JPS62281701A - Speed control unit for electric rolling stock - Google Patents

Speed control unit for electric rolling stock

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JPS62281701A
JPS62281701A JP61124220A JP12422086A JPS62281701A JP S62281701 A JPS62281701 A JP S62281701A JP 61124220 A JP61124220 A JP 61124220A JP 12422086 A JP12422086 A JP 12422086A JP S62281701 A JPS62281701 A JP S62281701A
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浩 清水
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Abstract

PURPOSE:To allow an electric rolling stock to control the speed in the wide dynamic range, by controlling it with full wave conduction in low speed and high torque running and with half wave conduction in high speed and low torque running. CONSTITUTION:Armature windings 1-3 of a three-phase brushless DC motor 20 and a half wave conduction circuit and a full wave conduction circuit both supplying power to those windings are provided side by side. By manual operation by an operator of a rolling stock and automatic operation based on the detection of the torque and speed of motor, the speed control of an electric rolling stock is carried out in selectively changing over respectively through a control circuit 12 with half wave conduction by transistors 4, 5, 6 and 10 in low speed running and with full wave conduction by transistors 4-9 in high speed running. In this way, the motor can be driven in well high efficiency in the low speed limits so that the effectual speed control may be performed at fully wide range.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明は、モータを走行動力源とする一般路上走行用
の電気自動車や電動二輪車あるいはフォークリフト等産
業用の電動車輌の速度制御装置に係り、さらにいえば三
相式ブラシレス直流モータを走行動力源に使用した電動
車輌の通電方式の切換えに基く速度制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention Industrial Field of Application This invention relates to the speed of industrial electric vehicles such as electric vehicles and electric motorcycles for general road use and forklifts that use a motor as a driving power source. The present invention relates to a control device, and more particularly to a speed control device based on switching the energization method of an electric vehicle using a three-phase brushless DC motor as a driving power source.

従来の技術 従来、モータを走行動力源とする電動車輌は種々公知に
属する(例えば実開昭49−132546号、実開昭5
0−147354号公報など)。
BACKGROUND ART Conventionally, various electric vehicles using a motor as a driving power source belong to the public domain (for example, Utility Model Application Publication No. 49-132546, Utility Model Application Publication No. 5).
0-147354, etc.).

通常、モータを走行動力源とする電気自動車や電動二輪
車その他の電動車輌の速度制御は、■モータに印加する
電圧を大小に変化させる電圧v制御方式、 ■モータと車輪との間に変速機を設置した変速機制御方
式、 のいずれかで行なうのが一般的である。そして、荒い速
度制御にはギヤシフトによる変速機制御方式を採用し、
さらにこれを補完する細かい速度制御にペダル操作によ
る電圧制御方式が採用されている。
Normally, the speed control of electric vehicles, electric motorcycles, and other electric vehicles that use a motor as a driving power source is: ■ Voltage v control method that changes the voltage applied to the motor in large or small steps; ■ A transmission between the motor and the wheels. This is generally done using either the installed transmission control method. For rough speed control, a transmission control method using gear shift is adopted.
Furthermore, a voltage control method using pedal operation is used for detailed speed control to complement this.

その理由は、モータは車輌の発進時の如く低速で高トル
クが必要な場合に効率が低く、他方、高速走行時の如く
高速で必要トルクが小さくなるにつれて効率が向上する
特性があり、車輌の低速域においては変速機を利用する
と効率の低下を防ぐことが可能だからである。
The reason for this is that motors have low efficiency when high torque is required at low speeds, such as when starting a vehicle, and on the other hand, their efficiency improves as the required torque decreases at high speeds, such as when driving at high speeds. This is because in the low speed range, using a transmission can prevent a drop in efficiency.

本発明が解決しようとする間通点 電動車輌の速度制御に上記電圧制御方式と変速機制御方
式を併用するときは、第一に電動車輌の構造が複雑化す
るし、かつ大型化、大重量化する。
When the above-mentioned voltage control method and transmission control method are used together for the speed control of a point-of-sight electric vehicle, which the present invention aims to solve, firstly, the structure of the electric vehicle becomes complicated, and it also becomes larger and heavier. become

その上、運転操作が複雑化するし、また、変速機で損失
を生ずるため効率の低下を否めないという問題点がある
Furthermore, there are problems in that the driving operation becomes complicated and the efficiency inevitably decreases due to the loss caused in the transmission.

これに対して、モータの界磁を強くする等の方法で低速
域での効率を高めたモータの製作、実用化も可能である
が、このモータは最大速度も小さくなり、このため変速
機制御方式を併用して速度のダイナミックレンジを拡大
する必要があるので、結局上述したと同じ問題点がある
On the other hand, it is possible to manufacture and put into practical use a motor with increased efficiency in the low speed range by increasing the field strength of the motor, etc., but this motor also has a smaller maximum speed, which makes it difficult to control the transmission. Since it is necessary to expand the dynamic range of speed by using both methods, the same problems as mentioned above arise.

目      的 そこでこの発明の目的は、変速機制御方式を採用する必
要がなく、モータを低速域において十分高い効率で駆動
させられ、しかも実用的な十分広い範囲での速度制御が
行なえる電動車輌の速度制御装置を提供することである
Purpose Therefore, the purpose of the present invention is to provide an electric vehicle that does not require the adoption of a transmission control system, can drive a motor with sufficiently high efficiency in a low speed range, and can perform speed control over a sufficiently wide range for practical use. An object of the present invention is to provide a speed control device.

問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解決する手段として。Means to solve problems As a means to solve the problems of the above-mentioned conventional technology.

この発明に係る電動車輌の速度制御装置は、図面に実施
例を示したとおり、 三相式ブラシレス直流モータを走行動力源とする電動車
輌の速度制御装置において、 三相式ブラシレス直流モータ2oの電機子巻線1.2.
3とこれらに対して電力を供給する半波通電回路及び余
波通電回路を併設した。
The speed control device for an electric vehicle according to the present invention, as shown in the embodiment in the drawings, is a speed control device for an electric vehicle using a three-phase brushless DC motor as a driving power source, and includes: an electric motor of a three-phase brushless DC motor 2o; Child winding 1.2.
3, and a half-wave energization circuit and an aftereffect energization circuit to supply power to these.

そして、車輌運転者の手動操作により、又はモータのト
ルクと速度の検出に基く自動的操作により、低速走行時
には半波通電を、高速走行時には全波通電をそれぞれ制
御回路12を通じて選択的に切換えて電動車輌の速度制
御を行なう構成とした。
The control circuit 12 selectively switches half-wave energization during low-speed driving and full-wave energization during high-speed driving, either manually by the vehicle driver or automatically based on detection of motor torque and speed. The configuration is designed to control the speed of electric vehicles.

なお、具体的な実施態様として、半波60°及び90°
通電回路は、星形結線とした三相の電機子巻線1,2.
3とこれに対して電力を供給するスイッチング用トラン
ジスター4.5.6とをそれぞれ接続し、かつ前記星形
結線の中性点には前記トランジスター4〜6に同期して
スイッチング動作を行なうトランジスター10を接続し
て構成する(第3図)。
In addition, as a specific embodiment, half wave 60° and 90°
The current-carrying circuit consists of three-phase armature windings 1, 2, .
3 and switching transistors 4, 5, and 6 for supplying power thereto are respectively connected, and a transistor 10 that performs a switching operation in synchronization with the transistors 4 to 6 is connected to the neutral point of the star-shaped connection. (Figure 3).

また、余波60°通電回路は、やはり星形結線とした三
相の電機予巻i1,2.3とこれに対して電力を供給す
るスイッチング用トランジスター4.5.6とをそれぞ
れ接続し、前記トランジスター4.5.6に回期してス
イッチング動作を行なうトランジスター7.8.9をそ
れぞれ前記トランジスター4.5.6のエミッタに接続
して構成する(第3図)。
Further, the aftereffect 60° energizing circuit connects the three-phase electric machine prewinding i1, 2.3, which is also connected in a star shape, and the switching transistors 4, 5, 6 that supply power thereto, respectively. Transistors 7, 8, 9 which perform switching operations in synchronization with transistors 4, 5, 6 are connected to the emitters of transistors 4, 5, 6 (FIG. 3).

さらに、全波90’通電回路は、星形結線とした三相の
TL電機子巻線、2.3とこれに対して電力を供給する
スイッチング用トランジスター4゜5.6とをそれぞれ
接続し、前記トランジスター4.5.6に同期してスイ
ッチング動作を行なうトランジスター7.8.9をそれ
ぞれ前記トランジスター4.5.6のエミッタに接続し
ていると共に、電源電池11を+V、O,−Vの如く二
つに分離してその0点と星形結線とした電機子巻線の中
性点との間に双方向の通電が可能なリレースイッチ14
を接続して構成する(第5図)。
Further, the full-wave 90' energizing circuit connects the star-connected three-phase TL armature winding 2.3 and the switching transistor 4°5.6 that supplies power to it, respectively, Transistors 7.8.9 that perform switching operations in synchronization with the transistors 4.5.6 are connected to the emitters of the transistors 4.5.6, and the power supply battery 11 is connected to +V, O, and -V. A relay switch 14 that can be separated into two parts and can conduct electricity in both directions between its 0 point and the neutral point of the armature winding connected in a star shape.
(Fig. 5).

作     用 まず、三相式ブラシレス直流モータとは、第1図にアウ
ターロータ式の三相式ブラシレス直流モータ20の概念
図を示したとおり、これは三相の同期式モータにおける
電機子側にロータの位置センサー21を取付け、同位置
センサー21からの位置信号により各相の電機子巻線に
流す電流のタイミングを変化させる構成の直流モータの
ことである。
Function First, a three-phase brushless DC motor is a three-phase synchronous motor with a rotor on the armature side, as shown in Figure 1, which is a conceptual diagram of an outer rotor type three-phase brushless DC motor 20. A DC motor is equipped with a position sensor 21, and the timing of the current flowing through the armature windings of each phase is changed based on the position signal from the position sensor 21.

第1図では、円周を4等分した大きさの4個の永久磁石
22が極性S、Nを互い違いに異ならせた配置として外
周部のロータが形成されている。
In FIG. 1, the rotor on the outer periphery is formed by arranging four permanent magnets 22 each having a size obtained by dividing the circumference into four equal parts, with the polarities S and N alternated.

電機子は内側の固定子となし、120°に等配した3個
の電機子巻線1,2.3の端部に例えばホール素子など
の位置センサー21が取付けられている。この位置セン
サー21は永久磁石22のN極とS極を検出してロータ
が1周回転する間に2対のオン、オフ(開閉)動作を行
なう。
The armature is an inner stator, and a position sensor 21, such as a Hall element, is attached to the end of three armature windings 1, 2.3 equally spaced at 120 degrees. This position sensor 21 detects the north and south poles of the permanent magnet 22 and performs two pairs of on and off (opening and closing) operations while the rotor rotates once.

第2図Aに各相の位置センサー21の出力を示した。同
位置センサー21は、1個の電機子巻線につき各1個の
割合で付くので、位置センサー21の出力は合計3個に
なる。
FIG. 2A shows the output of the position sensor 21 for each phase. Since one same-position sensor 21 is attached to each armature winding, the output of the position sensor 21 is three in total.

また、第2図B−Hには、上記三相式ブラシレス直流モ
ータ20の各電機子巻線1,2.3に流す電流のタイミ
ングを示した。ちなみに各電機子巻線に正方向のみの電
流を流す場合を半波通電、正負両方向の電流を流す場合
を余波通電と称する。また1回転角60’毎に流し方を
変えるのを60°通電、90°毎に流し方を変えるのを
90°通電という。
Further, FIG. 2B-H shows the timing of the current flowing through each armature winding 1, 2.3 of the three-phase brushless DC motor 20. Incidentally, the case where current flows only in the positive direction through each armature winding is called half-wave energization, and the case where current flows in both positive and negative directions is called aftereffect energization. Also, changing the flow direction every 60' per rotation angle is called 60° energization, and changing the flow direction every 90° is called 90° energization.

同一の印加電圧においてこのモータが回転する最大の回
転数は、半波60°通電の場合を1とするとき、半波9
0’通電のときが1/1.5.全波60°通電のときが
1/2、余波90°通電のときが1/3とだんだん低速
になる。
The maximum number of revolutions that this motor can rotate under the same applied voltage is half-wave 9 when 1 is the case of half-wave 60° energization.
0' when energized is 1/1.5. The speed gradually decreases to 1/2 when the full wave is energized at 60° and to 1/3 when the aftereffect is energized at 90°.

逆にモータ20の効率は、前記回転数の場合とは逆比の
関係で良くなる。したがって、低速時にはまず全波90
’通電でモータを回転させ、高速になるにしたがって通
電方式を全波60’通電−半波90°通電−半波60°
通電へと切り換えていけばよく、そうすると速度制御の
タイナミックレンシが広く、かつ高効率でモータ20か
回転されることになる。
On the other hand, the efficiency of the motor 20 improves in an inverse ratio to the above rotation speed. Therefore, at low speeds, the full wave 90
'The motor is rotated by energization, and as the speed increases, the energization method is changed to full wave 60' energization - half wave 90° energization - half wave 60°
It is only necessary to switch to energization, and then the dynamic range of speed control will be wide and the motor 20 will be rotated with high efficiency.

三相式ブラシレス直流モータ2oの運転特性か上記のと
うっであるから、電動車輌の運転者は、低速走行時には
手動切換え操作により、又はモータの回転数とその時の
最大トルクとの関係を検出して自動的に、制御回路12
を通して全波通電回路を選択し所謂全波通電を行なわし
めて、モータ20を高い効率で低速大トルクで正転させ
ることとなる。また、電源電圧と必要トルクとの関係に
基き最大速度て走行するときには、半波通電回路を選択
して所謂半波通電か行なわしめると、最大速度を2倍程
度にまて引き伸ばずことかてきるのである。
Because of the operating characteristics of the three-phase brushless DC motor 2o, as described above, the driver of an electric vehicle must perform manual switching operations when driving at low speeds, or detect the relationship between the motor rotation speed and the maximum torque at that time. automatically, the control circuit 12
A full-wave energization circuit is selected through , so-called full-wave energization is performed, and the motor 20 is rotated normally at low speed and large torque with high efficiency. Also, when running at maximum speed based on the relationship between power supply voltage and required torque, if you select a half-wave energization circuit and perform so-called half-wave energization, the maximum speed can be doubled without increasing the speed. It will come.

実  施  例 次に、第3図に示したこの発明の第1実施例、特に半波
60°及び90°通電並びに全波60゜通電か可能な構
成の速度制御装置について説明する。
Embodiment Next, a first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described, particularly a speed control device having a configuration capable of half-wave 60° and 90° energization and full-wave 60° energization.

図中1.2.3は電動車輌の走行動力源である三相式ブ
ラシレス直流モータ20の三相の電機子巻線であり、こ
れらは星型結線とされている。
In the figure, reference numerals 1, 2, and 3 indicate three-phase armature windings of a three-phase brushless DC motor 20, which is a driving power source for an electric vehicle, and these are connected in a star shape.

図中4.5.6は前記直流モータの三相の電機子巻線1
,2.3に電力を供給する半波通電回路のスイッチング
用トラジスタであり、各々のコレクタは電力供給用直流
電源11の陽極と接続され、エミッタが各電機子巻線1
,2.3と接続されている。また、ベースはペダル13
の操作によリモータ20への印加電圧を:Afgする制
御回路12と接続されている。
In the figure, 4.5.6 is the three-phase armature winding 1 of the DC motor.
, 2.3, each collector is connected to the anode of the DC power supply 11 for power supply, and the emitter is connected to each armature winding 1.
, 2.3. Also, the base is pedal 13
The control circuit 12 is connected to the control circuit 12 which controls the voltage applied to the remoter 20 by the operation of:Afg.

次に、図中10は同じく半波通電回路を構成し前記トラ
ンジスタ4,5.6に同期して開閉のスイッチング動作
を行なうトランジスタであり、そのコレクタは星型結線
とした電機子巻線1.?。
Next, reference numeral 10 in the figure is a transistor which also constitutes a half-wave conduction circuit and performs switching operations of opening and closing in synchronization with the transistors 4, 5, and 6, and its collector is connected to the armature winding 1, which is connected in a star shape. ? .

3の中性点に接続され、エミッタを直流電源11の陰極
と接続し、ベースが制御回路12と接続されている。
3, its emitter is connected to the cathode of the DC power supply 11, and its base is connected to the control circuit 12.

半波通電時にはトランジスタ10は常に導通となり、制
御回路12を通じてトランジスタ4と10.5と10,
6と10の組はこの順に同期したスイッチング(開閉)
動作が行なわれ、直流電源11により供給された電流は
各相の電機子巻線1.2.3に対し第2図B、Cに示し
たタイミングで導通状態となり、即ち半波60’又は9
0’通電が行なわれてモータが高速域で効率良く正転さ
れるのである。半波60°通電と半波び90゜通電との
切換えは、位置センサー21の出力の取り方による。
During half-wave energization, the transistor 10 is always conductive, and the transistors 4, 10.5, 10,
Groups 6 and 10 are synchronized switching (opening and closing) in this order.
When the operation is performed, the current supplied by the DC power supply 11 becomes conductive to the armature winding 1.2.3 of each phase at the timing shown in FIG.
0' energization is performed, and the motor is efficiently rotated in the normal direction at high speeds. Switching between half-wave 60° energization and half-wave 90° energization depends on how the output of the position sensor 21 is taken.

次に、図中7.8.9は全波通電回路を構成し上記トラ
ンジスタ4,5.6に同期してスイッチング動作を行な
うトランジスタであり、各々のコレクタが前記トランジ
スタ4,5.6のエミッタと接続され、またエミッタ側
は直流電源11の陰極と接続され、ベースが制御回路1
2と接続されている。
Next, 7.8.9 in the figure is a transistor that constitutes a full-wave current-carrying circuit and performs a switching operation in synchronization with the transistors 4 and 5.6, and the collector of each transistor is the emitter of the transistors 4 and 5.6. The emitter side is connected to the cathode of the DC power supply 11, and the base is connected to the control circuit 1.
2 is connected.

したがって、上記半波通電から余波通電に切換えると、
トランジスタ10は常にオフとなり、対をなすトランジ
スタ4と8,5と9,6と7の組はそれぞれ制御回路1
2を通じてこの順序でスイッチング動作が行なわれる。
Therefore, when switching from the above half-wave energization to the after-wave energization,
The transistor 10 is always off, and the pairs of transistors 4 and 8, 5 and 9, and 6 and 7 are connected to the control circuit 1, respectively.
Switching operations are performed in this order through 2.

各素子が導通するタイミングは第2図B(半波60’通
電)と同じであるが、直流電源11で供給される電流は
電機子巻線1から2へ、及び2から3へ、並びに3から
1へと第2図りに示したタイミングで流れる全波60’
通電となり、モータは低速域で高トルク。
The timing at which each element becomes conductive is the same as in FIG. The full wave 60' flows from 1 to 1 at the timing shown in the second diagram.
Power is applied and the motor has high torque in the low speed range.

高効率に正転される。Rotates forward with high efficiency.

ところで、制御回路12は、第2図B−Dのタイミング
により ■各トランジスタ4〜1oをオン、オフのスイッング動
作をさせる働きと、 ■各トランジスタ4〜10の導通時に各電機子巻線1〜
3に流す電流を調節する励き、 とをする。
By the way, the control circuit 12 has the functions of (1) switching each transistor 4-1o on and off according to the timing shown in FIG.
3. Adjust the current flowing through the circuit.

前者■の働きは、位置センサー21の出力同士で適当に
タイミングをとることにより行なう。例えば、第2図B
のタイミングでオン、オフ動作させるには、位置センサ
ー21aの出力と位置センサー21bの逆転の出力との
アンドをとればよい。
The former function (2) is performed by appropriately timing the outputs of the position sensor 21. For example, Figure 2B
In order to turn on and off at the timing, the output of the position sensor 21a and the reverse output of the position sensor 21b may be ANDed.

後者■の働きは、各トランジスタ4〜10のベース電圧
を調節する方法では損失か大きいのて、ベースを高速で
スイッチングを行ない、そのスイッチングのデユーティ
比か電機子巻線1〜3に印加される平均の電圧に比例す
ることを利用して、即ち、チョッピングあるいはパルス
幅制御の方法で行なう。より具体的に、第2図Bのタイ
ミンクにおける電機子巻線1についていえば、第4図に
示した如く、矩形波パルスにおけるavAとb@の大き
さにより制御する。a幅とb幅の比により平均の印加電
圧が決まる。
The function of the latter (2) is to switch the bases at high speed, since the method of adjusting the base voltage of each transistor 4 to 10 has a large loss, and the duty ratio of the switching is applied to the armature windings 1 to 3. This is done by utilizing the fact that it is proportional to the average voltage, that is, by chopping or pulse width control. More specifically, the armature winding 1 at the timing shown in FIG. 2B is controlled by the magnitudes of avA and b@ in the rectangular wave pulse, as shown in FIG. The average applied voltage is determined by the ratio of the a width to the b width.

従って、制御回路12に付属するアクセル13あ踏み込
みを大きくするということは、上記第4図の矩形波パル
スのb幅に対してa幅の値を大きくすることになる。こ
のような制御のための矩形波パルスは、まず非安定マル
チパイブレ一つて一定周波数の矩形波パルスを作り、こ
の矩形波をトリガーとして単安定マルチバイブレータを
動作させることにより作ることがてき、単安定マルチパ
イブレータの時定数をアクセルの踏み込み角に対して変
化させればよいのである。
Therefore, increasing the depression of the accelerator 13 attached to the control circuit 12 means increasing the value of the a width with respect to the b width of the rectangular wave pulse shown in FIG. 4 above. A rectangular wave pulse for such control can be created by first creating a rectangular wave pulse with a constant frequency using an astable multivibrator, and then using this rectangular wave as a trigger to operate a monostable multivibrator. All that is required is to change the time constant of the pibrator with respect to the depression angle of the accelerator.

次に、電圧、電流制御について述べる。上述した如く制
御回路12により矩形波のパルス幅aとbを変化させる
ということは、電機子巻線1〜3に印加される平均の電
圧を変えることをいう、従って、制御回路12は、電圧
の制御を行なっていることになる。モータ20の印加電
圧■と回転数nと電流Iの関係は、 V=Kn+IRで
表される。にはモータに個有の定数、Rは電機子巻線の
抵抗である。上記の式から、■を変えれば工が変化し、
また、電流工とトルクの関係は、T=KI/2π で電
流に比例するのである。
Next, voltage and current control will be described. As mentioned above, changing the pulse widths a and b of the rectangular wave by the control circuit 12 means changing the average voltage applied to the armature windings 1 to 3. Therefore, the control circuit 12 changes the voltage This means that you are controlling the The relationship between the applied voltage (2), the rotational speed (n), and the current (I) of the motor 20 is expressed as V=Kn+IR. is a constant specific to the motor, and R is the resistance of the armature winding. From the above formula, if you change ■, the work will change,
Furthermore, the relationship between current flow and torque is T=KI/2π, which is proportional to current.

上述の通すモータに対する半波通電回路と全波通電回路
との切換えは、制御回路12を通じて行なうのであるが
、その切換えは電動車輌の運転者が車輌の走行速度の実
感ないし計器による実測に甚く手動操作により行なうこ
とができるし、又はモータのトルクと回転速度を検出し
て自動的に行なうこともできる。
The above-mentioned switching between the half-wave energizing circuit and the full-wave energizing circuit for the passing motor is performed through the control circuit 12, but the switching is done by the driver of the electric vehicle by feeling the running speed of the vehicle or by actually measuring it with a meter. This can be done manually or automatically by detecting the torque and rotational speed of the motor.

ちなみに、自動切換えの具体的なやり方としては、例え
ば全波通電時のモータの回転数とその時の最大トルクの
関係を予めテストしておき、車輌走行時のモータの回転
数に対してトルクが最大値の近傍に達したことを検出し
た時に半波通電に切換えることとする。ちなみに、モー
タのトルクと電流は上式のとおり1:1の関係にあるこ
とから、トルクの測定は供給電流の測定をもって代える
ことができる。
By the way, a concrete method for automatic switching is, for example, to test in advance the relationship between the motor rotation speed during full-wave energization and the maximum torque at that time. When it is detected that the value has been reached, the switch will be made to half-wave energization. Incidentally, since the torque and current of the motor have a 1:1 relationship as shown in the above equation, the measurement of torque can be replaced by the measurement of the supplied current.

第2の実施例 次に、第5図は半波通電と全波90’通電が可能な構成
の速度制御装置を示している。
Second Embodiment Next, FIG. 5 shows a speed control device configured to allow half-wave energization and full-wave 90' energization.

その基本的回路構成は、上記第3図の第1実施例と変わ
りがない、ただ直流電源11を+v、ov、−vのよう
に二つに分離し、Ovの点と、電機子巻線1〜3の星形
結線の中性点との間にリレーのように双方向の通電が行
なえるスイッチ14をvi続した構成を特徴とする。
Its basic circuit configuration is the same as the first embodiment shown in FIG. It is characterized by a configuration in which a switch 14 that can conduct bidirectional current supply like a relay is connected between the neutral point of the star-shaped connections 1 to 3.

つまり、全波通電90’に切り替えた時には。In other words, when switching to full wave 90'.

スイッチ14が導通となり、トランジスタ4゜5.6が
第2図Cと同じタイミングで導通し、トランジスタ7.
8.9がそれぞれ前記トランジスタ4,5.6と逆位相
で導通するので、直流電源11により供給された電流は
各相の電機子巻線1.2.3に対し第2図Eに示したタ
イミングで導通状態となり、即ち余波90’通電が行な
われてモータは低速域でも効率良く正転されるのである
Switch 14 becomes conductive, transistor 4.5.6 becomes conductive at the same timing as in FIG. 2C, and transistor 7.
8.9 conduct in opposite phase to the transistors 4 and 5.6, respectively, so that the current supplied by the DC power supply 11 to the armature windings 1.2.3 of each phase is as shown in FIG. 2E. The conduction state occurs at the right timing, that is, the aftereffect 90' is energized, and the motor is efficiently rotated in the normal direction even in a low speed range.

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この発
明に係る電動車輌の速度制御装置は、低速高トルク走行
時には全波通電によって高い効率が得られ、また、全波
通電によっては得がたい高速低トルク走行の場合には半
波通電に切換えることにより、ダイナミックレンジの広
い速度制御が可能であり、よって変速機制御方式を採用
する必要は全くないのである。
The effects of the present invention are as described in detail in conjunction with the embodiments, and the speed control device for an electric vehicle according to the present invention achieves high efficiency by full-wave energization during low-speed, high-torque running, and In the case of high-speed, low-torque running that is difficult to achieve with wave energization, switching to half-wave energization allows speed control with a wide dynamic range, and there is no need to employ a transmission control method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は三相式ブラシレス直流モータの概念図、第2図
Aは位置センサーの出方図、第2図B〜Eは半波通電及
び余波通電時の電流の流れのタイミングを示した波形線
図、第3図はこの発明に係る電動車輌の速度制御装置を
示した回路図、第4図は矩形波の制御について示した説
明図、第5図はこの発明の第2実施例を示した回路図で
ある。
Figure 1 is a conceptual diagram of a three-phase brushless DC motor, Figure 2A is a diagram of the position sensor, and Figures 2B to E are waveforms showing the timing of current flow during half-wave energization and after-wave energization. 3 is a circuit diagram showing a speed control device for an electric vehicle according to the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram showing square wave control, and FIG. 5 shows a second embodiment of the invention. FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【1】三相式ブラシレス直流モータを走行動力源とする
電動車輛の速度制御装置において、三相式ブラシレス直
流モータ(20)の電機子巻線(1)(2)(3)に対
して電力を供給する半波通電回路と全波通電回路とを併
設し、制御回路(12)を通じてモータ(20)に対す
る半波通電と全波通電とを選択的に切換えて速度を制御
する構成としたことを特徴とする電動車輌の速度制御装
置。 【2】星形結線とした三相の電機子巻線(1)(2)(
3)とこれに対して電力を供給するスイッチング用トラ
ンジスター(4)(5)(6)とをそれぞれ接続し、か
つ前記星形結線の中性点には前記トランジスター(4)
〜(6)に同期してスイッチングを行なうトランジスタ
ー(10)を接続して半波60°及び90°通電回路を
構成していることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載した電動車輌の速度制御装置。 【3】星形結線とした三相の電機子巻線(1)(2)(
3)とこれに対して電力を供給するスイッチング用トラ
ンジスター(4)(5)(6)とをそれぞれ接続し、前
記トランジスター(4)(5)(6)に同期してスイッ
チングを行なうトランジスター(7)(8)(9)をそ
れぞれ前記トランジスター(4)(5)(6)のエミッ
タに接続して全波60°通電回路を構成していることを
特徴とする電動車輌の速度制御装置。 【4】星形結線とした三相の電機子巻線(1)(2)(
3)とこれに対して電力を供給するスイッチング用トラ
ンジスター(4)(5)(6)とをそれぞれ接続し、前
記トランジスター(4)(5)(6)に同期してスイッ
チングを行なうトランジスター(7)(8)(9)をそ
れぞれ前記トランジスター(4)(5)(6)のエミッ
タに接続していると共に、電源電池(11)は+V、O
、−Vの如く二つに分離してそのO点と星形結線とした
電機子巻線の中性点との間に双方向の通電が可能なリレ
ースイッチ(14)を接続し全波90°通電回路を構成
していることを特徴とする電動車輌の速度制御装置。
[Scope of Claims] [1] In a speed control device for an electric vehicle using a three-phase brushless DC motor as a driving power source, armature windings (1) (2) ( 3) is provided with a half-wave energization circuit and a full-wave energization circuit to supply power to the motor (20), and selectively switches between half-wave energization and full-wave energization to the motor (20) through the control circuit (12) to control the speed. A speed control device for an electric vehicle, characterized by having a configuration for controlling the speed. [2] Three-phase armature winding with star connection (1) (2) (
3) and switching transistors (4), (5), and (6) that supply power thereto are respectively connected, and the neutral point of the star-shaped connection is connected to the transistor (4).
The electric vehicle according to claim 1, characterized in that a transistor (10) that performs switching in synchronization with (6) is connected to constitute a half-wave 60° and 90° energization circuit. speed control device. [3] Three-phase armature winding with star connection (1) (2) (
3) and switching transistors (4), (5), and (6) that supply power thereto are connected, respectively, and a transistor (7) that performs switching in synchronization with the transistors (4, 5, and 6) is connected. ) (8) and (9) are connected to the emitters of the transistors (4), (5), and (6), respectively, to form a full-wave 60° energization circuit. [4] Three-phase armature winding with star connection (1) (2) (
3) and switching transistors (4), (5), and (6) that supply power thereto are connected, respectively, and a transistor (7) that performs switching in synchronization with the transistors (4, 5, and 6) is connected. )(8) and (9) are connected to the emitters of the transistors (4), (5), and (6), respectively, and the power supply battery (11) is connected to +V, O
, -V, and connect a relay switch (14) that can conduct electricity in both directions between the O point and the neutral point of the star-connected armature winding. A speed control device for an electric vehicle, characterized by comprising an energizing circuit.
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