JPH1080152A - フォークリフト用インバータ装置 - Google Patents
フォークリフト用インバータ装置Info
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- JPH1080152A JPH1080152A JP8236152A JP23615296A JPH1080152A JP H1080152 A JPH1080152 A JP H1080152A JP 8236152 A JP8236152 A JP 8236152A JP 23615296 A JP23615296 A JP 23615296A JP H1080152 A JPH1080152 A JP H1080152A
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- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】交流モータを駆動するインバータに用いている
スイッチ素子の損失が大きくなり、発熱が大きい。 【解決手段】半導体スイッチを絶縁ゲートバイポーラト
ランジスタと複数の電界効果トランジスタを並列に接続
し、三相切替コンタクタ１３の常閉接点で交流モータ７
のコイル８−１をスター結線とする手段、三相切替コン
タクタ１３の常開接点で交流モータ７のコイルをデルタ
結線とする手段から構成し、（＋）側に接続したスイッ
チ素子５の周波数を（−）側に接続したスイッチ素子５
の周波数の数分の一にする。
スイッチ素子の損失が大きくなり、発熱が大きい。 【解決手段】半導体スイッチを絶縁ゲートバイポーラト
ランジスタと複数の電界効果トランジスタを並列に接続
し、三相切替コンタクタ１３の常閉接点で交流モータ７
のコイル８−１をスター結線とする手段、三相切替コン
タクタ１３の常開接点で交流モータ７のコイルをデルタ
結線とする手段から構成し、（＋）側に接続したスイッ
チ素子５の周波数を（−）側に接続したスイッチ素子５
の周波数の数分の一にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリフォークリ
フト車用に適したインバータ装置に関する。
フト車用に適したインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】バッテリフォークリフト車用の走行制御
や荷役リフト制御のモータは、直流モータが使用されて
いる。そのモータ制御にはチョッパ回路が用いられる。
や荷役リフト制御のモータは、直流モータが使用されて
いる。そのモータ制御にはチョッパ回路が用いられる。
【０００３】例えば、特公昭58−38066 号公報のように
複数のトランジスタを並列に接続したチョッパ回路が用
いられた。複数のトランジスタの替わりに、電流バラン
スの良い電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴ）を複数並
列接続したチョッパ回路が用いられてきた。
複数のトランジスタを並列に接続したチョッパ回路が用
いられた。複数のトランジスタの替わりに、電流バラン
スの良い電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴ）を複数並
列接続したチョッパ回路が用いられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】走行用モータはタイヤ
の近くに設置されるため、直流モータのブラシ摩耗を点
検あるいは交換する作業は困難である。この労力を減ら
すため、モータを交流にすれば良いがインバータに用い
ているスイッチ素子の損失が大きくなり、発熱が大きい
という課題がある。
の近くに設置されるため、直流モータのブラシ摩耗を点
検あるいは交換する作業は困難である。この労力を減ら
すため、モータを交流にすれば良いがインバータに用い
ているスイッチ素子の損失が大きくなり、発熱が大きい
という課題がある。
【０００５】スイッチ素子にＦＥＴを用いると、順方向
電圧降下は通電電流に比例するので電流が小さいときの
損失は小さいが 電流が大きくなると損失が大きいと
か、温度が上昇するとオン抵抗が大きくなりさらに損失
が増えるという問題がある。
電圧降下は通電電流に比例するので電流が小さいときの
損失は小さいが 電流が大きくなると損失が大きいと
か、温度が上昇するとオン抵抗が大きくなりさらに損失
が増えるという問題がある。
【０００６】一方、スイッチ素子に絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ（以下ＩＧＢＴ）を用いると、通電電流
が小さいときでも順方向電圧降下が大きく損失は小さく
はない。連続した小電流値の通電を行うとＦＥＴより損
失が大きくなり発熱が大きい。連続した小電流値の通電
後、過大電流を通電する耐量が減るという問題がある。
ラトランジスタ（以下ＩＧＢＴ）を用いると、通電電流
が小さいときでも順方向電圧降下が大きく損失は小さく
はない。連続した小電流値の通電を行うとＦＥＴより損
失が大きくなり発熱が大きい。連続した小電流値の通電
後、過大電流を通電する耐量が減るという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ＦＥＴを複数個並列に接
続し、ＩＧＢＴを並列に接続する複合スイッチ素子を用
いて、インバータを構成する。
続し、ＩＧＢＴを並列に接続する複合スイッチ素子を用
いて、インバータを構成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図に従って説明する。
【０００９】図２はバッテリフォークリフトに用いられ
る交流モータ駆動回路の一例を示す。直流電源１の
（＋）電源線２から、半導体スイッチ５（以下Ｑ１，Ｑ
２…とする）を２個直列にしてアーム６（モジュールと
も言う）を構成し（−）電源線３に接続する。アーム６
を三個用いてインバータ４を構成する。インバータ４か
ら、交流モータ７のコイル８−１，コイル８−２，コイ
ル８−３に接続して、電流を供給する。
る交流モータ駆動回路の一例を示す。直流電源１の
（＋）電源線２から、半導体スイッチ５（以下Ｑ１，Ｑ
２…とする）を２個直列にしてアーム６（モジュールと
も言う）を構成し（−）電源線３に接続する。アーム６
を三個用いてインバータ４を構成する。インバータ４か
ら、交流モータ７のコイル８−１，コイル８−２，コイ
ル８−３に接続して、電流を供給する。
【００１０】交流モータ７の中立点９からモータ切替コ
ンタクタ１０を介して直流モータ１１そして（＋）電源
線２に接続する。一般にバッテリフォークリフトでは走
行用と荷役リフト制御用のモータが別であり、複数個の
モータを駆動する必要がある。
ンタクタ１０を介して直流モータ１１そして（＋）電源
線２に接続する。一般にバッテリフォークリフトでは走
行用と荷役リフト制御用のモータが別であり、複数個の
モータを駆動する必要がある。
【００１１】交流モータ７を駆動するときは、制御回路
１２により半導体スイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ
５，Ｑ６を別々にオン・オフ制御させ交流電流を流す。
１２により半導体スイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ
５，Ｑ６を別々にオン・オフ制御させ交流電流を流す。
【００１２】一方、直流モータ１１を駆動するときは、
モータ切替コンタクタ１０を動作させ接点を閉じた後、
制御回路１２により半導体スイッチＱ２，Ｑ４，Ｑ６を
同時にオン・オフ制御させチョッパ電流を流す。半導体
スイッチＱ１，Ｑ３，Ｑ５はオフの状態にしておく。
モータ切替コンタクタ１０を動作させ接点を閉じた後、
制御回路１２により半導体スイッチＱ２，Ｑ４，Ｑ６を
同時にオン・オフ制御させチョッパ電流を流す。半導体
スイッチＱ１，Ｑ３，Ｑ５はオフの状態にしておく。
【００１３】一般に、バッテリフォークリフトに用いら
れる直流電源１の電圧は１００Ｖ以下であり、交流モー
タ７を駆動する電流値は大きい。それで半導体スイッチ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，…Ｑ６の通電容量を大きくしていく
と、インバータ４の外形が大きくなる。
れる直流電源１の電圧は１００Ｖ以下であり、交流モー
タ７を駆動する電流値は大きい。それで半導体スイッチ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，…Ｑ６の通電容量を大きくしていく
と、インバータ４の外形が大きくなる。
【００１４】それで図２に示した回路構成によれば、直
流モータ１１を同じインバータ４で駆動できるので、制
御装置全体としての外形を大きくしない。
流モータ１１を同じインバータ４で駆動できるので、制
御装置全体としての外形を大きくしない。
【００１５】図１は本発明からなる交流モータ制御回路
を示す。
を示す。
【００１６】ＦＥＴ１−１…ＦＥＴ１−ｎを各々並列接
続した半導体スイッチ５，Ｑ１−１と、並列にＩＧＢＴ
１，Ｑ１−２を接続し、この構成からなる新たな複合ス
イッチ素子を二個直列にしてアーム１６−１とする。
続した半導体スイッチ５，Ｑ１−１と、並列にＩＧＢＴ
１，Ｑ１−２を接続し、この構成からなる新たな複合ス
イッチ素子を二個直列にしてアーム１６−１とする。
【００１７】同じように新たな複合スイッチ素子を用い
て、アーム１６−２，アーム１６−３とし（＋）電源線
２と（−）電源線３に接続する。
て、アーム１６−２，アーム１６−３とし（＋）電源線
２と（−）電源線３に接続する。
【００１８】各アーム１６−１，・・１６−３から交流
モータ７の各コイル８−１…８−３に接続する。そして
各コイル８−１…８−３の他端を、三相切替コンタクタ
１３の可動接点１４に接続する。三相切替コンタクタ１
３の固定接点はスター・デルタ切替えができるように結
線される。
モータ７の各コイル８−１…８−３に接続する。そして
各コイル８−１…８−３の他端を、三相切替コンタクタ
１３の可動接点１４に接続する。三相切替コンタクタ１
３の固定接点はスター・デルタ切替えができるように結
線される。
【００１９】低速領域ではスター結線にして、電流をあ
まり増大させないで高トルクを得て、高速領域ではデル
タ結線にして、高速運転を可能にする。つまりインバー
タ４のスイッチ素子に通電する電流値を低減できる。
まり増大させないで高トルクを得て、高速領域ではデル
タ結線にして、高速運転を可能にする。つまりインバー
タ４のスイッチ素子に通電する電流値を低減できる。
【００２０】図３は図１のインバータに用いている複合
スイッチ素子の特性を示す。
スイッチ素子の特性を示す。
【００２１】縦軸にアームを構成している複合スイッチ
素子に流れる電流を、横軸に順方向電圧降下を示す。点
８−１から点８−２はＦＥＴのみの並列接続Ｑ１−１の
通電特性を示し、点８−２から点８−３はＦＥＴの並列
接続Ｑ１−１とＩＧＢＴ１のＱ１−２が同時に通電した
ときの特性を示している。
素子に流れる電流を、横軸に順方向電圧降下を示す。点
８−１から点８−２はＦＥＴのみの並列接続Ｑ１−１の
通電特性を示し、点８−２から点８−３はＦＥＴの並列
接続Ｑ１−１とＩＧＢＴ１のＱ１−２が同時に通電した
ときの特性を示している。
【００２２】電流Ｉ１より小さいときは従来どおりＦＥ
Ｔで損失を小さくし、電流Ｉ１より大きいときはＩＧＢ
Ｔに負担を大きくさせＦＥＴの損失増加を小さくしてい
る。過大電流を通電していくと、従来のＦＥＴのみでは
温度上昇でオン抵抗が増え、さらに温度上昇するという
悪循環になる。
Ｔで損失を小さくし、電流Ｉ１より大きいときはＩＧＢ
Ｔに負担を大きくさせＦＥＴの損失増加を小さくしてい
る。過大電流を通電していくと、従来のＦＥＴのみでは
温度上昇でオン抵抗が増え、さらに温度上昇するという
悪循環になる。
【００２３】図４は本発明から成る制御回路のブロック
図（１部）で別の考えで損失低減を行うものである。
図（１部）で別の考えで損失低減を行うものである。
【００２４】指令電流は図２の制御回路１２で、アクセ
ルの踏込み量に応じてモータの電流を制御するものであ
る。さらに制御回路１２には、モータに流れる電流をフ
ィードバックし、コントロール回路１８で比例・積分処
理され、比較回路１９と比較回路２０に印加する。三角
波形回路２１と比較された信号はゲート回路２３でＦＥ
Ｔ，ＩＧＢＴのゲートにオン・オフ信号を与える回路よ
り構成されている。図５は図４のコントロール信号Ｄ，
三角波形回路２１の波形Ｅ，三角波形回路２２の波形Ｆ
およびゲート回路２３，ゲート回路２４の出力波形を示
す。
ルの踏込み量に応じてモータの電流を制御するものであ
る。さらに制御回路１２には、モータに流れる電流をフ
ィードバックし、コントロール回路１８で比例・積分処
理され、比較回路１９と比較回路２０に印加する。三角
波形回路２１と比較された信号はゲート回路２３でＦＥ
Ｔ，ＩＧＢＴのゲートにオン・オフ信号を与える回路よ
り構成されている。図５は図４のコントロール信号Ｄ，
三角波形回路２１の波形Ｅ，三角波形回路２２の波形Ｆ
およびゲート回路２３，ゲート回路２４の出力波形を示
す。
【００２５】三角波形回路２１の波形Ｅの周波数は、三
角波形回路２２の波形Ｆの周波数に対し１／２から１／
１０とする。
角波形回路２２の波形Ｆの周波数に対し１／２から１／
１０とする。
【００２６】図６は図４を三相Ｕ，Ｖ，Ｗに適用する動
作説明図である。
作説明図である。
【００２７】指令電流Ｕ，Ｖ，Ｗの実線部はアーム１６
−１、アーム１６−２，アーム１６−３の（＋）電源線
２側に接続しているスイッチ素子をオン・オフし、三角
波形回路２１の波形Ｅを用いる。
−１、アーム１６−２，アーム１６−３の（＋）電源線
２側に接続しているスイッチ素子をオン・オフし、三角
波形回路２１の波形Ｅを用いる。
【００２８】指令電流Ｕ，Ｖ，Ｗの点線部はアーム１６
−１，アーム１６−２，アーム１６−３の（−）電源線
３側に接続しているスイッチ素子をオン・オフし、三角
波形回路２２の波形Ｆを用いる。
−１，アーム１６−２，アーム１６−３の（−）電源線
３側に接続しているスイッチ素子をオン・オフし、三角
波形回路２２の波形Ｆを用いる。
【００２９】スイッチ素子のスイッチ開始と終わりつま
りスイッチングの損失は、周波数に比例する。一方、周
波数を低くすると電流脈動が大きくなりスイッチングの
損失が増加する。
りスイッチングの損失は、周波数に比例する。一方、周
波数を低くすると電流脈動が大きくなりスイッチングの
損失が増加する。
【００３０】三角波形回路２２の波形Ｆで電流脈動を小
さくし三角波形回路２１の波形Ｅで（＋）電源線２側に
接続しているスイッチ素子のスイッチングの損失を低減
できる。
さくし三角波形回路２１の波形Ｅで（＋）電源線２側に
接続しているスイッチ素子のスイッチングの損失を低減
できる。
【００３１】
【発明の効果】インバータ４の損失を低減できた。それ
で温度上昇も低減できた。
で温度上昇も低減できた。
【図１】本発明から成る交流モータ制御の主回路図。
【図２】従来のモータ制御の主回路図。
【図３】図１の半導体スイッチの動作の特性図。
【図４】制御回路のブロック図。
【図５】図４の波形図。
【図６】図４を用いた三相制御の動作の説明図。
１…直流電源、２…（＋）電源線、３…（−）電源線、
４…インバータ、５…スイッチ素子、７…交流モータ、
８−１…コイル、１３…切替コンタクタ、１４…可動接
点、１６−１…アーム。
４…インバータ、５…スイッチ素子、７…交流モータ、
８−１…コイル、１３…切替コンタクタ、１４…可動接
点、１６−１…アーム。
Claims (3)
- 【請求項１】直流電源，半導体スイッチを用いたインバ
ータ、上記半導体スイッチをオン・オフするゲート回路
を含む制御回路、交流モータを有したバッテリフォーク
リフト車用インバータ装置において、上記半導体スイッ
チを絶縁ゲートバイポーラトランジスタと複数の電界効
果トランジスタを並列に接続したことを特徴とするフォ
ークリフト用インバータ装置。 - 【請求項２】請求項１において、三相切替コンタクタの
常閉接点で上記交流モータのコイルをスター結線とする
手段、上記三相切替コンタクタの上記常開接点を閉じる
ことで上記交流モータのコイルをデルタ結線とする手段
から構成するフォークリフト用インバータ装置。 - 【請求項３】直流電源、半導体スイッチを用いたインバ
ータ、上記半導体スイッチをオン・オフするゲート回路
を含む制御回路、交流モータを有したバッテリフォーク
リフト車用インバータ装置において、ある周波数の三角
波形回路からの三角波形とコントロール回路からの信号
を比較する比較回路のパルス幅変調の出力を上記ゲート
回路で増幅し出力波形を（＋）側に接続したスイッチ素
子のオン・オフ信号とし、別の周波数を有する上記三角
波形回路からの三角波形とコントロール回路からの信号
を比較する別の比較回路のパルス幅変調の出力を別のゲ
ート回路で増幅し出力波形を（−）側に接続した上記ス
イッチ素子のオン・オフ信号とする回路構成としたこと
を特徴とするフォークリフト用インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236152A JPH1080152A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | フォークリフト用インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236152A JPH1080152A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | フォークリフト用インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080152A true JPH1080152A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16996541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8236152A Pending JPH1080152A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | フォークリフト用インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080152A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000217367A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-04 | Hitachi Ltd | 電流制御回路、インバ―タ制御装置、インバ―タ装置、および電力変換装置 |
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| DE102011102126A1 (de) | 2011-05-20 | 2012-11-22 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Wechselrichter-Schaltungsanordnung |
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| JP2014027816A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
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| JP2020061810A (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 制御装置 |
| JP2020120435A (ja) * | 2019-01-18 | 2020-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP8236152A patent/JPH1080152A/ja active Pending
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| EP2530824A2 (de) | 2011-05-20 | 2012-12-05 | Diehl AKO Stiftung & Co. KG | Wechselrichter-Schaltungsanordung |
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| JPWO2018078839A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2019-06-24 | 三菱電機株式会社 | 電動機駆動装置及び空気調和機 |
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