
２は直流電源、１３は平滑コンデンサ、１４は電源コン
タクタ、１７はコントローラ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60L 15/00 - 15/38
H02P 1/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 低位端がフィールドコイルの高位端に接
続される直流直巻モータのアーマチャコイルの高位端に
回生コンタクタを通じて直流電源からの電流を給電する
電源コンタクタと、前記フィールドコイルの低位端と接
地ラインとを電流制御可能に接続する制御トランジスタ
と、アノードが前記両コイルの接続点に接続されカソー
ドが前記電源コンタクタの低位端に接続される第一フラ
イホイルダイオードと、アノードが前記フィールドコイ
ルの低位端に接続されカソードが前記電源コンタクタの
低位端に接続される第二フライホイルダイオードと、ア
ノードが前記接地ラインに接続されカソードが前記アー
マチャコイルの高位端に接続される第一回生ダイオード
と、前記電源コンタクタの低位端と前記接地ラインとを
接続する平滑コンデンサとを備える直流直巻モータの制
御装置において、互いに直列接続されるとともに前記電
源コンタクタの高位端と前記両コイルの接続点とを接続
する回生トランジスタ及び回生抵抗とを備えることを特
徴とする直流直巻モータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20666693A JP3396916B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 直流直巻モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20666693A JP3396916B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 直流直巻モータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767215A JPH0767215A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3396916B2 true JP3396916B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=16527123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20666693A Expired - Fee Related JP3396916B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 直流直巻モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396916B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP20666693A patent/JP3396916B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0767215A (ja) | 1995-03-10 |
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