JPS6046785A - 回生制動電流による直流電動機の定速制御装置 - Google Patents

回生制動電流による直流電動機の定速制御装置

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JPS6046785A
JPS6046785A JP58151494A JP15149483A JPS6046785A JP S6046785 A JPS6046785 A JP S6046785A JP 58151494 A JP58151494 A JP 58151494A JP 15149483 A JP15149483 A JP 15149483A JP S6046785 A JPS6046785 A JP S6046785A
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JP
Japan
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motor
current
output
transistor
switching element
Prior art date
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Pending
Application number
JP58151494A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuki Ban
伴 五紀
Ikumasa Ikeda
池田 育正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekoh Giken KK
Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Sekoh Giken KK
Secoh Giken Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekoh Giken KK, Secoh Giken Co Ltd filed Critical Sekoh Giken KK
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Publication of JPS6046785A publication Critical patent/JPS6046785A/ja
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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
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H02P3/14Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by regenerative braking

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (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tユ、直流’tri lb (’戊の逆訪昨1b
、圧が’eftυ5旨+i i五よシ高い場合において
も、制動■1.流を制御して、制動力を制御することが
可能な回生制動のできる定速制糾装僅゛に関するもので
おる。
電動機を使用して駆動力をイ、tているttf勤車とし
て、身体障害者の為の′F1+、動車椅子、老人の為の
1=17動三輪車或は荷物を逢搬する為のτb’、 (
ij+迎搬車等がある。電動車は負荷変動が大きい為に
変速装置を備えているのが一般的である。
減速比を高速用から低速用に切換える時、降り坂におい
て顕著であるが、車輪の回転数が筋いと電動機が車輪よ
り回転させられ、電動機の逆誘起電圧が電源電圧より高
くなる。
本出願人は、昭和53年12月12日出願(昭和53−
152674月)を行ない址したが、この発明において
は電動hシの逆誘起電H二が電源型j1−より)痛くな
ると、ダイオードを介して型枠r(電力が回生され、制
動篭ゲ1:が流れ、制動トルクとなる。この場合の制i
1.+電流は、電動機の逆誘起電圧と電(V子抵抗及び
44’、i、源電圧より定まる電流であり、電流を制御
することができない欠点がある。
不発ゆ」は、上述した欠点を除去する為に、電動機の逆
誘起電圧が電源電圧より高くなると制動電流が流れるタ
イオードに直列に半導体スイッチング素子を設けて、半
導体スイッチング素子をスイッチングm11作させて制
動電流を制御するようにしたもので以下図面について詳
卸1に説明する。
第1凶(a)は本発明の芙雄側でりる。記号1は直流電
動機である。1B号2は半導体スインナング累子(例え
はトランジスタ)で電動機1を駆動する為の′電力を供
給している。b己号3はフライ711イールタイメード
で、トランジスタ2を導通状態から蓮ll、11状態に
した時、′電動機1に蓄えられた磁気エネルギーによシ
電!vl戟1に′li機子電子電流し続ける為のもので
ある。記号4は半導体スインテング素子(例えはトラン
ジスタ)で、′電動機1に並列K k hAされている
。トランジスタ4を洒則することにより、′Iも、動(
穴1の逆誘起電圧はトランジスタ4を介して細路される
。使って電動機1には制動Mf、数が1)11れてfi
il)動トルクが発生する。記号5はフライホイールク
イオードで、トランジスタ4を導通状態7)・ら遮断状
態にした時、電動機1に蓄えられた磁気エイ・ルキーに
より電動機1に制動電流を眞し続ける為のものである。
記号6は半掬体スインナング素子(例えはトランジスタ
)で、電動機1の逆誘起電圧が電源電圧よシ高い場合に
おいても制動&1Jlcを制御する為のものである。ト
ランジスクロか導通ずると電動機−1の逆す起′岨圧に
よりダイオード5とインダクタンス素子(例えばコイ・
ル)?7iニー介して′電源に”[−146tEが回生
される。トランジスタ6が処断すると電動機1に蓄えら
れた磁気エイ、ルキーはコンテンツ゛8に蓄えらオし、
’1iil山Q花1のインクタンス成分によるサージ′
をロ、圧を抑flii、i L、半導体スインテング素
子2.4.6及びフライホイールダイオード3の耐圧の
保欣をイ〕°なっている。
−コイル7はトランジスタ6が導通した時のコンラーン
サ8の急速放電を抑i1i:l L 、)シンジスタロ
のコレクク′出1流が?]t h過きないように物;訃
シしている。
フライホイールダイオード9はトランジスタ6がμIも
断した時、コイル7に蓄えられた磁気エイ・ル−Xヒー
によるザージ′航圧3r抑制し、トランジスタ6の配圧
の保護を行なっている1、記号10i”l電動機1の回
転数を4突出する回転検出装置(例えV」、直θICク
コシエイ・レーク)である。記号11は回転戯の設定を
行なうn」伎抵抗である。記号12はOPアンプ−υ抵
抗13.14とにより誤差増幅回路を栴成し、タコジェ
ネレータlOの出力U(3,’圧と可食抵抗11による
鴇、圧との差を増11も1している5、8L8号15.
16.17はOPアンプであゐ。OPア/プ15と抵抗
■8とt9とにより、II反転垢II悄回路を千1−成
し、OL−’アンプ[6と抵わし2U、21とによシ非
反転増幅回路を杯)成し、、’uPアンフ17と抵抗弗
、23とにより非)y、転増幅回路′ff格成し、抵抗
42.14.25.26とにより分圧された電圧を・七
れそれ01)アン715.16.17の反li匹人力1
1111に人力しているので、OPアンプ15.16.
17のL1″J力は、01〕ア7プ12の出力がシフト
して増幅されている。
Ne M 2’/ 、2δ、29はコンパレータである
。コ/ノくレーク27と抵抗:う0.31とによりシュ
ミント・ トリツノ回路 よりンコベント・i−リガ回路を栖J戎し、コン−;レ
ーク2!)と抵抗讃と3bとによりシュミント・ トリ
ツノ回路を(j:5成しでいる。記号50は市、動機1
の市、4欠子電vtjを検出する電機子電流検出装置(
例えは抵抗)である。ム已号51はUPアンプで抵抗5
2.53.54.55とにより差動増幅回路を恰J戊し
ていり。抵抗j+Uの′f桟圧をOi)アンン51VL
lよシ差佃! j’t7 l’AAしていゐ。
コンパV −p 2’/ 、 2B、29ニヨリOP 
7 ン715.16、17の出力とOPアンプ51の出
力とを比較している。
コンパレーク27の出力はトランジスタ3″lを介しで
トランジスタ2のベース1lillに接続されている。
コンパレータ28の出力はトランジスタ38ヲ升してト
ランジスタ60ベース側に接続されている。コンパレー
タ29の出力はトランジスタ40ベース側に接続されて
いる。
第1図(b)を用いて纂1図(a)の回路動作を説明す
る。第1図(b)の横棚IV、はOPアンプ12の出力
電圧で、縦jj’11iV2 はコンパレータ27.2
8.29によるシュミント・トリガ回路のスライスレベ
ルを表わしている。記号39.39aはコンパレータ2
7によるシュミット・トリガ回路の上側、下側スライス
レベルである。H1号40.4(Jaはコンパレータ2
8によるシュミント・トリガ回路の上側、T側スライス
レベルである。h1号41.41aハコンバレータ29
によるシュミント・トリガ回路の上側、下1111スラ
イスレベルである。
OPアンプ12の出力が電圧v8 の時、電動機1゜に
通電されている駆動電流が増加して抵抗50、OPアン
プ5■を介して出力ちれた電圧がコンパレータ27によ
る上側ン・ライスレベル39を越えて上昇するとコンパ
レーク27の出力はローレベルとなり、トランジスタ3
7ヲ介してトランジスタ2は遮断する。
トランジスタ2が遮断すると′電動機1に通電されてい
る駆動電流が減少して抵抗5(J、OPアンプ51を介
して出力された′電圧がコンパレータ27による下側ス
ライスレベル39aを越えて胎・丁するとコンパレータ
27の出力はハイレベルとなす、トランジスタ37を介
してトランジスタ2は導通ずる。従って電動機1にはス
ライスレベル3!>、39aで定められた脈蹄゛が流れ
る。この時オペアンプ51の出力はコンパレータ28.
29で定められた下側スライスレベル40a、41a以
下であるのでコンパレータ28.2りの出カバローレベ
ルとなつ−Cいる。笹−ってトランジスタ38を介して
トランジスタ6は遮断し、又トランジスタ4も遮断して
いる。
OPアング12の出力が′6圧V4 の局、電動機1に
通電されている駆動電流が琴となり、抵抗50、OPア
ンプ51を介して出力された電圧が零となる(7)テ、
’j 7 ハV −夕2’7による上側スライスレベル
39以上であるのでコンパレータ27の出力はローレベ
ルとなり、トランジスタ3゛lを介してトランジスタ2
は遮断となる。又コンパレータ28.29による下側ス
ライスレベル40a、41a以−トであるのでコンパレ
ータ28.29の出力はローレベルとなす、トランジス
タ38を介してトランジスタ6は遮断シ、又トランジス
タ4も遮断している。従って電動機1の′亀磯子電流は
零である。
OPアンプ12の出力が電圧V5 の1埼、電1助機1
に通電されてる制動電流が増加しで、抵抗50、OPア
ング51を介して出力された電圧がコンパレータ28に
よる下側スライスレベル41Jaを越えて降下するとコ
ンパレータ28の出力はローレベルとなシ、トランジス
タ38ヲ介してトランジスタ6は遮断となる。トランジ
スタ6が遮断すると電動機1に通電されている制動電流
が減少して抵抗50;、OPアンプ51を介して出力さ
れた電圧がコンパレータ28による上111iスライス
レベル4(J’(r越えて上昇するとコンパレータ28
ハハイレベルとなす、トランジスタ38を弁してトラン
ジスタ6は導通となる。従って%1機1にはスライスレ
ベル40.4+、Jaで定められた脈流が流れる。この
時OPアンフ5jの出力はコンパレーク27で定められ
た上側スライスレベル39以上であるのでコンパレーク
2’7の出力はローレベルとなり、I・ランラスタ3フ
ヲ介してトランジスタ2は辿シfとなっている。′XO
Pアンプ51の出力はコンパレータ29で足められた下
側];゛、ライスレベル41a以下であるのでコンパレ
ーク四の出力はローレベルどなり、トランジスタ4i]
[断となっている。
OPアンノ12の出力が電圧V6 の時、電動イ幾1゜
の逆誘起電圧が高い場合電動機1に通電されている制動
′市原は、OPアンプ12の出力が10.圧■5 であ
る−場合に説明したと同11jf=にコンパレーク28
により定められた脈流が流れる。電動機■の逆56起電
圧が減少して、制i1.!/l電流が減少しで、OPア
ンン51の出力が上昇してコンパレータ29で冨められ
た上側スライスレベル41を越えて上昇するとコンパレ
ータ2!]の出力はハイレベルとなり、トランジスタ4
は治辿となる。l−ランジスタ4が導i11となると、
1i31]!1III′屯シ11.は増加して、OPア
ンプ51の出力は降下して、コンパレーク21ノによる
下側スライスレベル41aを越えて降下するとコンパレ
ータ29の出力はローレベルとなり、トランジスタ4は
遮断となる。従って電動機1の制動′電流はコンパレー
タ2!Jで定められた脈流となる。この時01)アンプ
51の出力は:17バレータ’l’7,2Bで定められ
た上(t!IIスライスレベル馳、4U以−ヒであるの
でコンパレータ27の出カバ1コーレベルで、コンパレ
ータ28の出力はハイレベルでちる1、従ってトランジ
スタ37を介してトランジスタ2は遮断となり、トラン
ジスタ38ヲ・介してトランジスタ6は潜通となってい
る。
電動桶。■の回転数が設定回転急よシ低い時、OPアン
プ12の出力は上昇し、′Cシ圧V8 の領域となるの
で駆動電流が増加する。従って回転数の減少を抑制する
。電動機1の回転数が設定回転数より高い時、OPアン
プ12の出力に[降1し、電圧V5 、■6の領域とな
るので制動電流が垢′加する。従って回転数の増加を抑
制する。そEつて■」液抵抗1■で定められた回転数を
′電動機1は保持し、定速回転となる。又11」液抵抗
11を変更することにより設定回転数を変更することか
できる。又知、用V4 の領域によシ駆動と制動との不
感侘存設りることかできる。
第2図は第1図の実施例に電かt制限回路を付加したも
のである。第1図と同一記号は同一1911桐で同−作
用j効果であるので説U3JJは省略する。記号56.
57はOPアンプで、記号bbl 5S)、60は抵抗
である。
′f11、ルノ1(伐1の駆動INF、流値に対応した
出力であるOPアンプ51の出力のイレ−が抵抗58と
5!J、60で定められた値より犬さくなるとOPアン
プ50の出力は1屏下し、タイオード61を介してop
アンプ15.16.17の非反転入力の電圧を降下させ
るので駆動部、流の増加7抑!tillし、駆動電流の
りミソクーとなる。又設定値より低い場合はOPアンフ
56の出力はハイレベルとなり、ダイオード61により
信号は伝達しない。電動機1の1トリ動′f4f、流値
に対応した出力であるU I)アンプ5工の出力の値が
抵抗5tJ、59と60で定められた値より小さくなる
とOPアンプ5ンの出力値上列、し、ダイオード57を
ブ「してOI)アンプ15.16、17の非反転入力の
′電圧を上昇させるので制動電流の31f加を抑制し、
制動室3fのりミソクーとなる。設定飴よシ高い場合は
OPアンプ57の出力はローレベルとなり、ダイオード
62によりイi(号は伝達しない。従って駆動電流も制
動知、流も設定電流以上は流れないので電流リミンター
となる。
以上説す」したように、%動機の逆線起電1]冊が電0
、超電圧より高くなると、fill動電び11.がフラ
イホイールダイオードを介して流れるので、フライホイ
ールダイオードと開動に半梼体スインテノグ紫子を設け
て、半導体スイッチング素子をスイッチング動作させる
ことにより、制動電流を制御していかなる場合において
も電動機の電力をiI制御することができる第1」点が
ある。変速装置を備えた電動車に本発明を適用するとI
持に不動である。減速比を高速用から低速用に切換える
時、降り坂において顕著であるが、車輪の回転数が高く
て電動機1が車輪よシ回転させられ、′電動機の逆誘起
電圧が霜;源電圧より高くなる場合においても制動室v
Tlが制御されるので、切り候時のゾヨンクが皆無とな
る効呆を有するものである、 4図面の丁ハjjl′1.な胱)多] 第1図(a)は木兄ψ」装置のfiii制御回路し1、
第1図(b)は駆動時と制動時を説明する為の図、第2
図は1b、流制限回路を付加した実施例の制御回路図を
それぞれ示す。
1・・・i(4: 310L動4歳、2.4.6・ ト
ランジスタ、3.5.9・−・フライホイールダイオー
ド、7・・・コイル、8・・・コンデンッー、10・・
回転数検出装置1丁、12.15.16.17.51.
5b、 5ン・・・opアンフ、27、z8.2+J 
、−、:I 7パレーク、 3’v、 39 a 、 
4tJ、4E) a。
41.41a −=+ンバレークz7.28.29によ
るシュミント二トリガFit路の上イ1:l]、]ζ1
則スライスレベル、5()・・・抵抗、6]、、 62
・・ダイオード。
特W「出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 A、直流電源によシ駆動される直流゛電動機と、B、該
    直#L電動機に通電きれている電機子電流値を検出する
    電機子電流検出装置と、 C3該′屯僚子電流検出装値と前記した直流電動機との
    直列接続体に直列に接続された半導体スイッチング素子
    と、 IJ、 irl記L記念7流電動機の逆訪起電用の仙が
    自流電源電圧の値よシ太きいり、〕、前記した半導体ス
    イッチング素子を導通することにより、前B已した直流
    電動(幾の逆訪起竜圧によシ直びL電源に′電力を回生
    するように接続した電気回路と、 E、前記した直bf電動機の回転数に対応した出力を得
    る回転数検出装置と、 P′、前記し7た電機子電流検出装置を介して’hPA
    子電流値が第1の設定値を越えて変化すると〕前した半
    導体スイッチング素子を遮断状態に保狛し、第2の設定
    値を越えて変化すると導通状態に保持する制動電流fl
    jll (呻回路と、G、前記した回転数検出装置n″
    、の出力が設定蝕に−越えて変化すると前記しプこ第1
    、第2の設定値がともに急速に変更されて、設足速度を
    保持する為の誤差増幅回路と、 によシ4゛トv成されたことを特徴とする回生ff1l
    j動電流VCfる直流%’、 6J @〕’LFE速t
    tlj Th’ll装置1イ、。
JP58151494A 1983-08-22 1983-08-22 回生制動電流による直流電動機の定速制御装置 Pending JPS6046785A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023159B2 (en) 2002-10-18 2006-04-04 Black & Decker Inc. Method and device for braking a motor
US7075257B2 (en) 2002-10-18 2006-07-11 Black & Decker Inc. Method and device for braking a motor
US10720860B2 (en) 2018-01-03 2020-07-21 Milwaukee Electric Tool Corporation Electronic braking in a power tool

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