JPS6232720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、電気車輛の推進に応用される
形式の直流牽引電動機の制御回路に関するもので
あり、更に詳しくは牽引電動機への電力を制御す
るサイリスタを周期的に転流しなければならない
場合におけるこのような制御回路に関するもので
ある。

発明の背景 電気車輛の駆動に最も広く使用されている直流
電動機は直巻電動機である。しかし最近はこれら
の目的のために分巻電動機（あるいはよく呼ばれ
ているように他励電動機）にかなり関心がもたれ
るようになつてきた。

勿論現在では周知のことであるが、いずれの形
式の電動機についても、チヨツパ回路の固体サイ
リスタ素子を使つて、被制御サイリスタのマー
ク・スペース比を変えることにより電動機へ供給
される正味の有効電力を定めて電動機動力（すな
わち速度とトルク）を調節することが出来る。一
般に、アクセル・ペダルの相対位置に応じてゲー
ト制御回路によつて定められる周期的速度でゲー
トが駆動されてサイリスタ（シリコン制御整流器
即ちSCR）は導通状態にされる。

SCRの特徴として、SCRはゲート信号により
一旦導通すると、陽極端子と陰極端子との間に零
ボルトまたは逆極性が印加されるまで導通状態に
とどまる。即ちゲート制御は効かなくなる。直流
牽引電動機に於いては主電力制御サイリスタをタ
ーンオフ即ち転流させるために、サイリスタに対
して蓄積逆電圧を有する転流コンデンサが適当な
時点に接続されて、その逆極性電圧によりサイリ
スタを非導通にする。普通は第２の制御サイリス
タを導通させることにより転流コンデンサを放電
し、主サイリスタの転流を実行する。しかし、分
巻牽引電動機の制御に適用したときは、牽引電動
機の動作モードを変更する時に独特の転流問題が
生ずる場合がある。

この点について考察すると、牽引電動機は車輛
を推進させたい場合の電動（モータリング）モー
ド、車輛を減速する場合の制動（ブレーキング）
モードのいずれかで動作させることができる。制
動はアクセル・ペダルの適当な操作を組み合わせ
て電動機の方向を逆転することにより電気的に行
なわれるのが最も一般的である。分巻電動機の場
合、電動機の制動モードから電動モードに切りか
えるときに転流失敗が生じること、特に制動モー
ドの前の電動モードが高速、低トルク動作であつ
た場合にそうなることがわかつた。

この状況において転流失敗が生じるのは、電動
モードの間に転流コンデンサに蓄積される電荷が
不充分なため、制動動作で生じる比較的大きな電
流を転流できないことによる。転流失敗が生じた
ときには、線路接触器等の機器により回路を開放
して障害を除去し、その後で正常動作のため再び
閉じなければならない。これにより車輛の減速中
に望ましくない不連続が生じ、接触器の先端が早
く劣化する。

制動電流が減衰して転流を行えるレベルに達す
るまで被制御サイリスタのゲート駆動を遅らせる
ようにすることもできるが、こうすると減速特性
に著しい不連続が生じ、車輛を操作する感じが成
り行きまかせの様な感じになることがある。

したがつて本発明の１つの目的は転流失敗の心
配なしに任意の電流レベルで制動モードから電動
モードへの切り換えを行なえるように、転流コン
デンサの電荷が電動機の電機子に流れる実際の制
動電流を追跡するようにし得る転流回路とその動
作方法を提供することである。

発明の概要 本発明は電動機の動作モードに拘わらず転流コ
ンデンサの電荷が他励電動機の電機子電流を追跡
するようにする方法と装置を提供するものであ
る。好ましい形式では転流コンデンサ、電荷反転
サイリスタおよび転流サイリスタをそなえた転流
回路網が設けられる。これはコンデンサに蓄積さ
れた充分な量の電荷で電荷反転サイリスタおよび
転流サイリスタを順次ゲート駆動したときに主制
御サイリスタを転流させるように構成されてい
る。転流回路網の各サイリスタは電動機の動作モ
ードに従つてゲート駆動され、したがつて、電動
機の動作モードを検知するための手段またはステ
ツプが設けられる。制動モードでは、転流コンデ
ンサの電荷が常に制動電流に比例するように電荷
反転サイリスタおよび転流サイリスタが交互に順
次ゲート駆動される一方、主サイリスタは動作さ
せない。電動モードの動作を再開するとき、コン
デンサの電荷は充分で転流失敗を防止できること
が保証される。

特許請求の範囲には本発明の主題を明確に示し
てあるが、以下の説明と添付の図面により本発明
を更によく理解することができよう。

発明の具体的説明 転流コンデンサの電荷が電機子制動電流の大き
さに追従するようにする動作の説明を行なう前に
第１図の制御回路の正常な転流動作について最初
に説明することが有益であろう。

第１図に於いて、電機子１６と界磁巻線１７を
含む他励電動機は主SCR１４を介して電池１０
から給電される。この電池１０の固有の電源イン
ダクタンス１２は電池の端子と実効的に直列にな
つている。電機子１６に対する電力は主SCRを
周期的にオン、オフさせてることにより制御さ
れ、オン時間とオフ時間の比が電機子１６に印加
される電圧の実効レベルをきめる。SCR１４の
非導通期間中、電機子巻線１６の電流はフリーホ
イール・ダイオード１８を通して維持される。本
発明とその動作の理解を容易にするため、電機子
１６は実効電機子インダクタンス２８および実効
直列抵抗３０を含むものとして示してあり、これ
が逆起電力発生器３２と直列接続される。

コンデンサ２６、転流SCR２０、電荷反転
SCR２２、およびインダクタンス・コイル２４
が主サイリスタ１４を転流即ちターンオフするた
めの転流回路網を構成している。SCR１４，２
０，２２に対するゲート制御信号はマイクロプロ
セツサをベースとした制御器３５（後でより詳細
に説明する）から導き出され、その周波数は車輛
のアクセル・ペダル３７の位置に関係している。

電動機界磁巻線１７は別個に励磁され、たはり
電池１０から給電される。界磁巻線１７の電流の
大きさは、マイクロプロセツサをベースとした制
御器３５からの指令に従つて界磁調整器４１を介
してトランジスタ３９を動作させることによつて
制御される。界磁励磁電流の方向はリレー接点
F₁，F₂，R₁およびR₂の相対位置（即ち開放また
は閉成）によつて定められ、これらのリレー接点
は順／逆スイツチ４３の指示に従つて制御器３５
を介して開閉させられる。順／逆リレーに対する
作動器は特に図示しない。トランジスタ３９と並
列にダイオード４０が接続されており、これはト
ランジスタ４０を過大な逆電圧から保護する役目
を果す。界磁巻線回路網の両端間にはフライバツ
ク・ダイオードまたはフライホイール・ダイオー
ド４２が通常のように接続される。ブロツキン
グ・ダイオード４４は転流サイクル中にダイオー
ド４０および４２が電流のインダクタンス１２か
らの電流の分路をつくることを防止している。ダ
イオード４４の効用は以下の説明で一層明らかと
なる。

通常の動作サイクルでは、転流コンデンサ２６
はその上側の電極（即ちSCR１４の陽極に接続
された電極）が正に下側の電極が負になるように
充電される。こゝでSCR１４をゲート駆動する
ことに開始される１サイクルについて考える。電
機子１６の電流は、SCR１４がオンになつた瞬
間にフリーホイール・ダイオード１８を介して流
れていた電流値にまで直ちに上昇する。次に電機
子電流は電池１０の電圧と電機子のインダクタン
ス２８と抵抗３０に従つて直線的に上昇する。

転流プロセスのためには、転流コンデンサ２６
に蓄積された電圧の極性を反転し、次いでSCR
２０をゲート駆動して導通状態にすることにより
SCR１４の両端間にこの電圧を直接接続しなけ
ればならない。電荷反転プロセスはサイリスタ２
０が非導通状態にある間にSCR２２をゲート駆
動して導通させることにより開始される。電荷反
転インダクタンス・コイル２４とコンデンサ２６
の動作により転流コンデンサ２６の両端間の電圧
が共振反転する。一旦コンデンサ２６が逆方向に
充電されると（即ち下の電極が正、上の電極が負
になると）、SCR２０の非導通状態とSCR２２の
逆方向電流を阻止する能力とによつて逆電圧の減
少が防止される。転流コンデンサ２６に逆電荷が
ある状態のとき、SCR２０をゲート駆動してオ
ン状態にして主SCR１４の両端間にコンデンサ
２６を実効的に接続すると、これにより主SCR
１４に逆電圧が印加されて、主SCR１４は阻止
状態になる。このようにして電機子電流は転流さ
れる。

上記サイクルの転流部分の間はサイリスタ２０
が導通し、転流コンデンサ２６の両端間の電圧は
電池の電圧に加わる方向になる。したがつて、転
流動作の開始時に電機子電流が瞬時増加する。こ
の電流は電池１０から電源インダクタンス１２、
コンデンサ２６、SCR２０および電機子１６を
通つて電池１０に戻る。この電流はコンデンサ２
６の両端間の電圧がゼロ点を通過するまで増加す
る。続いて回路のインダクタンス（即ち電機子イ
ンダクタンス２８および電源インダクタンス１
２）によりオーバーシユートが生じ、転流コンデ
ンサ２６は再び上の電極が正になるように充電し
始める。コンデンサ２６の電圧は電池の電圧に達
し、それを越えて少し増加する。これによりフリ
ーホイール・ダイオード１８が順方向バイアスさ
れて導通するので、電機子１６は前記直列ループ
から除かれる。

この時点で、電源インダクタンス１２に蓄積さ
れたエネルギが取り出されてコンデンサ２６の電
荷を増加させ、コンデンサ２６に電池の電圧より
若干高い電圧を生じさせる。この電圧の尖頭値Ｖ
_PKは次式で与えられる。

こゝで、Ｌは電源インダクタンスの値、 Ｃは転流容量、 Ｖ_Bは電池の電圧、 Ｉ_PKはフリーホイール・ダイオード１８が導通
し始めた瞬間に生じる電機子電流、 Ｋは回路内の分布抵抗の影響を考慮に入れるた
めの比例定数である。

経験の示すところによれば、Ｋの値は約0.95で
ある。

コンデンサ２６の両端間の電圧を反転するため
の上記プロセスの後、逆電圧は順方向尖頭電圧の
約95％になることがわかつた。即ち Ｖ_PKR＝0.95V_PK (2) これはSCR１４の転流のためにそのとき存在
しているコンデンサ２６の両端間の逆電圧の値で
ある。

転流回路網により遮断することができる電流値
Ｉ_INTはコンデンサ２６の容量とコンデンサ２６
の尖頭逆電圧Ｖ_PKRに比例し、SCR１４のターン
オフ時間△ｔに逆比例する。

即ち Ｉ_INT＝Ｃ・Ｉ_ＰＫＲ／△ｔ (3) 式(1)、(2)および(3)を組み合わせることにより、
電機子電流で表わした転流能力関係を確立するこ
とができる。第２図は制御回路の１例について電
機子尖頭電流と電流遮断能力との関係を表わした
グラフである。このグラフは制御回路のＬが３マ
イクロヘンリー、Ｃが135マイクロフアラツド、
△ｔが15マイクロ秒、Ｖ_Bが24ボルトの場合のも
のである。注目すべき重要なことは電流が大きく
なるにつれて、回路の動作は次のサイクルでは一
層大きな電流を転流できるようになるということ
である。たとえば第２図から、１つのパルスで転
流される電流が400アンペアである場合、次のパ
ルスでは約700アンペアを転流する能力がある。
したがつて第１図の回路では、転流コンデンサ２
６に蓄積されたエネルギは安全余裕があるように
電機子電流に追従する。転流コンデンサ２６の容
量値とSCR１４の最小ターンオフ時間は電源イ
ンダクタンス１２と電池電圧を考慮して選択し
て、回路が常に安全かつ確実に動作し得るように
することが望ましい。

第１図に示すように牽引電動機の制御全体がマ
イクロプロセツサをベースとした制御器３５の命
令によつて行なわれる。即ち、SCR１４、SCR
２０およびSCR２２のゲート信号ならびに界磁
巻線１７の制御はマイクロプロセツサをベースと
したシステムから与えられる。このシステムはア
クセル・ペダル３７および順／逆スイツチ４３か
ら速度指令信号および方向指令信号をそれぞれ受
ける。しかし、本発明を実施するためには常にマ
イクロプロセツサによる制御が必要になるわけで
はないこと、そして適切な制御を行なうために他
の手段を使用できることに留意されたい。

第１図に於いて、アクセル・ペダル３７、順／
逆スイツチ４３、および電機子電流センサ４５か
らの入力信号が通常の設計の信号条件付け回路４
７に与えられる。該回路は入力信号を波し大き
さの調節を行つて、その後の処理に適合した形に
する。このように条件付けされた信号はアナロ
グ／デイジタル変換器４９に送られ、続いてマイ
クロプロセツサ５１に与えられる。記憶装置５３
には、プログラムの記憶ならびに中間の計算され
たまたは監視された変数の記憶を充分に行なえる
ランダム・アクセス・メモリ（RAM）と読取し
専用メモリ（ROM）が含まれている。マイクロ
プロセツサとして適当なものは米国ロツクウエ
ル・インターナシヨナル社のモデル6502であり、
アナログ／デイジタル変換器４９としてはたとえ
ば米国ナシヨナル・セミコンダクター社の型番
ADCO816を使用することができる。またRAMお
よびROMとしては米国インテル社の型番2114お
よび2716の記憶装置がそれぞれ使用できる。

マイクロプロセツサ５１によつて作成された指
令信号は入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフエース５
５および出力信号条件付け回路５７を介して
SCR１４、SCR２０およびSCR２２ならびに界
磁調整器４１へ送られる。信号条件付け回路５７
は通常の設計のものであり、その中に含まれる駆
動増幅器はマイクロプロセツサからのデイジタル
信号に応答してSCRのゲート信号を送出し、ま
た界磁巻線１７を通る電流を調整するための制御
信号を送出する。Ｉ／Ｏインタフエース５５とし
てはロツクウエル・インターナシヨナル社から市
販されている型番6520の装置を使うことができ
る。

電動モードでは、SCR１４の時間比制御
（TRC）が電動機の速度を調整するための手段と
なる。電動機を制動したいときは、主SCR１４
が非導通状態に維持され、界磁巻線１７の極性が
反転される。この状態のもとで、電機子１６はダ
イオード１８を導通させる方向に逆起電力を発生
し、このためダイオード１８により電機子１６は
実質的に短絡される。電動機の発生する制動トル
クは電機子電流（即ちダイオード１８の電流）と
界磁磁束との積に比例する。逆起電力を維持する
ために界磁磁束を低い値に維持しなければならな
いので、妥当な程度の制動力を与えるためには電
機子１６には非常に大きな電流が必要とされる。

制動期間中で電動機がゼロ速度に達する少し前
には、逆起電力はもはやダイオード１８の所要電
流を維持することができなくなり、動作は電動モ
ードに戻らなければならなくなる。しかし電動モ
ードに戻る際、制動開始前に電動機が高速かつ比
較的低いトルクで動作していた場合には問題が生
じる。この問題は分巻電動機を用いた動作に特有
のものである。

今述べた条件（即ち低トルク、高速度）のもと
で、転流コンデンサ２６に蓄積される電圧は電池
の電圧に近い低レベルになることがある。制動期
間の終りに近づいて電動モードに戻るとき、フリ
ーホイール・ダイオード１８および電機子１６の
電流は極めて大きく、たとえば700乃至800アンペ
アになることがある。電動モードでは一旦SCR
１４がターンオンされると、通過する電流は急速
に電機子１６に既に流れている電流レベルで上昇
する。この電流は、制動前の電動動作によつてコ
ンデンサ２６に存在している電圧で転流すること
のできる電流を越えている惧れがある。その結果
として転流失敗が生じる。

制動モードから電動モードへの制御の切り替え
が制動動作によつて生ずる高レベルの電流で確実
に行なわれるようにするため、動作モードに無関
係にコンデンサ２６の電圧が電機子１６に流れる
実際の制動電流を追跡するようにされる。

制動モードの間、電池１０、電源インダクタン
ス１２、電機子１６、フリーホイール・ダイオー
ド１８、および転流回路網は前に述べたのと同じ
回路関係のままになつている。しかし主サイリス
タすなわちSCR１４は制御モードでは作動され
ず、非導通状態に保持される。転流サイリスタ
（SCR２０）および電荷反転サイリスタ（SCR２
２）は作動し続ける。

制動モードで転流SCR２０を点弧するとき、
ダイオード１８が電機子１６を回路から切り離し
ているか否かにより、電機子電流の流れに２つの
可能性が存在する。第３図は制動モードにおける
電機子電流の流れの可能性を示したものである。
第１の場合には、電流の尖頭値が転流コンデンサ
２６、電機子インダクタンス２８、電源インダク
タンス１２、および転流コンデンサ２６に蓄積さ
れている初期電圧値によつてきまる。曲線６５は
この回路の電流を時間に対して示したものであ
り、回路は不足減衰である。

他方、電機子１６がダイオード１８によつて回
路から切り離されている状態では、電機子のイン
ダクタンスと抵抗は実際上回路から除かれている
ので、回路は不足減衰のままになつているが、時
定数はずつと短い。第３図の曲線６７はこれらの
状態について電流と時間との関係を示したもので
ある。電池が２４ボルト、転流コンデンサが135
マイクロフアラツド、電源インダクタンスが３マ
イクロヘンリー、そして電機子インダクタンスが
300マイクロヘンリーの場合、時定数の短いこの
回路の尖頭電流は時定数が長い状態での電流に対
して約10対１の関係で大きくなる。たとえば約16
アンペアが約160アンペアになる。

動作について説明すると、転流SCR２０がゲ
ート駆動されたとき、初期電流が既に電機子１６
に流れている。このとき転流コンデンサの電流は
曲線６７に沿つて増加し始め、やがて電流は既に
存在している電機子電流値に達する。これは曲線
６７上の点６９に相当する。次の電流は実質的に
第１図の電機子インダクタンス２８および転流コ
ンデンサ２６によつて定まる曲線７１に沿つて増
加し始めなければならない。この電流は増加し
て、やがて転流コンデンサ２６の電圧がゼロ・ボ
ルトを通過して逆極性、即ち上の電極が正の、電
池電圧に達する。このときの（転流コンデンサを
含む）直列ループの電流は第３図の点７３に相当
している。続いて電流はこの点から再び電源イン
ダクタンス１２と転流コンデンサ２６だけで実質
的にきまる速度で急激に減少する。電機子インダ
クタンス２８に蓄積されるエネルギは曲線の減衰
部７５の間は寄与しない。というのは電機子で発
生され電圧がダイオード１８によつて分路される
ような極性になつているからである。転流コンデ
ンサ２６に生ずるオーバシユート電圧は点７３で
流れている電流値、即ちその時点に電動機電機子
に流れ込む制動電流値によつてきまる。この場合
もオーバーシユート電圧は実際上式(1)で与えられ
る。尖頭電流は転流SCR２０が点弧されたとき
に流れる制動電流である。したがつて、転流コン
デンサ２６に蓄積される電圧は制動電流に追従す
るようになつているので、任意の時点に電動モー
ドへの移行を安全に行なうことができる。即ち、
制動モードの動作に先立つトルクと速度の状態に
拘わらず電動モードに入る際、最初の試みで電機
子電流が転流されるということが保証される。

第４図は第１図のマイクロプロセツサをベース
とした制御器３５と協同して本発明を実行するの
に適した監視プログラムのフローチヤートであ
る。最初の３つのルーチン（ハウスキーピング８
０、アクセルおよびスイツチ読み取りルーチン８
１、および方向論理ルーチン８２）は常に実行さ
れる。最後の４つのルーチン（界磁調整８３、電
機子調整８４、電動調整８５、および制動調整８
６）は要求に応じて実行され、ルーチンの中に入
れられたフラグによつて動作される。制動調整ル
ーチン８６および電機子調整ルーチン８４は本発
明に最も関係のあるルーチンである。しかし本発
明に関係する限りに於いて他のルーチンの機能を
簡単に説明することが本発明の理解を助けること
になろう。

ハウスキーピング・ルーチン８０はプログラム
全体の開始とセツトアツプに必要な一般的なルー
チンである。アクセルおよびスイツチ読取りルー
チン８１は制御する車輛の状態に関するデータを
得ることを目的としている。このルーチンは、た
とえば車輛オン／オフ・スイツチ、順／逆スイツ
チ、ブレーキおよびアクセルの位置等の状態の読
み取りを行なう。方向論理ルーチン８２は（ルー
チン８１で得たデータから）車輛の動作状態たと
えば車輛が順方向電動モードにあるか否か等を判
定し、１つの動作モードから車輛を損傷させたり
最適性能を劣化させるような、１つの動作モード
から他の動作モードへの移行を防止する。界磁調
整ルーチン８３は電動機の界磁電流を調整するた
めの信号を発生する。この信号は最終的にアナロ
グ形式となり、第１図の界磁調整器４１に与えら
れる。電機子調整ルーチン８４は動作モードに従
つて第１図のSCR１４、SCR２０、およびSCR
２２に対するゲート信号を適当なタイミングで発
生する。電動調整ルーチン８５はアクセル位置の
変化に応答して、電機子電流調整および界磁調整
のための電流基準信号を作る。

制動調整ルーチン８６は電流調整機能を行な
い、界磁調整ルーチン８３と相互作用して制動モ
ードでの界磁巻線の調整を行う。このルーチン８
６は第１図の本発明の実施例に適した基本的な論
理機能をも与える。この論理は第５図のフローチ
ヤートに示してある。

第５図の論理動作は定期的に反復される時間ス
ケジユールに基づいて（第１図のマイクロプロセ
ツサ５１用の）プログラムにより実行される。こ
れはたとえば１ミリ秒毎に１回行なうことができ
る。この論理サブルーチンに入つたとき、動作が
制動モードにあるか否かについての判定がまず行
なわれる（判定ブロツク９０）。制動モードにな
ければ、制動モードで働く界磁調整は予定されな
い（即ち呼び出されない）。そして論理動作９１
によりフラグＢとＧがそれぞれ１と０にセツトさ
れる。続いてこのサブルーチンを出す。判定ブロ
ツク９０の結果がイエスであれば、判定ブロツク
９２がＢで１であるか０であるかを判定する。Ｂ
が０であれば、これは現在のパスが論理動作を通
る最初のパスであることを表わし、タイマをリセ
ツトする信号が与えられる。同時に、論理動作９
３でＢが１にセツトされる。タイマは特に図示し
ていないが、たとえば予め選択された時間にカウ
ント・アウトする通常のソフトウエア・タイマを
使うことができる。以下に更に詳しく説明するよ
うに、動作が制御モードになつているとき、タイ
ミング値は第１図のSCR２０およびSCR２２の
点弧速度を決定する。Ｂが１に等しい場合には、
続いて論理動作９４を実行することにより制動モ
ードの動作のための界磁調整が予定される。

次に判定ブロツク９６でＧの値が試験される。
判定ブロツク９６は各タイムアウトした期間の終
りにその２つの出力径路を切り替えるように働
く。図示したようにこの例では、その期間は10ミ
リ秒である。Ｇが１に等しければ、タイマの時間
が判定ブロツク９７でチエツクされる。期間が切
れていると、論理動作９９が実行される。この動
作は第１図の電荷反転SCR２２を点弧するよう
に働く。またほぼ同時に、Ｇフラグが０にリセツ
トされ、タイマが０にリセツトされる。タイマが
タイムアウトしていない場合は、サブルーチンを
出て主プログラムを通る次のパスで捕捉される。

他方、判定ブロツク９６でＧが０に等しい場合
には、タイマが判定ブロツク１００でもチエツク
される。この場合にも、タイマがタイムアウトし
ていなければ単にサブルーチンを出て主プログラ
ムに戻る。しかしタイマが（たとえば10ミリ秒
に）タイムアウトした場合は、論理動作１０２が
実行される。論理動作１００は転流SCR２０を
点弧するように働き、転流コンデンサ２６に制動
電流に比例した電荷を蓄積するための前述のシー
ケンスを開始させる。最後に、論理動作１０２は
Ｇを１にセツトし、タイマをリセツトする。

第５図の論理からわかるように、制動モード中
はSCR２０とSCR２２が交互に点弧される。判
定ブロツク９６が１つのSCRを点弧させてから
他方のSCRを点弧させるように働くからであ
る。図示した例では各SCRは10ミリ秒毎に点弧
される。この時間は、電荷反転動作が転流コンデ
ンサ２６に生じ、またSCR２０およびSCR２２
が導通期間に続いて各々に生じる逆バイアスによ
つて自己転流するのに充分な期間である。

以上により、分巻牽引電動機の電機子電流を転
流するために使用されるような転流コンデンサへ
の電荷蓄積を増強する方法と装置について説明し
てきたことは明らかであろう。本発明が特に有用
であるのは、高速、低トルクの特徴を持つ電動動
作に続く制動モードの後の電動モードの動作にお
いて転流を確実に行い得るからである。

本発明の好ましい実施例と考えられるものを図
示し説明してきたが、他の種々の変形を行ない得
ることは明らかである。本発明の真の精神と範囲
内に入るすべての変形は特許請求の範囲内に包含
されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電池から給電される車輛に用られるよ
うな分巻電動機に関して本発明を実施するための
好ましい回路を示す概略図である。第２図は第１
図の回路の転流電流遮断能力を前の転流サイクル
からの尖頭電流の関数として示すクラフである。
第３図は本発明に従つて動作させたときに得られ
る電機子電流と転流コンデンサ電流の流れを表わ
すグラフである。第４図は第１図に示すようなマ
イクロプロセツサをベースとした制御器を用いて
本発明を実施するための監視プログラムのフロー
チヤートである。第５図は本発明の第１図の実施
例に適した論理機能を表わす論理フローチヤート
である。 （符号の説明）、１４……主SCR；１６……電
機子；１７……界磁巻線；１８……フリーホイー
ル・ダイオード；２０……転流SCR；２２……
電荷反転SCR；２４……電荷反転インダクタン
ス・コイル；２６……転流コンデンサ；２８……
電機子インダクタンス；３５……制御器；４７…
…信号条件付け回路；５３……記憶装置；５５…
…Ｉ／Ｏインタフエース；５７……出力信号条件
付け回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動モードと制動モードで動作し得る他励電
   動機への電力を制御するように設けられた制御サ
   イリスタに関して、電動機の動作を制動モードか
   ら電動モードに戻したときに該サイリスタを確実
   に転流させる方法に於いて、 (a)転流コンデンサ、転流サイリスタ、および電
   荷反転サイリスタを含み、上記転流コンデンサに
   蓄積された充分な量の電荷を用いて、上記電荷反
   転サイリスタおよび上記転流サイリスタを順次点
   弧することにより上記制御サイリスタを転流させ
   るように構成された転流回路網を設け、(b)電動機
   が制動モードで動作しているか否かを検知し、(c)
   制動モードの動作中は制御サイリスタを非導通状
   態に維持し、(d)制動モード中に転流サイリスタと
   電荷反転サイリスタを交互に点弧して導通状態に
   して、転流コンデンサに蓄積される電荷を、制動
   モード中の電動機に流れる電流に追従させ、もつ
   てこの電荷が電動機を再び電動モードで動作させ
   るときに制御サイリスタを確実に転流させるのに
   充分であるようにしたことを特徴とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法に於いて、
   制動モードの動作中、転流サイリスタと電荷反転
   サイリスタが等しい時間間隔で点弧される方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方法に於いて、
   電動機の電機子巻線と並列にフリーホイール・ダ
   イオードが設けられており、上記ダイオードが制
   動モードの動作中電機子巻線を切り離して、転流
   コンデンサを不足減衰回路で充電するように接続
   されている方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の方法に於いて、
   制動モードの動作中、電動機の界磁巻線に流れる
   電流が調整される方法。 ５ 電動機への電力を調整するための制御サイリ
   スタを含む他励電動機用の制御回路に於いて、特
   に電動機の動作を制動モードから電動モードへ戻
   したときに上記サイリスタを転流するように働く
   上記サイリスタを転流させる装置であつて、 (a)転流コンデンサ、転流サイリスタおよび電荷
   反転サイリスタを含み、上記電荷反転サイリスタ
   および上記転流サイリスタを順次点弧したとき、
   転流コンデンサに蓄積された充分な量の電荷によ
   り上記制御サイリスタを転流するように構成され
   た転流回路網、(b)電動機の動作モードを判定する
   たるの手段、(c)電動機が制動モードで動作してい
   るときは常に制御サイリスタを非導通状態に維持
   する手段、ならびに(d)制動モード中は転流サイリ
   スタと電荷反転サイリスタを交互に点弧して導通
   状態にして、制動モード中に転流コンデンサに蓄
   積される電荷を電動機に流れる電流に比例させ、
   もつてこの電荷が電動機を電動モードで動作させ
   るときに制御サイリスタを確実に転流させるのに
   充分であるようにする手段を含むことを特徴とす
   る装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の装置に於いて、
   転流サイリスタが導通状態にあるときは常に転流
   コンデンサが制御サイリスタと電気的に並列に接
   続されるように構成されている装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の装置に於いて、
   電動機の動作モードを判定する上記手段、制御サ
   イリスタを非導通状態に維持する上記手段、なら
   びに転流サイリスタと電荷反転サイリスタを交互
   に点弧する上記手段がマイクロプロセツサをベー
   スとした制御器で構成され、この制御器が、デー
   タと動作プログラムを格納するための記憶装置、
   電動機の所望動作状態および実際の動作状態を表
   示する信号を受信して条件付けする手段、ならび
   に上記制御サイリスタ、上記電荷反転サイリスタ
   および上記転流サイリスタを導通状態に点弧する
   ための出力信号を送出する手段をそなえている装
   置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の装置に於いて、
   マイクロプロセツサをベースとした上記制御器が
   上記電荷反転サイリスタおよび上記転流コンデン
   サを等しい時間間隔で導通させるように働く装
   置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の装置に於いて、
   上記転流回路網がインダクタンス・コイルを含ん
   でいる装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置に於い
   て、制動モードの動作中は電機子インダクタンス
   を切り離すような向きで電動機の電機子と並列に
   接続されて、転流コンデンサを不足減衰回路で充
   電させ得るようにするフリーホイール・ダイオー
   ドが含まれている装置。