JPH10313590A - 電気車走行用モータの制御装置 - Google Patents
電気車走行用モータの制御装置Info
- Publication number
- JPH10313590A JPH10313590A JP9119513A JP11951397A JPH10313590A JP H10313590 A JPH10313590 A JP H10313590A JP 9119513 A JP9119513 A JP 9119513A JP 11951397 A JP11951397 A JP 11951397A JP H10313590 A JPH10313590 A JP H10313590A
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- JP
- Japan
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- motor
- power
- devices
- current
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- Pending
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気車走行用モータの制御装置において、モ
ータの力行／制動をパワーデバイスを用いたチョッパ制
御により電子切換制御するものにあって、デバイスの電
流容量が少なくてすみ、発熱が少なく、放熱実装構造が
簡素になり、省スペース、低コスト化を図る。 【解決手段】 直流分巻モータのアマチュアＡを含む回
路は、パワーデバイスのハーフブリッジ構成とし、フィ
ールドＦＣを含む回路は、パワーデバイスのフルブリッ
ジ構成とし、ハーフブリッジに大きいアマチュア電流を
流し、フルブリッジに小さいフィールド電流を流し、可
逆、力行／制動の電子切換制御を行う。これにより、デ
バイスの発熱総和は従来に比べ低減し得る。
ータの力行／制動をパワーデバイスを用いたチョッパ制
御により電子切換制御するものにあって、デバイスの電
流容量が少なくてすみ、発熱が少なく、放熱実装構造が
簡素になり、省スペース、低コスト化を図る。 【解決手段】 直流分巻モータのアマチュアＡを含む回
路は、パワーデバイスのハーフブリッジ構成とし、フィ
ールドＦＣを含む回路は、パワーデバイスのフルブリッ
ジ構成とし、ハーフブリッジに大きいアマチュア電流を
流し、フルブリッジに小さいフィールド電流を流し、可
逆、力行／制動の電子切換制御を行う。これにより、デ
バイスの発熱総和は従来に比べ低減し得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気車走行用モー
タの速度制御装置に関するものである。
タの速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、無人搬送車等に用いられる電気車
走行用のモータの速度制御装置として、モータの力行／
制動を、パワーデバイスを用いたチョッパ制御により電
子切換制御するものが知られている。図３にその回路例
を示す。この回路は、モータとして直流分巻モータを用
い、モータのアマチュアＡの回路は、パワーデバイスの
フルブリッジ構成とし、フィールドＦＣの回路はデバイ
スを介して前記フルブリッジに並列に設けられる。フル
ブリッジを構成するパワーデバイスとしては、ＦＥＴ又
はＩＧＢＴを用い、その寄生ダイオード（破線で示す）
をフライホイールダイオードとして用いる。デバイス
Ｆ，ＦＤは順方向回転用、デバイスＲ，ＲＤは逆方向回
転用であり、ＣＳは電流検知のためのカレントセンサで
ある。
走行用のモータの速度制御装置として、モータの力行／
制動を、パワーデバイスを用いたチョッパ制御により電
子切換制御するものが知られている。図３にその回路例
を示す。この回路は、モータとして直流分巻モータを用
い、モータのアマチュアＡの回路は、パワーデバイスの
フルブリッジ構成とし、フィールドＦＣの回路はデバイ
スを介して前記フルブリッジに並列に設けられる。フル
ブリッジを構成するパワーデバイスとしては、ＦＥＴ又
はＩＧＢＴを用い、その寄生ダイオード（破線で示す）
をフライホイールダイオードとして用いる。デバイス
Ｆ，ＦＤは順方向回転用、デバイスＲ，ＲＤは逆方向回
転用であり、ＣＳは電流検知のためのカレントセンサで
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の制御装置においては、アマチュア回路には
大きい電流が流れるため、大容量のデバイスを必要とし
高価であり、また、放熱装置の形状が大きくなる。特
に、フルブリッジ構成においては、順方向通電、及びＦ
ＥＴの寄生ダイオードを利用した逆方向フライホイール
通電を行うため、通常のチョッパの２倍近くの電流容量
を持ったデバイスを必要とする。ちなみに、アマチュア
回路電流が２００Ａとすると、デバイスは比較的大電流
の４００Ａのものが４個となり、熱容量の大きい実装構
造となり、コスト高となる。また、制動は逆相プラギン
グを用いるため、制動時にもバッテリ電力を消費する。
デバイスの発熱総和は、フィールド回路電流は５Ａ程度
であるが、デバイスは１０Ａのものを２個使用するとし
て、４００Ａ×４＋１０Ａ×２＝１６２０Ａの関数とな
る。
ような従来の制御装置においては、アマチュア回路には
大きい電流が流れるため、大容量のデバイスを必要とし
高価であり、また、放熱装置の形状が大きくなる。特
に、フルブリッジ構成においては、順方向通電、及びＦ
ＥＴの寄生ダイオードを利用した逆方向フライホイール
通電を行うため、通常のチョッパの２倍近くの電流容量
を持ったデバイスを必要とする。ちなみに、アマチュア
回路電流が２００Ａとすると、デバイスは比較的大電流
の４００Ａのものが４個となり、熱容量の大きい実装構
造となり、コスト高となる。また、制動は逆相プラギン
グを用いるため、制動時にもバッテリ電力を消費する。
デバイスの発熱総和は、フィールド回路電流は５Ａ程度
であるが、デバイスは１０Ａのものを２個使用するとし
て、４００Ａ×４＋１０Ａ×２＝１６２０Ａの関数とな
る。
【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、モータの力行／制動をパワーデ
バイスを用いたチョッパ制御により電子切換制御するも
のにあって、比較的デバイスの電流容量が少なくてす
み、発熱が少なく、放熱実装構造が簡素になり、省スペ
ース、低コスト化が図れる電気車走行用モータの制御装
置を提供することを目的とする。
になされたものであり、モータの力行／制動をパワーデ
バイスを用いたチョッパ制御により電子切換制御するも
のにあって、比較的デバイスの電流容量が少なくてす
み、発熱が少なく、放熱実装構造が簡素になり、省スペ
ース、低コスト化が図れる電気車走行用モータの制御装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、電気車走行用モータへの通電をパ
ワーデバイスを用いてチョッパ制御する電気車走行用モ
ータの制御装置において、モータとして直流分巻モータ
を用い、モータのアマチュア回路は、パワーデバイスの
ハーフブリッジ構成とし、モータのフィールド回路は、
パワーデバイスのフルブリッジ構成としたものである。
この構成においては、ハーフブリッジに大きいアマチュ
ア電流を流し、フルブリッジに小さいフィールド電流を
流し、可逆、力行／制動の電子切換制御を行う。アマチ
ュア回路のデバイスは２個で済み、デバイスの発熱総和
は従来に比べて大幅に少なくなる。
に請求項１の発明は、電気車走行用モータへの通電をパ
ワーデバイスを用いてチョッパ制御する電気車走行用モ
ータの制御装置において、モータとして直流分巻モータ
を用い、モータのアマチュア回路は、パワーデバイスの
ハーフブリッジ構成とし、モータのフィールド回路は、
パワーデバイスのフルブリッジ構成としたものである。
この構成においては、ハーフブリッジに大きいアマチュ
ア電流を流し、フルブリッジに小さいフィールド電流を
流し、可逆、力行／制動の電子切換制御を行う。アマチ
ュア回路のデバイスは２個で済み、デバイスの発熱総和
は従来に比べて大幅に少なくなる。
【０００６】また、請求項２の発明は、上記請求項１に
記載の構成において、モータのアマチュアと並列に制動
時に導通されるパワーデバイスを接続したものである。
この構成においては、アマチュアと並列のパワーデバイ
スをオンすることによりモータを発電機として動作させ
る発電制動を行い、バッテリ電力の消費はない。
記載の構成において、モータのアマチュアと並列に制動
時に導通されるパワーデバイスを接続したものである。
この構成においては、アマチュアと並列のパワーデバイ
スをオンすることによりモータを発電機として動作させ
る発電制動を行い、バッテリ電力の消費はない。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面を参照して説明する。本実施形態による電気
車走行用モータの制御装置は、モータへの通電をパワー
デバイスを用いてチョッパ制御するものであり、図１に
示す通りである。図１において、モータとしては直流分
巻モータを用い、モータのアマチュアＡを含む回路は、
アマチュアＡに直列接続される駆動用パワーデバイスＤ
と、アマチュアＡに並列接続されるパワーデバイスＧの
ハーフブリッジ構成とする。モータのフィールドＦＣを
含む回路は、界磁制御用パワーデバイスＦ，ＦＣＨ，
Ｒ，ＲＣＨのフルブリッジ構成とする。各パワーデバイ
スとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はＩＧ
ＢＴを用いる。また、パワーデバイスＧの寄生ダイオー
ド（破線で示す）をフライホイールダイオードとして用
いる。
形態を図面を参照して説明する。本実施形態による電気
車走行用モータの制御装置は、モータへの通電をパワー
デバイスを用いてチョッパ制御するものであり、図１に
示す通りである。図１において、モータとしては直流分
巻モータを用い、モータのアマチュアＡを含む回路は、
アマチュアＡに直列接続される駆動用パワーデバイスＤ
と、アマチュアＡに並列接続されるパワーデバイスＧの
ハーフブリッジ構成とする。モータのフィールドＦＣを
含む回路は、界磁制御用パワーデバイスＦ，ＦＣＨ，
Ｒ，ＲＣＨのフルブリッジ構成とする。各パワーデバイ
スとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はＩＧ
ＢＴを用いる。また、パワーデバイスＧの寄生ダイオー
ド（破線で示す）をフライホイールダイオードとして用
いる。
【０００８】フィールドＦＣの回路のパワーデバイス
Ｆ，ＦＣＨを導通させることで順方向回転、パワーデバ
イスＲ，ＲＣＨを導通させることで逆方向回転を行う。
さらに、制動は、アマチュアＡと並列のパワーデバイス
Ｇを導通させることで、発電制動を行う。２個のカレン
トセンサＣＳからの各検知電流に基づいて、モータのア
マチュアＡ及びフィールドＦＣに流れる電流を制御し、
それぞれ力行・制動制御及び可逆制御を行う。なお、各
パワーデバイスのゲート制御回路は、図示を省略してい
る。
Ｆ，ＦＣＨを導通させることで順方向回転、パワーデバ
イスＲ，ＲＣＨを導通させることで逆方向回転を行う。
さらに、制動は、アマチュアＡと並列のパワーデバイス
Ｇを導通させることで、発電制動を行う。２個のカレン
トセンサＣＳからの各検知電流に基づいて、モータのア
マチュアＡ及びフィールドＦＣに流れる電流を制御し、
それぞれ力行・制動制御及び可逆制御を行う。なお、各
パワーデバイスのゲート制御回路は、図示を省略してい
る。
【０００９】次に、上記構成の制御装置の動作について
説明する。モータの力行時には、駆動用パワーデバイス
Ｄをオン、オフさせて速度制御する（チョッパ）。この
力行時に、駆動用パワーデバイスＤのオフ期間には、ア
マチュアＡの内部リアクタンスのために、モータのアマ
チュア電流がフライホイール電流となってパワーデバイ
スＧの寄生ダイオードに流れる。そして、フィールド回
路はフルブリッジとなるが、フィールド回路電流を５Ａ
とすると、余裕をみても１０Ａの容量のデバイスが４個
で済むので、デバイスの発熱総和は、４００Ａ×２＋１
０Ａ×４＝８４０Ａの関数となり、従来のほぼ１／２と
なる。
説明する。モータの力行時には、駆動用パワーデバイス
Ｄをオン、オフさせて速度制御する（チョッパ）。この
力行時に、駆動用パワーデバイスＤのオフ期間には、ア
マチュアＡの内部リアクタンスのために、モータのアマ
チュア電流がフライホイール電流となってパワーデバイ
スＧの寄生ダイオードに流れる。そして、フィールド回
路はフルブリッジとなるが、フィールド回路電流を５Ａ
とすると、余裕をみても１０Ａの容量のデバイスが４個
で済むので、デバイスの発熱総和は、４００Ａ×２＋１
０Ａ×４＝８４０Ａの関数となり、従来のほぼ１／２と
なる。
【００１０】図２は、電気車の走行パターン制御例を示
し、時間に対する速度特性図である。電気車は走行パタ
ーンに沿って加速及び減速を行い、特に、減速制御は電
気車の載荷荷重の変動や路面の勾配・路面抵抗等の外的
要因にも影響されず、安定した減速度で減速される必要
がある。このため、力行／制動を瞬時に切換え、目標と
する減速直線又は曲線に追随した減速特性を得なければ
ならない。このような力行／制動の電子切換え制御を、
上記の制御装置により容易に実現できる。
し、時間に対する速度特性図である。電気車は走行パタ
ーンに沿って加速及び減速を行い、特に、減速制御は電
気車の載荷荷重の変動や路面の勾配・路面抵抗等の外的
要因にも影響されず、安定した減速度で減速される必要
がある。このため、力行／制動を瞬時に切換え、目標と
する減速直線又は曲線に追随した減速特性を得なければ
ならない。このような力行／制動の電子切換え制御を、
上記の制御装置により容易に実現できる。
【００１１】なお、本発明は上記実施形態の構成に限ら
れず種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態
では、スイッチング素子としてＦＥＴを示したが、その
他に、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を使用する
ことができる。また、駆動回路がフルブリッジ回路とさ
れる場合も、同様に適用可能である。
れず種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態
では、スイッチング素子としてＦＥＴを示したが、その
他に、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を使用する
ことができる。また、駆動回路がフルブリッジ回路とさ
れる場合も、同様に適用可能である。
【００１２】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
大きいアマチュア電流が流れる回路をハーフブリッジ構
成とし、小さいフィールド電流が流れる回路をフルブリ
ッジ構成とし、可逆、力行／制動の電子切換制御を行う
ようにしたので、デバイスの発熱総和が、従来のものに
比べてほぼ１／２となり、放熱実装構造を簡単にでき、
省スペース、低コスト化が図れる。
大きいアマチュア電流が流れる回路をハーフブリッジ構
成とし、小さいフィールド電流が流れる回路をフルブリ
ッジ構成とし、可逆、力行／制動の電子切換制御を行う
ようにしたので、デバイスの発熱総和が、従来のものに
比べてほぼ１／２となり、放熱実装構造を簡単にでき、
省スペース、低コスト化が図れる。
【００１３】また、請求項２の発明によれば、アマチュ
アと並列のパワーデバイスをオンすることにより発電制
動を行うので、バッテリ電力を消費せず、電力効率が向
上する。
アと並列のパワーデバイスをオンすることにより発電制
動を行うので、バッテリ電力を消費せず、電力効率が向
上する。
【図１】本発明の一実施形態による電気車走行用モータ
の制御装置の回路図である。
の制御装置の回路図である。
【図２】電気車の走行パターン制御例を示す時間に対す
る速度特性図である。
る速度特性図である。
【図３】従来の電気車走行用モータの制御装置の回路図
である。
である。
Ａ モータのアマチュア ＦＣ モータのフィールド Ｄ 駆動用パワーデバイス Ｇ パワーデバイス Ｆ，ＦＣＨ，Ｒ，ＲＣＨ 界磁制御用パワーデバイス
Claims (2)
- 【請求項１】 電気車走行用モータへの通電をパワーデ
バイスを用いてチョッパ制御する電気車走行用モータの
制御装置において、 モータとして直流分巻モータを用い、 該モータのアマチュア回路は、パワーデバイスのハーフ
ブリッジ構成とし、 該モータのフィールド回路は、パワーデバイスのフルブ
リッジ構成としたことを特徴とする電気車走行用モータ
の制御装置。 - 【請求項２】 モータのアマチュアと並列に制動時に導
通されるパワーデバイスを接続したことを特徴とする請
求項１に記載の電気車走行用モータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119513A JPH10313590A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 電気車走行用モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119513A JPH10313590A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 電気車走行用モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10313590A true JPH10313590A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14763137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9119513A Pending JPH10313590A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 電気車走行用モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10313590A (ja) |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP9119513A patent/JPH10313590A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |