JP3626893B2 - 直流分巻他励モータの回生制御回路及びその回生制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流分巻他励モータの回生制御回路及びその回生制御方法に関し、特に、ＩＧＢＴが用いられこれに過大な電流が流れて破壊されることを防止する直流分巻他励モータの回生制御回路及びその回生制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフトには、バッテリーを電源とする直流分巻他励モータが用いられる。このようなバッテリフォークの回路は、ブレーキ時に回生電流をバッテリーに戻す回生式制動回路が設けられている。そのような回生式制動回路は、図５に示されるように、モータ電機子１０１に並列にスイッチング素子１０２が接続し、モータ回転数に応じて界磁電流を制御し、その制御により流れる回生電流が十分に得られない場合に、モータ端子間をスイッチング素子１０２をＯＮ（ＤＵＴＹ１００％）することにより、指令通りの回生電流が得られるように制御し、回生時のブレーキトルクが一定となるように電機子電流と界磁電流とを制御している。バッテリ電圧が低下した際には、スイッチング素子１０２がＯＦＦであっても、回生電流が過大になり、スイッチング素子１０３が破壊される恐れがある。
【０００３】
バッテリー電圧が低下していない間は、指令通りの回生電流と界磁電流が流れてブレーキトルクが一定であるが、バッテリー電圧が低下した際に回生電流の過大化を抑制してスイッチング素子１０３の破壊を防止することが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、バッテリー電圧が低下していない間は、指令通りの回生電流と界磁電流が流れてブレーキトルクが一定であるが、バッテリー電圧が低下した際に回生電流の過大化を抑制してスイッチング素子の破壊を防止することができる直流分巻他励モータの回生制御回路及びその回生制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００６】
本発明による直流分巻他励モータの回生制御回路は、電池（１）と、電池（１）の両極（３，４）間に並列に接続される電機子（５）と界磁巻線（６）とから形成されるモータと、両極（３，４）間に電機子（５）と直列に接続され電機子（５）に流れる電機子電流（Ｉａ）を制御する第１ＤＵＴＹ制御用通電素子（８）と、界磁巻線（６）に流れる界磁電流を制御する第２ＤＵＴＹ制御用通電素子（７）と、電機子電流（Ｉａ）を検出するセンサー（１１）とを含み、回生時の電機子電流（Ｉａ）が規定値以上であることをセンサー（１１）が検出した際に第２ＤＵＴＹ制御用通電素子（７）のＤＵＴＹが低下する。バッテリー電圧が低下していない場合に、指令通りの回生電流と界磁電流を確保してブレーキトルクが一定になる制御は従来通りであり、バッテリ電圧が低下した際には従来では他のスイッチング素子（図５の１０２）を仮にＯＦＦにした場合でも第１ＤＵＴＹ制御用通電素子（８）に過大電流が流れるところであるが、第２ＤＵＴＹ制御用通電素子（７）のＤＵＴＹを低下させる制御により、第１ＤＵＴＹ制御用通電素子（８）に流れる過電流を抑制して、それの破壊を防止することができる。第１ＤＵＴＹ制御用通電素子は、特に、過電流により破壊される恐れが高いＩＧＢＴである。このようなモータは、フォークリフトに用いられて特に有効である。
【０００７】
本発明による直流分巻他励モータの回生制御方法は、回生電流（Ｉａ）を測定すること、回生電流が規定値以上である場合に界磁電流（Ｉｆ）を低減することとを含む。低減することは、ＰＷＭ指令により実行されることである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図に一致対応して、本発明による直流分巻他励モータの回生制御回路の実施の形態は、フォークリフトに搭載され、バッテリとともに電流制御回路が設けられている。そのバッテリ１は、電流制御回路２に直列に接続されている。電流制御回路２は、バッテリ１の正極側回路線３とバッテリ１の負極側回路線４とを備えている。正極側回路線３と負極側回路線４との間に、電機子巻線が励磁されて推力を受ける電機子５と界磁巻線６とが並列に接続されている。
【０００９】
界磁巻線６は、それぞれに開閉する４個のＤＵＴＹ制御用通電素子７の間でブリッジ接続により介設されている。正極側回路線３と負極側回路線４の間で、ＤＵＴＹ制御用ＩＧＢＴ８が電機子５に直列に接続している。ＤＵＴＹ制御用ＩＧＢＴ８と正極側回路線３との間で開閉し、更に、ＤＵＴＹ制御用素子９が電機子５に並列に接続している。
【００１０】
２つの電流検出センサが設けられている。１つの電流検出センサは、電機子５に流れる電機子電流を検出する電機子電流センサ１１である。他の１つの電流検出センサは、界磁巻線６に流れる界磁電流を検出する界磁電流センサ１２である。
【００１１】
バッテリ電圧が低下していない場合には、図２に示されるように、ＤＵＴＹ制御用素子９のＤＵＴＹ制御とＤＵＴＹ制御用通電素子７のＤＵＴＹ制御、又は、ＤＵＴＹ制御用通電素子７のＤＵＴＹ制御のみにより、回生電流Ｉａと界磁電流Ｉｆを制御することにより、従来の通り、回生ブレーキトルクが一定に制御される。バッテリ電圧が低下した場合、図３のフローに示されるように、制限値Ｉａ’より低目に設定される基準値Ｉａ”を越える回生電流Ｉａが、電機子電流センサ１１により検出される（ステップＳ１）。Ｉａ”＜Ｉａ＜Ｉａ’であれば（ステップＳ２）、ＤＵＴＹ制御用通電素子７のＤＵＴＹを低下させるようにＰＷＭ指令をＤＵＴＹ制御用通電素子７に与え（ステップＳ３）、界磁電流Ｉｆを少なくすることにより、電機子５の巻線が界磁巻線６から受ける励起力を減少させる。この励起力の減少は、回線電流Ｉａを減少させる。この減少は、ＤＵＴＹ制御用ＩＧＢＴ８を過電流から防止してＤＵＴＹ制御用ＩＧＢＴ８を保護することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明による直流分巻他励モータの回生制御回路及びその回生制御方法は、電池電圧が低下したときにも回生電流の過大化を防止することによって回生電流が流れるＤＵＴＹ制御用素子を有効に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による直流分巻他励モータの回生制御回路の実施の形態を示す回路図である。
【図２】図２は、図１の一部の動作状態を示す回路図である。
【図３】図３は、本発明による直流分巻他励モータの回生制御方法の実施の形態を示すフロー図である。
【図４】図４は、公知装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１…電池
３，４…両極
５…電機子
６…界磁巻線
７…第２ＤＵＴＹ制御用通電素子
８…第１ＤＵＴＹ制御用通電素子
１１…センサー
Ｉａ…電機子電流
Ｉｆ…界磁電流

Claims (3)

1. 電池と、
   前記電池の両極間に並列に接続される電機子と界磁巻線とから形成されるモータと、
   前記両極間に前記電機子と直列に接続され前記電機子に流れる電機子電流を制御する第１ＤＵＴＹ制御用通電素子と、
   前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御するブリッジ回路と、
   前記電機子電流を検出するセンサーとを含み、
   前記ブリッジ回路は複数の第２ＤＵＴＹ制御用通電素子を備え、
   前記複数の第２ＤＵＴＹ制御用通電素子は、
   第２ＤＵＴＹ制御用第１通電素子と、
   前記第２ＤＵＴＹ制御用第１通電素子に前記両極間で直列に接続される第２ＤＵＴＹ制御用第２通電素子と、
   第２ＤＵＴＹ制御用第３通電素子と、
   第２ＤＵＴＹ制御用第３通電素子に前記両極間で直列に接続される第２ＤＵＴＹ制御用第４通電素子とを含み、
   前記第２ＤＵＴＹ制御用第１通電素子と前記第２ＤＵＴＹ制御用第２通電素子の第１組は、前記第２ＤＵＴＹ制御用第３通電素子と前記第２ＤＵＴＹ制御用第４通電素子の第２組に対して前記両極間で並列に接続され、前記界磁巻線は前記第１組と前記第２組の間でブリッジ接続され、
   回生時に前記センサーにより検出され前記電機子に流れる回生電流はＩａで表され、制御値はＩａ’で表され、前記制御値Ｉａ’より低めに設定される基準値はＩａ”で表され、前記回生電流Ｉａが下記条件：
   Ｉａ”＜Ｉａ＜Ｉａ’
   を満たせば、前記複数の前記第２ＤＵＴＹ制御用通電素子のＤＵＴＹを低下させるようにＰＷＭ指令を前記複数の前記第２ＤＵＴＹ制御用通電素子に与え、前記界磁巻線に流れる界磁電流Ｉｆを少なくすることにより、前記回線電流Ｉａを減少させる
   直流分巻他励モータの回生制御回路。
2. 請求項１において、
   前記第１ＤＵＴＹ制御用通電素子は過電流により破壊される恐れがあるＩＧＢＴである
   直流分巻他励モータの回生制御回路。
3. 請求項１において、
   前記モータは、フォークリフトに搭載されている
   直流分巻他励モータの回生制御回路。

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