JPS5944966A - チヨツパ制御装置 - Google Patents

チヨツパ制御装置

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JPS5944966A
JPS5944966A JP15328882A JP15328882A JPS5944966A JP S5944966 A JPS5944966 A JP S5944966A JP 15328882 A JP15328882 A JP 15328882A JP 15328882 A JP15328882 A JP 15328882A JP S5944966 A JPS5944966 A JP S5944966A
Authority
JP
Japan
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chopper
switch
transistor
bypass
opened
Prior art date
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Pending
Application number
JP15328882A
Other languages
English (en)
Inventor
Taketoshi Kato
豪俊 加藤
Koji Suzuki
宏司 鈴木
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP15328882A priority Critical patent/JPS5944966A/ja
Publication of JPS5944966A publication Critical patent/JPS5944966A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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】 本発明はトランジスタ式チョッパ制御装置に関し、特に
電気車制御のだめのトランジスタチョッパと転流用の機
械的バイパススイッチとを有する装置の転流時アークを
低減する装置に関する1゜従来のチョッパ制6シ11装
置に於ては小電流を負荷に供給する際は制御端子付チョ
ッパ装置例えばトランジスタチョッパを動作させ、大電
流の供給が必要になると別個に設けられたバイパス用開
閉装置例えば機械的開閉接点を有するバイパススイッチ
を通して給電して大電流によるトランジスタの損傷や半
導体損失(工2R)を回僻している。このトランジスタ
チョッパからバイパススイッチへ通電路を切替える際に
回路状態に応じて開閉接点間に生じるアークを回避する
ために、スイッチ投入(閉動作)時にチョッパをオン状
態にしておくために(チャタリングによるアークの防止
)投入に先立ってトランジスタベースにデユーティ比1
00チのバイアス電流を流したシ、スイッチ開動作に際
してトランジスタをオン状態にしておくために常時ベー
スバイアス電流を流す方式が知られている。
上記のようにトランジスタチョッパのペースに常時バイ
アス電流を流すことは電力の無駄であり、また開閉動作
を検知してからバイアス電流を流してチョッパをオンさ
せた状態でバイパススイッチを開放させる構成は複雑に
なる。水元ψjはこれら問題点を解消しようとするもの
で、バイパススイッチのオン状態に於てもトランジスタ
チョッパのペースバイアス電流をチョッピング供給する
構成としチョッピングのデユーティ比が小さいとバイパ
ススイッチ開閉動作時にアークが発生ずるので開閉動作
に際[7でtよデユーティ比のオフ1υ」間を発生アー
ク期間よシ短くなるようにデユーディ比を変化させて発
生アークを減少若しくは回111i′Lするチョッパ制
御装置を提供する。本発明に上ればバイパススイッチの
オン状態でもアヨツパトランジスタのベースバイアス電
流のデユーティ比((−特定の値に選択して転流i+i
J+作させ“るので常時バイアス電流を流すものに比し
て電力損失が蝿減出来る。
本発明の好適実施態様によれば直流′、1を動機と、該
直流電動機にアクセル指令に応動しだ′141力を供給
する主トランジスタと、電磁開閉器を電源に直列接続し
、前記直流電fiJI機に全〒lj圧を印加するため前
記主トランジスタに並列に接h′売された′電磁開閉器
を備えるものにおいて、前記電磁開閉器の没入中は、前
記電磁「jl閉器の投入時接点のチャタリング期間およ
び開放1稍の接点移動時間よりも短いオフ期間の高デユ
ーテイで前記主トランジスタククチョッピングさせるこ
とを特徴とする電気車制御用チョッパ制御装置が提供さ
れる。
以下図面を参照して本発明を説明する。第1図は本発明
の第1実施例を示し、第2図はその動作説明用波形図で
ある。
図中の1は電源、2は電気車駆動用電動機でトランジス
タチョッパ3又は機械的開閉接点を有するバイパススイ
ッチ6にて回転数を制御する。5はフライホイールダイ
オード、Rはチョッパ電流検出用シャント抵抗。AMP
はシャント電圧の増幅器。CCはチョツパ30ペース電
流制御回路でアクセル指令ルPの操作によシペース電流
のデユーティ比を変化する。また図示の如く時間t1で
バイパススイッチ5が投入されるとシャント抵抗R1増
幅器AMPよりこの投入を検出して投入期間中はチョッ
パ3にスイッチ6の開放時の接点移動時間(若しくはア
ークの発生時間)よりも短かいオフ期間を有するデユー
ティ比でベース電流を供給する機能を制御回路Caは有
している。従ってスイッチ6の開放時に無電弧又は第2
図t2に示す様に、接点間にアークが発生しても短時間
内にチョッパ3をオンさせ消弧できるためにバイパスス
イッチ6の接点の焼損を最小限に抑えることができる。
本笑施例はトランジスタチョッパ3とバイパススイッチ
6の開放時の接点移iに)h時間を利用し、バイパスス
イッチ6が投入している間に前記接点移動時間よシも短
かいオフ期間となるデユーティ比でトランジスタチョッ
パ30ベースにチョッピング電流を供給するので、第2
図のごとくバイパススイッチ6の開放時に接点間に生じ
るアークは無電弧−又は途中で消弧でき、しかも、トラ
ンジスタ部分での電力ロスは少なくなる。
第6図は本発明の第2実施例で直流電動機制御用のチョ
ッパ制御装置を示しバイパススイッチ6の開閉を指示す
るバイパス投入スイッチ8を有し、同スイッチ8の開閉
動作を検知してトランジスタチョッパ3の動作デユーテ
ィ比を変化させてからバイパススイッチ6が開閉するよ
うに(h成したものである。第4図し」、要部波形図を
示す。第6図において、1は直流′11(源、2は直流
電動(蔑、3ilJ:iα流電動機2に電力を供給する
トランジスタチョッパ装置、4は直流電動機2とトラン
ジスタチョッパ3と直列接続される電磁開閉器、5はチ
ョッパ3のOFF時に直流電動機2の電流を循環させる
フライホイールダイオード、6はチョッパ3と並列接続
され直流電動機2に最大電力を供給するだめのバイパス
電磁開閉器、7は起1RIr用スイッチ、8はバイパス
電磁開閉器の投入指令を出すバイパス指令スイッチ、9
は公知の定電圧回路、1oは電   ′磁開閉器4の励
磁コイル、11はバイパス電磁開閉器6の励磁コイル、
12.13は励磁コイル10.11に並列接続されたフ
ライホイールダイオード、14は公知のV、a、Oo(
電圧制御型発振器)回路で、オペアンプ17.1B、)
ランリスタ23、レジスタ39〜47、コンデンサ28
よシなる。15は速度指令を出すアクセル用ポテンショ
メータ、16はアクセル指令値を反転する反転増幅器、
19.20は入力を反転し出力するインバータ、21〜
24はトランジスタ、2,5.26はダイオード、27
はツェナーダイオード、29はコンデンサ、30〜52
はレジスタである。
以上第1図の装置に於て起動スイッチ7カ玉投入される
と、定電圧回路9が作動して規定の定電圧を出力し安定
する1、この時アクセル15は可動端子の電位が高い位
置にある。したがって反転増幅器16の出力は低′1に
位のため、V、C,O,発振回路14は作動せず、オペ
アンプ18の出力はOレベル、よってトランジスタ22
がオフ、トランジスタ21がオンするため、励磁コイル
10に励磁′「[C流が流れ、電磁開閉器4が閉成する
。図示せぬアクセルペダルを踏込んでいくと、アクセル
15の可動端子の電位が下がっていくだめ、反転増幅器
16の出力は増加し、v、a、o、発振回路14が、ア
クセル15の指令に応じたデユーティ比で発振する。す
なわち、オペアンプ18の出力がO→1→0を繰返すた
め、・トランジスタ22がオフ、オンし、トランジスタ
21がオン、オフする。トランジスタ21がオフのとき
、励磁コイル10の励磁電流はトランジスタチョッパ3
のベース電流として供給されるので、トランジスタチョ
ッパ3がオンする。励磁電流はトランジスタのコレクタ
ーエミッタ通路又はトランジスタチョッパ3のベース−
エミッタ通路の何れかを通し7て+dr、れるので電磁
開閉器4は常時閉成されている。このように、V、a、
O,発振回路14のデユーティ比に応じてトランジスタ
チョッパ3がチョッピングし、直流電槁機2にアクセル
15の速度指令に応じた電力を供給する。ここでアクセ
ルペダルをいっばいに踏込んで、最高速指令を出すとと
もに、バイパス指令スイッチ8を閉成すると、インバー
タ190入力がOレベルからルベルに反転するので出力
はルベルから0レベルに、インバータ20の出力が0レ
ベルからルベルにそれぞれ反転する。インバータ20が
ルベルを出力すると、トランジスタ24をオンさせ、バ
イパス電磁開閉器6の励磁コイル11に励磁電流を流す
ため、バイパス電磁開閉器6が投入遅れ時間後、開成す
る。この時、インバータ19の出力Oレベルを利用して
、レジスタ50、ダイオード25によシ反転増幅器16
の増幅率を変え、V、a、O0発振回路14の入力電圧
を、バイパス投入指令が出力される前すなわち、バイパ
ス指令スイッチ8が閉成する前の状態よりさらに高くす
ることにより、V、0.0.発振回路14のデユーティ
比を後述の程度に大きくする。7Fだ、バイパス指令ス
イッチ8ケ開放すると、バイパス電磁開閉器6は開放遅
れ時間後、開放する。ここで、インバータ19の出力は
、バイパス指令スイッチ8が開放しても瞬時にOレベル
からルベルに反転せず、コンデンサ29、レジスタ49
で決する時定数後に0レベルからルベルに反転する。
このコンデンサ29とレジスタ49の時定数は、バイパ
ス電磁開閉器6の開放遅れ時間よシーやや長くしておく
。以上の動作を第2図にタイムチャートに従い示す。t
lはバイパススイッチ8の投入からバイパス電磁開閉器
6が閉成する迄の投入遅れ時間、tzはスイン・チ8の
開放から開閉器6が開放する迄の開放遅れ時間、( t
z +ts )は、コンデンサ29とレジスタ49で決
まる時定数で、バイパス指令スイッチ8が開放してから
、インバータ19の出力が0から1に反転する亥での時
間でちる。
図示の如くスイッチ8の投入より時定数で若干遅れてイ
ンバータ19の出力が1になると反転増幅器の増幅率が
増加してチョッパ3のj″′′ニーテイ比加された状態
でt1時間後にバイパス電磁開閉器6が閉成し、スイッ
チ8が開放する際は開放遅れ時間t2よシ後の( t2
+t3 ) u5間β2ユーティ比の増加状態が維持さ
れるよう+)q成される。
ここでバイパス電磁開閉器投入後に変化さtするデユー
ティ比は、オフ期間が、投入時のチャタリング期間、開
放時の接点移動時間のいずれよシも短い時間になるよう
、V.a,O.発振回路14の回路定数を設定しておく
。以上のように、バイパス電磁開閉器6の投入前から開
放後までトランジスタチョッパ3のデユーティ比を高く
変化することによって(図では100%)、開閉器投入
時はチャタリングによる接点間のアークの発生、開放時
は負荷電流遮断によるアークの発生を押えることが可能
となり、接点の焼損を最小限にすることが可能となる。
本実施例では電磁開閉器6の閉成状態に於ては電磁開閉
器4の励磁電流をデユーティサイクルのオン期間にはト
ランジスタ21のコレクターエミッタ通路に流し、オフ
」υ」間にはI・ランリスタチョッパ3(一般に′【1
℃カトランジスタ)のペースエミツク通路に流すA’t
’l成としているので、l−トランジスタチョッパのベ
ースバイアス電流と励磁電流とを別個に流す構成やベー
スバイアス′屯流を常11..流ず構成と比較して電力
損失が軽減される。、′?l:/コトランジスタ21の
メツ期間(デユーティサイクルのオフ期間)に電磁、開
閉器4の励1区′屯流をトランジスタチョッパ3に流し
てペースバイアス電流をチョッピングする第1・11成
としたので、このチョッピング電流のデユーディ比を好
適に変化することにより電磁開閉器6の接点の投入、開
放を逸早く検出する必要がなく、装置に既存の性質を利
用した簡単な回路修正で所期の作用効果す達成出来るも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のチョッパ制御装fiffiの第1実施
例を示すブロック図、第2図はその動作説明波形図、第
6図は本発明の第2実施例を示し、第4図はその動作説
明波形図である。 1直流電源、2電動機、3トランジスタチヨツパ、6バ
イパス電磁開閉器、C,a、制1i111回路代理人 
浅 村   皓 外4名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御端子伺チョッパ装置とバイパス用開閉装置とを有す
    るチョッパ制御装置に於て、該開閉装置の閉期間中は該
    開閉装置の開放i;jj7作時の接点移動時間よシも短
    いオフ期間を有するデユーティ比で前記チョッパ装置の
    チョッピング動作をさせるチョッパ制御装置。
JP15328882A 1982-09-02 1982-09-02 チヨツパ制御装置 Pending JPS5944966A (ja)

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JPS5944966A true JPS5944966A (ja) 1984-03-13

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