JPH0514484B2 - - Google Patents

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JPH0514484B2
JPH0514484B2 JP58040120A JP4012083A JPH0514484B2 JP H0514484 B2 JPH0514484 B2 JP H0514484B2 JP 58040120 A JP58040120 A JP 58040120A JP 4012083 A JP4012083 A JP 4012083A JP H0514484 B2 JPH0514484 B2 JP H0514484B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気車の制動制御方式に関する。
電気車、特に電気式フオークリフトの制動は、
制動から逆転への移行がスムーズに行えるため、
プラツギング制動が一般的である。制動時にバツ
テリーへ電力を回生する回生制動は、電機子巻線
あるいは界磁巻線の切換え等操作が面倒でその割
に得られる効果は少く従来はそれ程用いられてな
かつた。ところが、近年の省エネルギーの風潮の
高まりとともに、回生制動が再び見直されるよう
になり、特に起動、停止を頻繁に繰返す電気式フ
オークリフトにあつて、制動毎にバツテリへ電力
を返還する当回生制動は、かなりの電力量の節減
が期待でき従来の操作機構の複雑性等不利益をカ
バーするに十分の省エネルギー効果を持つと考え
られるようになつてきた。
この発明は、回生制動とプラツギング制動を組
合せ、回生電力の大きい高速域では回生制動を行
い、回生電力の小さいあるいは回生の不可能の低
速域ではプラツギング制動を行つて、省エネルギ
ー効果とプラツギング制動の持つ走行機能を備え
た電気車の制動制御方式を提供するものである。
第１図に従来例のブロツク図を示す。同図にお
いて、Ｆ，Ｒは夫々前進用、後進用のリレー、Ｅ
は電源のバツテリ、CHは主回路電流制御用のチ
ヨツパ、SR１は転流ダイオード、SR２はプラツ
ギング制動用のダイオード、MFは走行用電動機
の界磁、MAは同じく電動機の電機子、またFS，
RSは夫々前進用、後進用の選択スイツチである。
プラツギング制動の動作を説明する。電気車を
前進走行させるには、前進選択スイツチFSを投
入前進用リレーＦを付勢しＡ接点FAを破線図示
の位置に切換える。この状態でチヨツパCHを作
動させ、バツテリＥの正極側、後進用リレーＲの
Ｂ接点RB、走行用電動機の電機子MA、電動機
の界磁MF、チヨツパCH、バツテリＥの負極側、
と閉回路を形成、通電を行い電流を流し、走行用
電動機を駆動する。プラツギング制動は、前進選
択スイツチFSを開放、後進選択スイツチRSを投
入し、前進用リレーＦを消勢、後進用リレーＲを
付勢する。すなわち、電動機電機子MA切換用の
前進用リレーＦの接点はＢ接点FBに、後進用リ
レーＲの接点はＡ接点RAに切換わる。この状態
でチヨツパCHを作動させると電動機の界磁MF
に電流が流れ界磁束が生成、電機子MAには図示
極性の電圧が誘起する。この結果、後進用リレー
ＲのＡ接点RA、プラツギング用ダイオードSR
２、前進用リレーＦのＢ接点FBを介し駆動時と
は逆方向へ電流が流れ、制動トルクを発生、電気
車の制動を行う。
このように、プラツギング制動はプラツギング
用のダイオードSR２を介し制動電流を流すので
あり、制動のエネルギーは電機子巻線の抵抗分、
プラツギング用ダイオードSR２、特に前者の電
機子巻線で熱として消費され電機子巻線の発熱を
招き、もちろんバツテリーへの回生等行われず何
らの省エネルギー効果もない。
この発明はプラツギング制動の持つ前進から停
止、逆進のスムーズな走行機能を失うことなく、
回生制動を行い省エネルギーを図るもので、第２
図の実施例のブロツク線図、第３図、第４図のタ
イムチヤート、第５図から第８図にかけての電流
ブロツク図に基づき具体的に説明する。
第２図の実施例のブロツク線図において、は
主回路、は制御回路であり、主回路は第１図
示する従来のものに電流検出器CT、界磁抵抗Ｒ
１とその投入用常開スイツチGA、回生用ダイオ
ードSR３、カ行／プラツギング常開スイツチ
PA、を新たに挿入する。
電流検出器CTは制動時に回生制動を行うかプ
ラツギング制動によるかを判別するためのもので
電機子電流を検出するべく電機子回路に挿入され
る。また、界磁抵抗Ｒ１と、その投入用常開スイ
ツチGAの直列回路は、プラツギング制動用ダイ
オードSR２に並列接続され、カ行および制動の
際の初期励磁用であり走行用電動機の界磁MFへ
励磁電力を供給し立上り時の界磁束を確立する。
カ行／プラツギング常開スイツチPAはカ行時に
閉路しバツテリＥを接続する。回生用ダイオード
SR３は回生制動において、チヨツパーCHがON
の時の電流通路を形成する。
制御回路は従来の前後進選択スイツチFS，
RS、前後進用リレーＦ，Ｒの各直列回路からな
る前進指令回路イ、後進指令回路イに次の要素を
新たに加える。
前進、後進の各指令回路イ，ロと並列に、ダイ
オードＤ１，Ｄ２を介し、オンデイレイのタイマ
ーリレーＴ、カ行用リレーＰとその作動を選択す
るトランジスタＱ１の直列回路からなるカ行／プ
ラツギング指令回路ハ、タイマーリレーＴの常閉
スイツチと界磁抵抗Ｒ１の投入用リレーＧの直列
回路からなる界磁抵抗投入指令回路ニ、が各接続
される。また、比較器CPとその動作を制御する
自己帰還回路SFが新たに設けられ、先の主回路
における回生電流検出用の電流検出器CTの作
動を選択切替し、制動時の回生エネルギーが予め
の一定値以上であれば回生制動を行い、速度が低
下し十分な回生エネルギーが得られない場合はプ
ラツギング制動とする。自己帰還回路SFは回生
用リレーＸと、このリレーＸの作動を選択するト
ランジスタＱ２から構成され、トランジスタＱ２
のベース回路はタイマーＴの常開スイツチTAを
要素の一つとする。すなわち、タイマーＴがON
の間はトランジスタＱ２がON、回生用リレーＸ
がONとなり自己帰還常閉スイツチXBが開路で
あり、主回路の電流検出器CTが系より切り離さ
れカ行中の電動機電流は動作に無関係となる。
オンデイレイのタイマーリレーＴは、前進ある
いは後進の各指令回路イ，ロが動作となるカ行時
における電動機界磁束の確立用であり一定のタイ
マー時間、電動機界磁MFを界磁抵抗Ｒ１を介し
バツテリＥに接続する。一方制動時にあつても上
記と同様一定のタイマー時間、自己帰還常閉スイ
ツチXBを閉路とし界磁束の生成による誘導起電
力の立上げとそれに伴う回生電流を検出すべく電
流検出器を投入する。これにより、回生電流が増
大し、CP出力がＨよりＬに切り換わればタイマ
ー時間が終了した後も自己帰還回路SFの働きに
より常閉スイツチXBは閉路のままとなる。
カ行／プラツギング指令回路ハはカ行時とプラ
ツギング制動時にカ行／プラツギング常開スイツ
チPAを閉路しバツテリ電源Ｅを接続するととも
に回生制動時に開路し回生制動回路を形成する。
以上、主回路と制御回路の構成および各回
路を構成する要素の役割を説明したが、次にその
動作を第３図、第４図のタイムチヤートと、第５
図から第８図にかけてのカ行／制動各モードの電
流経路ブロツク線図により説明する。
第３図のタイムチヤートにおいて時点ｔ０から
ｔ２までの、前進カ行（第５図）について述べ
る。第２図主回路で前進選択スイツチFSを時点
ｔ０で投入前進用リレーＦを付勢し前進指令回路
イを作動させると、電機子MAの前進常開閉スイ
ツチがFBからFAとなり、かつタイマーリレーＴ
の常閉スイツチTBを介し界磁用リレーＧが付勢
され界磁抵抗常開スイツチGAが閉路、界磁抵抗
Ｒ１が投入され界磁回路が形成される。
また、比較器CPの入力は零レベルでその出力
はＨとなり、トランジスタＱ１はON、カ行用リ
レーＰが付勢されカ行／プラツギング常開スイツ
チPAは閉路で電機子MAにバツテリ電源Ｅが接
続される。自己帰還回路SFはオンデイレイタイ
マーリレーＴのタイマー期間の間、スイツチTA
が開路でトランジスタＱ２がOFF、回生用リレ
ーＸは付勢されず自己帰還常閉スイツチXBは閉
路である。
時点ｔ１でタイマーリレーＴが作動し、常閉ス
イツチTBが開路、界磁リレーＧが消勢され界磁
抵抗Ｒ１が切り離され、本来の直巻電動機として
の回路が形成される（第５図）。また、自己帰還
回路SFは、タイマーリレーＴの常開スイツチTA
が閉路、トランジスタＱ２がONとなり回生用リ
レーＸが付勢され、自己帰還常閉スイツチXBが
開路、電流検出器CTが系より切り離される。比
較器CP入力は零レベルを維持し出力はＨのまま
でトランジスタＱ１がON、投入リレーＰは付勢
でありカ行／プラツギング常開スイツチPAが閉
路のままである。このカ行モードでチヨツパCH
のON、OFFにより加速、減速等走行制御（第４
図）が行われ通常の運転状態に入る。
次に停止から後進について説明する。
時点ｔ２で前進用選択スイツチFSを開放、前
進指令回路イの作動を停止する。すなわち、前進
用リレーＦ、タイマーリレーＴ、カ行用リレーＰ
の付勢が解除され、電機子極性切り換えがFAか
らFB側となり、電機子MAが回路より切り離さ
れる。また、カ行用リレーＰのカ行／プラツギン
グ常開スイツチPAが開路となり、バツテリＥが
切り離される。また、自己帰還回路SFのタイマ
ーリレー常開スイツチTAも開路となり、トラン
ジスタＱ２がOFF、回生用リレーＸも消勢され、
自己帰還常閉スイツチXBが閉路、再び電流検出
器CTが接続される。なお、電機子電流回路は形
成されず比較器CP入力は零で出力はＨレベルを
維持する。
時点ｔ３で後進用選択スイツチRSを投入、後
進用リレーＲを作動させ、後進指令回路イに出力
を生成かつタイマーリレーＴを付勢する。なお、
トランジスタＱ１はONのままでカ行用リレーＰ
も付勢される。すなわち、主回路電機子MAの後
進用極性切り換えはRA側となり、また、タイマ
ーリレーＴのオンデイレイ時限の間、界磁用リレ
ーＧが付勢され界磁抵抗Ｒ１を系へ挿入、界磁回
路を形成する。すなわち、初期励磁用の界磁束を
生成しまた電動機は通常の速度で回転しており誘
導起電力が生成され、チヨツパCHの動作に伴い
制動電流が流れる（第６図）。この制動電流は電
流検出器CTに信号を発生させ比較器CPの反転入
力となり、比較器CP出力をＨからＬレベルに切
り換える（t′３）。
時点ｔ４でオンデイレイタイマーリレーＴの一
定時限を経過しタイマーリレーＴがONとなる。
すなわち、前進用選択スイツチFS投入時と同じ
くタイマーリレーＴの常閉スイツチTBが開路、
界磁用リレーＧは消勢、界磁抵抗Ｒ１が回路より
切り離され、また自己帰還回路SFの常開スイツ
チTAが閉路になるが比較器CP出力はＬレベルで
トランジスタＱ２はOFFされたままである。す
なわち、回生用リレーＸは消勢状態にあり自己帰
還常閉スイツチXBは閉路を続け電流検出器CT
の出力が比較器CPの反転入力として供給される。
比較器CPの出力は、電流検出器CTの出力信号が
予め定めた一定値より下方に低下するまではＬレ
ベルを維持し、言い換えれば電動機の回生電流が
予めの値以上にあればトランジスタＱ１がOFF、
カ行用リレーＰは付勢されずカ行／プラツギング
常開スイツチPAが開路でありバツテリＥは接続
されづカ行モードを構成しない。
すなわち、ｔ４以後は第６図に示すようにチヨ
ツパCHのON、OFFに応じ、電機子MA、界磁
MF、チヨツパCH、回生用ダイオードSR３、電
流検出器CTの経路をとおる電機子抵抗制動と、
同じく電機子MA、界磁MA、転流用ダイオード
SR１、バツテリＥ、回生用ダイオードSR３、電
流検出器CTの経路をとおる回生制動とを繰り返
し電動機速度が低下し回生困難の制動エネルギー
に達するまで行われる。
時点ｔ５で制動電流が基準値に低下し、比較器
CP出力がＬよりＨに切り換わると、トランジス
タＱ１がON、カ行用リレーＰが付勢されカ行／
プラツギング常開スイツチPAが閉路、バツテリ
Ｅが接続される（第７図）。またトランジスタＱ
２もON、回生用リレーＸが付勢され自己帰還常
閉スイツチXBは開路、電流検出器CTが切り離
される。すなわち、バツテリＥが始めの極性とは
逆向きの後進のカ行モードに接続され、電動機誘
導起電力はプラツギング用ダイオードSR２を介
し短絡され、このSR２回路、カ行／プラツギン
グ常開スイツチPA、電流検出器CTを経て制動電
流が流れる（第７図）。
時点ｔ６で制動電流が零、すなわち電動機の誘
導起電旅が殆ど零となると電動機は一旦停止する
が、次の時点で後進運転方向に接続のバツテリＥ
が作動し、チヨツパCHのON、OFFデユテイ比
に基づき再び駆動電流が流れ、電動機は後進のカ
行モードで逆方向に駆動される（第８図）。
上記一連の動作モードをまとめると、ｔ０−ｔ
１間で界磁束確立用の界磁回路が形成され、ｔ１
−ｔ２間で加速、定常走行のカ行モード（第５
図）で運転が行われ、ｔ２−ｔ３間の切換期間を
経てｔ３−ｔ４間の界磁回路確立期間とも相まつ
てｔ３−ｔ５間の回生制動域（第６図）に至り、
かつｔ５−ｔ６間のプラツギング制動（第７図）
により電動機は一旦停止し、更にｔ６以降は後進
のカ行モード（第８図）となり、電気車は後進走
行を行う。
以上述べたように、この発明は前進あるいは後
進走行中に制動をかけ停止させるか、または停止
から逆方向に駆動させたい場合、前進、後進の選
択スイツチFS，RSを現在の前進、後進走行とは
逆転投入するだけの極めて簡易の操作により行う
ものである。すなわち、電気車速度が大で制動エ
ネルギーが十分得られるならば、回生制動を行い
制動エネルギーをバツテリへ返還し、電気車速度
が低下し制動エネルギーが回生困難の値にまで軽
減されたならばプラツギング制動に切り換え電動
機電機子回路の抵抗その他により熱として消費さ
せ、更に電動機が停止の後は何らの操作を行うこ
となくそのまま引続き反対方向へのカ行運転を可
能とする。電動機の有する制動エネルギーの大小
により回生制動あるいはプラツギング制動の選択
を自動的に行い、省エネルギー効果大の回生制動
と、制動から逆転へのスムーズな移行を行うプラ
ツギング制動を適宜組合せ、優れた作用効果を有
するようにした。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例のブロツク線図、第２図は本発
明実施例のブロツク線図、第３図、第４図はその
動作を説明するためのタイムチヤート、第５図、
第６図、第７図、第８図は電動機の各動作モード
における電流経路ブロツク線図で、それぞれ前進
カ行前進回生制動、前進プラツギング制動、後進
カ行の各モードを表わす。 MA……電動機電機子、MF……電動機界磁、
CH……チヨツパ、Ｅ……バツテリ、SR１……転
流ダイオード、SR２……プラツギング用ダイオ
ード、SR３……回生用ダイオード、Ｒ１……界
磁抵抗、イ……前進指令回路、ロ……後進指令回
路、ハ……カ行／プラツギング指令回路、ニ……
界磁抵抗投入指令回路、Ｔ……タイマーリレー、
FA，FB……前進常開閉スイツチ、RA，RB…
…後進常開閉スイツチ、GA……界磁抵抗常開ス
イツチ、CP……比較器、SF……自己帰還回路、
XB……自己帰還常閉スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 前進指令回路イと、後進指令回路ロと、タイ
    マーリレーＴと、力行／プラツギング指令回路ハ
    と、界磁抵抗投入指令回路ニと、自己帰還回路
    SFと、比較器CPと、電流検出器CTと、自己帰
    還常閉スイツチXBとを有する電気車の制動制御
    装置であつて、 電気車の主回路は、力行及びプラツギング常開
    スイツチPAと回生用ダイオードSR３からなる直
    列回路の力行／プラツギング常開スイツチPAの
    一端がバツテリＥの正極に、回生用ダイオード
    SR３のアノードがバツテリＥの負極に接続され、
    両端に前進常開閉スイツチFA，FBと、後進常開
    閉スイツチRA，RBとをそれぞれ接続した電機
    子MAの一端が回生用ダイオードSR３のカソー
    ドに接続され、他端側が電動機界磁MFを介して
    チヨツパCHの一端に接続され、チヨツパCHの
    他端がバツテリＥの負極に接続され、界磁抵抗常
    開スイツチGAと界磁抵抗Ｒ１との直列回路と、
    プラツギング用ダイオードSR２との並列回路が
    電動機界磁MFの電機子MA側とバツテリＥの正
    極間に接続され、転流ダイオードSR１が電動機
    界磁MFのチヨツパCH側とバツテリＥの正極間
    に接続されたものからなり、 前進指令回路イと、後進指令回路ロとは、それ
    ぞれ選択されて出力信号を発生して、前進常開閉
    スイツチFA，FB、後進常開閉スイツチRA，
    RBを前進側、または後進側に切り替えるもので
    あり、 力行／プラツギング指令回路ハは、前進指令回
    路イまたは後進指令回路ロと、比較器CPとの出
    力信号を入力して出力信号を発生して、比較器
    CPの出力信号が第１のときには力行／プラツギ
    ング常開スイツチPAを開路し、第２のときには
    閉路するものであり、 タイマーリレーＴは、前進指令回路イまたは後
    進指令回路ロの出力信号を入力して所定時間後に
    出力信号を発生し、 界磁抵抗投入指令回路ニは、前進指令回路イま
    たは後進指令回路ロの出力信号を入力して界磁抵
    抗常開スイツチGAを閉路し、タイマーリレーＴ
    の出力信号を入力して界磁抵抗常開スイツチGA
    を開路する出力信号を発生し、 比較器CPは、電機子回路に挿入された電流検
    出器CTの出力信号を自己帰還常閉スイツチXB
    を介して入力し、自己帰還常閉スイツチXBが閉
    路で電流検出器CTの出力が所定値以上のときに
    は第１の出力信号を、その他のときには第２の出
    力信号を発生し、 自己帰還回路SFは、タイマーリレーＴと、比
    較器CPとの出力信号を入力して出力信号を発生
    し、自己帰還常閉スイツチXBを回路するもので
    ある 電気車の制動制御装置。
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