JPH0678589A - 直流電動機の速度制御装置 - Google Patents
直流電動機の速度制御装置Info
- Publication number
- JPH0678589A JPH0678589A JP4228101A JP22810192A JPH0678589A JP H0678589 A JPH0678589 A JP H0678589A JP 4228101 A JP4228101 A JP 4228101A JP 22810192 A JP22810192 A JP 22810192A JP H0678589 A JPH0678589 A JP H0678589A
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- JP
- Japan
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- current
- motor
- control
- speed
- armature
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直巻形直流電動機の加減速制御にトルクショ
ックを無くす。 【構成】 電機子２の電流方向に対して界磁コイルの電
流方向をダイオードブリッジ４1〜４4で一定にすること
で正逆転を得、ブリッジ接続トランジスタ５1〜５4によ
って電機子電流方向を切換えると共にチョッパ動作にな
る通流幅制御で電機子電流を調節し、速度制御系１１，
１２，１３のマイナループに電流制御系１３．１４．１
６を設けて電機子電流と誘起電圧の関係から駆動状態と
回生状態の移行を得る。
ックを無くす。 【構成】 電機子２の電流方向に対して界磁コイルの電
流方向をダイオードブリッジ４1〜４4で一定にすること
で正逆転を得、ブリッジ接続トランジスタ５1〜５4によ
って電機子電流方向を切換えると共にチョッパ動作にな
る通流幅制御で電機子電流を調節し、速度制御系１１，
１２，１３のマイナループに電流制御系１３．１４．１
６を設けて電機子電流と誘起電圧の関係から駆動状態と
回生状態の移行を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直巻形直流電動機の速
度制御装置に係り、特に減速制御装置に関する。
度制御装置に係り、特に減速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電動機は、例えばバッテリを電源と
して無人車の原動機として利用され、その速度制御には
高効率のチョッパ方式による直流電圧制御が多く採用さ
れ、加速−定速−減速の速度制御がなされる。
して無人車の原動機として利用され、その速度制御には
高効率のチョッパ方式による直流電圧制御が多く採用さ
れ、加速−定速−減速の速度制御がなされる。
【０００３】直巻形直流電動機の減速制御には、電動機
が回転している方向と逆方向の電圧印加によって減速，
停止させるプラッギング制動がある。
が回転している方向と逆方向の電圧印加によって減速，
停止させるプラッギング制動がある。
【０００４】このプラッギング制動は発電制動と異な
り、速度が零付近でも大きな制動トルクが発生すること
から電動機が停止後に逆転するのを防止する制御手段が
用意される。また、プラッギング制動開始時に正規電圧
の２倍の電圧が電機子に印加されることから、過電流抑
制手段や制動トルク調整手段が設けられる。
り、速度が零付近でも大きな制動トルクが発生すること
から電動機が停止後に逆転するのを防止する制御手段が
用意される。また、プラッギング制動開始時に正規電圧
の２倍の電圧が電機子に印加されることから、過電流抑
制手段や制動トルク調整手段が設けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラッギング制
動による減速制御では、滑らかな減速制御が難しく、減
速時にトルクショックを伴う息づき現象が発生する。
動による減速制御では、滑らかな減速制御が難しく、減
速時にトルクショックを伴う息づき現象が発生する。
【０００６】この現象のため、例えば無人車では搭載す
る荷物の荷くずれ等を起こすことがあるし、複数の台車
をけん引する無人車では連結機構が衝撃で損傷する恐れ
がある。又、坂路走行の条件（無人車の速度，牽引検
査，坂路の勾配）がかわると下り坂走行時の速度変動が
大きくなることにより無人車の走行が不安定となりコー
スアウト，積荷のズレ，落下の恐れがある。
る荷物の荷くずれ等を起こすことがあるし、複数の台車
をけん引する無人車では連結機構が衝撃で損傷する恐れ
がある。又、坂路走行の条件（無人車の速度，牽引検
査，坂路の勾配）がかわると下り坂走行時の速度変動が
大きくなることにより無人車の走行が不安定となりコー
スアウト，積荷のズレ，落下の恐れがある。
【０００７】また、プラッギング制動を採用するために
は停止時の逆転防止や過電流抑制手段を必要として制御
装置を複雑にする。
は停止時の逆転防止や過電流抑制手段を必要として制御
装置を複雑にする。
【０００８】本発明の目的は、直巻形直流電動機の加減
速制御にトルクショックを無くすと共に制御装置を複雑
にすることのない速度制御装置を提供することにある。
速制御にトルクショックを無くすと共に制御装置を複雑
にすることのない速度制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、直流電動機の電機子に対して界磁コイル
を直列接続しかつ電流方向を一定にするダイオードブリ
ッジと、前記電機子の電流方向を正逆方向に切換えかつ
チョッパ動作の通流幅を制御した直流電流を供給及び回
生するブリッジ接続の半導体スイッチとダイオードの並
列回路と、速度指令と前記電動機の回転速度検出値の突
合せによって該電動機の電流指令を得る速度制御系と、
前記電流指令と前記電動機の電流検出値の突合せによっ
て前記通流幅を制御する電流制御系と、を備えたことを
特徴とする。
決を図るため、直流電動機の電機子に対して界磁コイル
を直列接続しかつ電流方向を一定にするダイオードブリ
ッジと、前記電機子の電流方向を正逆方向に切換えかつ
チョッパ動作の通流幅を制御した直流電流を供給及び回
生するブリッジ接続の半導体スイッチとダイオードの並
列回路と、速度指令と前記電動機の回転速度検出値の突
合せによって該電動機の電流指令を得る速度制御系と、
前記電流指令と前記電動機の電流検出値の突合せによっ
て前記通流幅を制御する電流制御系と、を備えたことを
特徴とする。
【００１０】
【作用】ブリッジ接続の半導体スイッチによって電機子
への電流方向を正逆方向に切換えて正逆転を得、該スイ
ッチの通流幅制御によって速度を制御し、電機子の正転
又は逆転の駆動状態で該スイッチの通流幅を下げること
で電動機側から回生電流を発生させ、回生状態に移行さ
せる。
への電流方向を正逆方向に切換えて正逆転を得、該スイ
ッチの通流幅制御によって速度を制御し、電機子の正転
又は逆転の駆動状態で該スイッチの通流幅を下げること
で電動機側から回生電流を発生させ、回生状態に移行さ
せる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。主回路１は直流電動機の電機子２に界磁コイル３を
直列接続するのにブリッジ接続のダイオード４1〜４4に
よって界磁コイル電流方向を一定にすることで電機子電
流方向による正逆転を得る。またチョッパ方式によって
印加電圧とその極性を制御するブリッジ接続のスイッチ
トランジスタ５1〜５4を備える。トランジスタ５1〜５4
には夫々並列に回生用ダイオード６1〜６4が設けられ
る。
る。主回路１は直流電動機の電機子２に界磁コイル３を
直列接続するのにブリッジ接続のダイオード４1〜４4に
よって界磁コイル電流方向を一定にすることで電機子電
流方向による正逆転を得る。またチョッパ方式によって
印加電圧とその極性を制御するブリッジ接続のスイッチ
トランジスタ５1〜５4を備える。トランジスタ５1〜５4
には夫々並列に回生用ダイオード６1〜６4が設けられ
る。
【００１２】また、トランジスタ５3，５4には並列にコ
ンタクタ７1，７2が設けられ、トランジスタ５3，５4の
オン後にコンタクタ７1，７2をオンさせることで該トラ
ンジスタ５3，５4のオン電圧による電力損失を無くす
る。このうち、コンタクタ７1は電動機を逆転させる場
合に閉制御され、コンタクタ７2は電動機を正転させる
場合に閉制御される。
ンタクタ７1，７2が設けられ、トランジスタ５3，５4の
オン後にコンタクタ７1，７2をオンさせることで該トラ
ンジスタ５3，５4のオン電圧による電力損失を無くす
る。このうち、コンタクタ７1は電動機を逆転させる場
合に閉制御され、コンタクタ７2は電動機を正転させる
場合に閉制御される。
【００１３】バッテリ８はチョッパ回路の直流電源にさ
れ、パルスピックアップ９は電機子２の回転速度をパル
ス周波数として検出する。
れ、パルスピックアップ９は電機子２の回転速度をパル
ス周波数として検出する。
【００１４】次に、制御装置１０は、速度制御系とその
マイナループに電流制御系を有してチョッパ回路の通流
幅制御を行う。
マイナループに電流制御系を有してチョッパ回路の通流
幅制御を行う。
【００１５】速度制御系は、加減速と定速に操作又は制
御される速度指令と電動機速度検出値との突合せにより
速度制御アンプ１１に比例・積分（ＰＩ）演算を得、こ
の演算結果を可変リミッタ回路１２で制限した出力を電
流指令（トルク指令）として出力する。電動機速度はパ
ルスピックアップ９の出力パルス周波数に比例した直流
電圧を得るＦ／Ｖ変換器１７によって検出される。
御される速度指令と電動機速度検出値との突合せにより
速度制御アンプ１１に比例・積分（ＰＩ）演算を得、こ
の演算結果を可変リミッタ回路１２で制限した出力を電
流指令（トルク指令）として出力する。電動機速度はパ
ルスピックアップ９の出力パルス周波数に比例した直流
電圧を得るＦ／Ｖ変換器１７によって検出される。
【００１６】電流制御系は、電流指令と電動機電流検出
値との突合せにより電流制御アンプ１３に比例・積分・
微分（ＰＩＤ）演算を得、この演算結果をリミッタ回路
１４で制限した出力を通流幅制御信号として出力する。
値との突合せにより電流制御アンプ１３に比例・積分・
微分（ＰＩＤ）演算を得、この演算結果をリミッタ回路
１４で制限した出力を通流幅制御信号として出力する。
【００１７】この通流幅制御信号に従って通流幅制御回
路１５は各トランジスタ５1〜５4のドライブ信号を発生
する。
路１５は各トランジスタ５1〜５4のドライブ信号を発生
する。
【００１８】電動機電流は、ホール素子型の電流検出器
１６によって検出される。
１６によって検出される。
【００１９】本実施例において、直流電動機の正転制御
は、トランジスタ５1を通流幅制御しかつトランジスタ
５4をオン制御し、トランジスタ５2と５3をオフ制御す
ることでなされ、正転速度はトランジスタ５1の通流幅
制御によって調節される。コンタクタ７2はトランジス
タ５4のオン後にオン制御され、トランジスタ５4のオフ
前にオフ制御される。
は、トランジスタ５1を通流幅制御しかつトランジスタ
５4をオン制御し、トランジスタ５2と５3をオフ制御す
ることでなされ、正転速度はトランジスタ５1の通流幅
制御によって調節される。コンタクタ７2はトランジス
タ５4のオン後にオン制御され、トランジスタ５4のオフ
前にオフ制御される。
【００２０】逆に、直流電動機の逆転制御は、トランジ
スタ５2を通流幅制御しかつトランジスタ５3をオン制御
し、トランジスタ５1と５4をオフ制御することでなさ
れ、逆転速度はトランジスタ５2の通流幅制御でなされ
る。コンタクタ７1はトランジスタ５3のオン・オフに従
ってオン・オフ制御される。
スタ５2を通流幅制御しかつトランジスタ５3をオン制御
し、トランジスタ５1と５4をオフ制御することでなさ
れ、逆転速度はトランジスタ５2の通流幅制御でなされ
る。コンタクタ７1はトランジスタ５3のオン・オフに従
ってオン・オフ制御される。
【００２１】上述の正転，逆転の速度制御において、リ
ミッタ回路１４はトランジスタ５1，５2の通流幅最大値
を制限し、可変リミッタ回路１２は直流電動機の最大電
流（最大トルク）を制限して加速，減速時の衝撃力を小
さく制限する。
ミッタ回路１４はトランジスタ５1，５2の通流幅最大値
を制限し、可変リミッタ回路１２は直流電動機の最大電
流（最大トルク）を制限して加速，減速時の衝撃力を小
さく制限する。
【００２２】ここで、直流電動機の電流ｉは次式にな
る。
る。
【００２３】
【数１】
【００２４】但し、Ｅd ；バッテリ電圧 ｅn ；電動機の誘起電圧 ＴON；トランジスタ５1，５2のオン時間 ＴOFF；トランジスタ５1，５2のオフ時間 Ｌ ；電動機のインダクタンス Ｔ ；チョッパ周期 上記（１）式から、電動機の駆動と回生の分岐点は電流
ｉの平均値の極性が切換わる点になる。即ち、（１）式
から 駆動状態 ＴON／Ｔ＞ｅn ………（２−
１） 静止状態 ＴON／Ｔ＝ｅn ………（２−
２） 回生状態 ＴON／Ｔ＜ｅn ………（２−
３） の関係になる。
ｉの平均値の極性が切換わる点になる。即ち、（１）式
から 駆動状態 ＴON／Ｔ＞ｅn ………（２−
１） 静止状態 ＴON／Ｔ＝ｅn ………（２−
２） 回生状態 ＴON／Ｔ＜ｅn ………（２−
３） の関係になる。
【００２５】従って、駆動と回生制御はチョッパ回路の
通流幅制御によって連続的な切換えが可能となり、この
ことから制御装置１０によって電流制御を行うことで電
動機の駆動と回生制御を滑らかに切換制御できることに
なる。
通流幅制御によって連続的な切換えが可能となり、この
ことから制御装置１０によって電流制御を行うことで電
動機の駆動と回生制御を滑らかに切換制御できることに
なる。
【００２６】例えば、無人車を前進させる直流電動機の
正転制御では速度制御系からの正の電流指令を得、この
電流指令のレベルに応じて電流制御系がトランジスタ５
1の通流幅制御を行い、無人車を加速，定速制御による
駆動状態とする。
正転制御では速度制御系からの正の電流指令を得、この
電流指令のレベルに応じて電流制御系がトランジスタ５
1の通流幅制御を行い、無人車を加速，定速制御による
駆動状態とする。
【００２７】そして、減速時には速度制御系が電流指令
に負極性を発生し、電流制御系がトランジスタ５1の通
流幅を下げる。この通流幅の下げによって（２−１）式
の駆動状態から（２−２）式の静止状態を経て（２−
３）式の回生状態に入り、この回生状態への移行は通流
幅の変化に応じて滑らかに行われ、無人車の滑らかな減
速がなされる。
に負極性を発生し、電流制御系がトランジスタ５1の通
流幅を下げる。この通流幅の下げによって（２−１）式
の駆動状態から（２−２）式の静止状態を経て（２−
３）式の回生状態に入り、この回生状態への移行は通流
幅の変化に応じて滑らかに行われ、無人車の滑らかな減
速がなされる。
【００２８】無人車を後退させる直流電動機の逆転制御
では逆転駆動状態から回生状態への滑らかな移行にな
る。
では逆転駆動状態から回生状態への滑らかな移行にな
る。
【００２９】また、回生状態から駆動状態への移行も通
流幅制御になる電流制御によって滑らかに行われる。
流幅制御になる電流制御によって滑らかに行われる。
【００３０】なお、実施例において、チョッパ回路を構
成するトランジスタ５1〜５4はＧＴＯ，ＩＧＢＴ，ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ等の他の半導体スイッチに置換できる。
成するトランジスタ５1〜５4はＧＴＯ，ＩＧＢＴ，ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ等の他の半導体スイッチに置換できる。
【００３１】また、電動機の回転数検出及び電流検出手
段は適宜設計変更されうる。
段は適宜設計変更されうる。
【００３２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、チョッ
パ方式によって直巻形直流電動機の速度制御を行うにお
いて、電動機電流の制御系を速度制御系のマイナループ
にし、電流制御によって駆動状態から回生状態への移行
を得るようにしたため、電流制御による駆動と回生の滑
らかな移行を得ることができ、加減速制御にトルクショ
ックの発生を少なくすることができる。また、従来のプ
ラッギング方式に較べて装置構成が簡単になる。
パ方式によって直巻形直流電動機の速度制御を行うにお
いて、電動機電流の制御系を速度制御系のマイナループ
にし、電流制御によって駆動状態から回生状態への移行
を得るようにしたため、電流制御による駆動と回生の滑
らかな移行を得ることができ、加減速制御にトルクショ
ックの発生を少なくすることができる。また、従来のプ
ラッギング方式に較べて装置構成が簡単になる。
【００３３】無人車に適用して荷くずれ防止やけん引台
車間の連結器の損傷防止に効果がある。又坂路（下り
坂）走行で無人車の速度，牽引負荷，坂路の勾配がかわ
ってもスムーズな走行が可能となる。
車間の連結器の損傷防止に効果がある。又坂路（下り
坂）走行で無人車の速度，牽引負荷，坂路の勾配がかわ
ってもスムーズな走行が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
１…主回路 ２…電機子 ３…界磁コイル ９…パルスピックアップ １０…制御装置 １１…速度制御アンプ １２…可変リミッタ回路 １３…電流制御アンプ １４…リミッタ回路 １５…通流幅制御回路 １６…ホール素子型電流検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電動機の電機子に対して界磁コイル
を直列接続しかつ電流方向を一定にするダイオードブリ
ッジと、 前記電機子の電流方向を正逆方向に切換えかつチョッパ
動作の通流幅を制御した直流電流を供給及び回生するブ
リッジ接続の半導体スイッチとダイオードの並列回路
と、 速度指令と前記電動機の回転速度検出値の突合せによっ
て該電動機の電流指令を得る速度制御系と、 前記電流指令と前記電動機の電流検出値の突合せによっ
て前記通流幅を制御する電流制御系と、 を備えたことを特徴とする直流電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4228101A JPH0678589A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 直流電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4228101A JPH0678589A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 直流電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678589A true JPH0678589A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16871214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4228101A Pending JPH0678589A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 直流電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678589A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100707220B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2007-04-20 | 스와겔로크 컴패니 | 개량된 저온 표면 경화 공정 |
| JP2009038081A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Avionics Co Ltd | 半導体レーザ駆動回路およびレーザ溶着電源 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP4228101A patent/JPH0678589A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100707220B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2007-04-20 | 스와겔로크 컴패니 | 개량된 저온 표면 경화 공정 |
| JP2009038081A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Avionics Co Ltd | 半導体レーザ駆動回路およびレーザ溶着電源 |
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