JPS5858893A - チヨツパ制御装置 - Google Patents

チヨツパ制御装置

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JPS5858893A
JPS5858893A JP56153682A JP15368281A JPS5858893A JP S5858893 A JPS5858893 A JP S5858893A JP 56153682 A JP56153682 A JP 56153682A JP 15368281 A JP15368281 A JP 15368281A JP S5858893 A JPS5858893 A JP S5858893A
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JP
Japan
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chopper
motor
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motor current
average value
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Pending
Application number
JP56153682A
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English (en)
Inventor
Michimasa Horiuchi
道正 堀内
Hiroshi Sato
寛 佐藤
Hiroshi Narita
博 成田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5858893A publication Critical patent/JPS5858893A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチョッパ制御装置に係り、特に、電動機電流を
制御するマイクロコンビュータンステムに好適なチョッ
パ制御装置に関する。
チョッパによる直流電動機の電流制御は、電気型の場合
、その引張力及び加速度を所定値にMill泣1jする
ために、電動機電流の平均値を、指令値に追従して制御
することが必要である。
ところで、チョッパで制御される電動機電流は、チョッ
パの動作周期内で脈動が生ずる。そのため、チョッパに
よる電動機電流制御を、マイクロコンピュータを用いた
/ステムにした場合、電動機電流の平均値の算出は、一
般に次のような方法がとられている。すなわち、チョッ
パのオン期間内あるいはオフ期間内で、オン、オフ時点
を含めぞ任意に数回、アナログ−デジタル変換器を起動
せしめ、それぞれのデジタル値を平均することによって
、平均値を算出する方法である。
しかし、この方法は、アナログ−デジタル変換が複数回
となり、処理時間が長くなる。
本発明の目的は、チョッパによる電動機電流制制ヲマイ
クロコンビュータンステムにした場合の電動機電流の平
均値の算出を、1回のアナログ−デジタル変換により算
出するチョッパ制御装置を提供するにある。
第1図は、チョッパCI−(による電動機制御回路の基
本構成である。直流電源Esを電源に、−動機M1平滑
りアクドル八4SL、フリーホイールダイオードDF 
% チョッパCI−1で構成され、ゲート制御回路GC
Cは指令値IPと電動機電流検出器CDによる検出値の
偏差を制御要素CCを介して、チョッパC11にゲート
信号を与え、電動機電流IMを指令値IPに追従させて
制御する。
第2図は、第1図の構成により制御された電動機電流I
Mの波形である。IMは、指令値1 pと等しくなる平
均$ii(IM)mを中心に、チョッパ動作周期TCH
内でΔIMの脈動が生ずる。一般に、電動機回路の抵抗
とインダクタンスによる時1は、チョッパ動作周期TC
Hに比べて十分小さく、ΔIMの変化は直線となる。こ
のとき、脈動JIMは直流電源電圧をEs、電動機回路
インダクタンスをLM、チョッパCHのオン時間をTo
nとすると、次のように表わされる。
そこで、チョッパC1lのオン時点たとえtd t +
、あるいは、オフ時点たとえば+2のどちらか一方の時
点で、アナログ−デジタル変換器を起動させて電動機電
流1Mを得ると、(’ M)Lあるいは(IM)Hとな
る。これより、電動機電流IMの平均値を、脈動ΔIM
をあらかじめ演算して、て得る。
第3図は本発明の一実施例である。直流電源Sに、電動
機Mと平滑リアクトルMSLとチョッパCl−1が直列
接続され、電動機Mと平i1JアクドルM S Lの直
列回路と並列にフリーホイールダイオードDFが接続さ
れている。チョッパCHのゲート制御回路GCCは、マ
イクロプロセッサM 1’ U 。
指令値IPと電流検出器CDで得られた電動機電流IM
をアナログ−デジタル変換するA/D変換器、A/D、
  プログラマブルタイマPTM、  タイマTM、ゲ
ート信号変換器GSCで構成されたマイクロコンピュー
タシステムでアル。
第4図は、第3図の動作を示す図である。il(。
Qは、第1図のタイマTMから与えられる割込み信号で
あり、これはチョッパC)(の動作周期” L” +1
に同期して与えられる。第4図において、たとえば移相
出力va2ば、チョッパ周期’I” (n +の時間で
、電動機電流制御に適した演算処理、すなわち指令値と
電動機電流の偏差や補償演算等の処理で得られた値であ
る。そして、次の周期l1lCH,の割込み信号iRQ
に同期して、時間t2からプログラマブルタイマP ’
11’ Mから出力し、チョッパCI+を移相出力va
2の立上りでオン、立下りでオフとする。
一方、マイクロプロセッサは、次の周期” CHaで出
力すべき移相出力v43の演算処理を実行している。こ
のようにして、TcH3以降、順次チヨノ・ZCHのオ
ン、オフ制御が行なわれる。
ところで、割込み信号iRQ発生と同時に移相出力Vα
を出力し、かつ、第1図に示したA/D変換器A/Dを
起動して電動機電流IMのAl1)変換を行うと、その
値は、iHの最小値(IM)Lの値が得られる。そこで
、指令値IPと電動機電流iMの偏差を求めるとき、最
小値(LM)Lとのα(1−α/ ’J’ CH)との
偏差を算出すれば、IPと平均値(IM)mとの偏差が
得られることになり、平均値(・IM)mがIPに等し
く制御されることになる。
第5図は第3図のゲート制御回路のプログラム構成で、
低速処理を行う主ルーチンへ4Rとチョッパ動作周期1
゛。H毎に処理を行う割込みルーチンS Rで構成され
ている。第6図はマイクロプロセッサMP(Jにあらか
じめプログラムされた割込みルーチンの処理内容を示す
フローチャートである。
すなわち、割込みが発生すると、PTMから移相出力v
aを発生させる処理を行ない、次に、電動機電流、指令
値、電源電圧のA/D変換を行なって、それぞれの値を
(IM>L、IP、ESとする。
一方、電動機回路のインダクタンスL、とチョッパ動作
周期TCHは、あらかじめ定数として与えられている。
これより、A/D変換終了後に、電動機電流の平均値(
1M)mを により算出できる。次に、指令値IPと平均値(IM)
mの偏差IP  (1M)m を算出した後、制御要素
である補償系の演算処理を行なうことにより、次に出力
すべき移相出力■6を得る。以上のような演算処理を行
なうことにより、電動機電流の平均値(iM)mが指令
値lPに追従する電流制御を行なうことができる。
本発明の一実施例によれば、電動機電流のA/D変換を
1回行なうのみで平均値を算出することができるので、
A/D変換の処理時間を短縮して、電動機電流の平均値
を指令値に追従して制御できる効果がある。
第6図に示すフローチャートのステップは必要最小限の
ものを示したものであり、中間に種々の処理ステップを
入れることもできるし、任意にステップの入換えを行な
っても良い。
ところで、前記実施例では、割込み信号11L(Jに同
期してチョッパCHをオンし、同時に電動機、電流iM
のA/D変換を行なってiMの最小値(IM)’Lを得
た。しかし、プログラマブルタイマPTMからTCI+
−α の移相出力を得るようにし、割込み信号11tQ
に同期してチヨツ・CCHをオフする制御方法も可能で
ある。この場合は、割込み信号iWQに同期して電動機
電流iMのA/D変換を行なうと、IMの最大値(1M
)mが得られるので、第6図の5ステツプ目の演算処理
を、ことにより、前記実施−と同等の効果を得る。とこ
ろで、電源電圧Esの変動までも孝順する必要がないシ
ステムでは、第6図の5ステツプ目の演算処理時間を短
縮するために、αに対するをあらかじめプログラムし、
第6図の5ステツプなうことにより、全体の実行処理時
間を短縮できる効果がある。
なお、第3図では電流検出、器CDを電動機回路に入れ
て電動機電流iMを検出したが、チヨツ・ZCHがオン
状態になると1.電源Sにもlyと等しい電流が流れる
ので、この電流を検出しても作用、効果は同等である。
本発明によれば、マイクロコンピュータシステムのチョ
ッパ制御装置において電動機電流の平均値を1回のfi
、/D変換で算出できるので、演算処理時間を短縮でき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はチョッパによる電動機制御のそれぞれ
基本回路図と動作図、第3図は本発明の一実施例を示す
ブロック図 第4@、第5図は本発明の詳細な説明する
動作図、第6図は制御用演算″のフローチャートである
。 S・・・直流電源、M・・・直流電動機、C)(・・・
チョッパGCC・・・ゲート制御回路、A/D・・・ア
ナログ−デジタル変換器、MPU・・・マイクロプロセ
ッサ、P ’l’ M・・・プログラマブルタイマ、T
M・・・タイマ、1)B・・・データバス、All・・
・アドレスバス、へ1ト・主ルーチン、81(・・・割
込みルーチン。 $1凶 $2 目 $4−目 Cd7σN  (H,ρFF 茅f 目 ) I″1尺

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■、直流電源、−直流電動機を含む電動機回路、及びチ
    ョッパで構成された電動機制御回路と、あらかじめプロ
    ーグラムされた処理手段、アナログ−デジタル変換手段
    、デジタル値をパルス変換する手段を備えて、前記直流
    電動機の電流を指令値に追従して制御する前記チョッパ
    のゲート制御装置とを備えるものにおいて、前記チョッ
    パの導通時点又は非導通時点のどちらか一方の時への前
    記直流電動機の電流値を、前記直流電源の電圧値、前記
    電動機回路のインダクタンス値、前記チョッパの導通時
    間と動作周期で補正したことを特徴とするチョッパ制御
    装置。
JP56153682A 1981-09-30 1981-09-30 チヨツパ制御装置 Pending JPS5858893A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4656402A (en) * 1985-02-13 1987-04-07 Nippondenso Co., Ltd. Electric motor control apparatus
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