JPS6260887B2 - - Google Patents

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JPS6260887B2
JPS6260887B2 JP11428579A JP11428579A JPS6260887B2 JP S6260887 B2 JPS6260887 B2 JP S6260887B2 JP 11428579 A JP11428579 A JP 11428579A JP 11428579 A JP11428579 A JP 11428579A JP S6260887 B2 JPS6260887 B2 JP S6260887B2
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JP
Japan
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transistor
output
accelerator
current
voltage
Prior art date
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JP11428579A
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English (en)
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JPS5641702A (en
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Hideaki Rokutan
Shigeru Kuryama
Michimasa Horiuchi
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電動機に係り、特に電気車に使用
する速度制御回路に関する。
一般に、電気車に使用している電動機の制御装
置における電流制限値はほヾ登板時の電流を満足
させる値に調整されている。このため登板特性を
良くするため電流制限値を大きくすると、平地で
の運転時にアクセルを急に踏み込むと急加速とな
り車輪がスリツプという状態を生じる。そこで従
来は例えば実開昭53−147008号公報にあるように
アクセルを急に踏み込んでも、電動機電流が急に
増加しないようにアクセル指令信号を遅らせるい
わゆるソフトスタート効果を持たせている。しか
しこのソフトスタート効果を大きくすると車の加
速が悪くなり、逆にソフトスタート効果を小さく
すると、スリツプしないにしても加速が良くオペ
レータに急発進の感じを与えるという欠点を有し
ていた。
またアクセル全開のまゝ、プラギング終了より
力行に移行する場合には、アクセル指令電圧が最
大となつているため、力行時の電動機電流は電流
制限値まで急に立上り、電流制限値を大きくとつ
ておくと、力行時にシヨツクを伴なうという欠点
がある。
本発明の目的はソフトスタート効果をもたせ、
急加速時およびプラギング終了より力行時のアク
セル指令信号に一時遅れ特性をもたせる制御を行
なうことのできる電気車用制御装置を提供するこ
とにある。
本発明はソフトスタート特性に、流通率検出に
よりある値までアクセル指令電圧の立上りを速く
して、その後、ソフトスタート特性に従来方式の
一次遅れ特性をもたせるようにし、アクセル全開
の状態でプラギング終了より力行に移行すると
き、アクセル指令電圧は最大となつているため、
電動機電流は最大負荷電流である電流制限値まで
立上り、力行時にシヨツクを伴なうことがあるの
で、このような場合力行時の通流率を検出して、
アクセル指令電圧を一時的に低下させるように
し、ソフトスタート特性を得るようにしたもので
ある。
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図には、本発明の一実施例が示されてい
る。
図において、バツテリ1の(+)電源線2には
前進コンタクタ4の常開接点5および後進コンタ
クタ7の常開接点8が接続されている。また、
各々のコンタクタの中間接点には電動機10の界
磁コイル11が接続されており、この界磁コイル
11にはコンタクタ4,7の各常閉接点6,9が
接続されている。この各常閉接点6,9には電機
子12、分流器13、チヨツパ回路14が直列に
接続されており、このチヨツパ回路14は(−)
電源線3に接続されている。
また、(+)電源線2には定電圧回路15が接
続されており、バツテリ電圧が変動しても一定電
圧を一定電圧線16に供給できるように構成され
ている。この一定電圧線16は制御回路の電源と
して用いられる。アクセル17の出力は抵抗器
R1,R2を介してトランジスタTR1のベースに供
給されるように構成され、このトランジスタTR1
のエミツタは抵抗器R3を介して(−)電源線3
に、また、コレクタは磁気移相器19のアクセル
指令巻線22にそれぞれ接続されている。また、
矩形発振器18の出力端は、磁気移相器19の出
力巻線20,21に接続されており、この出力巻
線20,21の他端はダイオードD1,D2を介し
て接続され、トリガ回路24に入力信号を与える
ように構成されている。
また、定電圧線16には抵抗器R4,R5を介し
て(−)電源線3が接続されている。この抵抗器
R4,R5の接続部にはオペアンプ26の負入力端
子が接続されており、オペアンプ26の正入力端
子にはチヨツパ回路14の通流率をインバータ2
5によつて反転し抵抗器R6を介して入力される
ように構成されている。さらにオペアンプ26の
正入力端子には抵抗器R7、コンデンサC2、抵抗
器R8,R9を介してトランジスタTR2のベースが
接続されており、このトランジスタTR2のエミツ
タは(−)電源線3に、また、コレクタはツエナ
ダイオードZD1を介して抵抗器R1,R2の接続点に
それぞれ接続されている。また、トランジスタ
TR2のベース、エミツタ間には抵抗器R10が接続
されている。また、抵抗器R8,R9の接続部と
(−)電源線3との間にはダイオードD3が接続さ
れている。一方オペアンプ26の出力端には正方
向に接続されるダイオードD4を介しトランジス
タTR3のベースが接続されている。またこのトラ
ンジスタTR3のベースには抵抗器R11を介して
(−)電源線3が接続されている。トランジスタ
TR3のエミツタ・コレクタ間には抵抗器R1が接続
されている。またオペアンプ26の出力端子には
抵抗器R7とコンデンサC2が接続されている。
このような構成を有する電気車制御装置は、い
ま、前進コンタクタ4を動作させ常開接点5を閉
じ常閉接点6を開放し、アクセルを踏込みアクセ
ル出力を大きくすると、トランジスタTR1の導通
量が変わり、アクセル指令巻線22に流れるアク
セル指令電流Icが増加する。このため磁気移相
器の出力波形が変わり、トリガ回路24によりチ
ヨツパ回路14は導通、不導通を繰返し、導通時
間とチヨツパ周期の比率つまり通流率を制御し、
電動機に印加する平均電圧を変えて電動機の速度
を制御している。
電動機に電流が流れ分流器13により電動機電
流に比例した電流が磁気移相器19のフイードバ
ツク巻線23に流れ、アクセル指令電流Icに比
例した制限値に制御される。
今、平地走行スタートにおいてアクセル17を
全開にするとチヨツパ通流率(車輛が動き始める
通流率)を検出して、オペアンプ26の出力が
Lowとなつている間、トランジスタTR3が導通と
なり、コンデンサC1電圧を第2図A点まで立上
げる。その後、通流率が増加するとオペアンプ2
6の出力がHiとなりトランジスタTR3が不導通な
り、抵抗R1,R2、コンデンサC1の時定数で一次
遅れ特性となる(第2図A,C)。なお、第2図
A点をすぎオペアンプ26の出力がHiとなり、
トランジスタTR2が導通状態になつてもツエナダ
イオードZD1の設定電圧がコンデンサC1の電圧よ
り高くなるように設定し加速時においてアクセル
出力電圧が低下するのを防止し、スムーズな加速
を得るようにしてある。
なお、第2図において、Aは本実施例に係るス
タート時のコンデンサC1の電圧特性を示すもの
であり、Bは従来の装置によるスタート時のコン
デンサC1の電圧特性を示し、Cは本実施例に係
るスタート時のアクセル指令電流特性を示し、D
は従来装置のスタート時のアクセル指令電流特性
を示している。
また全開走行中プラギングを行なうと、コンデ
ンサC1の電圧は最大となり、チヨツパ回路14
の通流率は数%であり、オペアンプ26の出力は
Lowの状態にある。プラギング終了から力行状態
になると、チヨツパ回路14の通流率が増加(車
輛が動き始める通流率以上)するとオペアンプ2
6の出力がHiとなり微分回路によりトランジス
タTR2が導通(コンデンサC1電圧よりツエナダイ
オードZD1電圧を低い値に設定。これはスタート
時のZD1電圧と同じ)となり、第3図Aに示す如
くコンデンサC1電圧をツエナダイオード電圧ZD1
設定電圧まで低下させ、すなわち第3図Cに示す
如くアクセル指令電流を低下させ、再び立上がら
せるようにしているので力行時の電動機電流は
徐々に立上りシヨツクを感じることがなくなる。
なお、第3図は、プラギング終了から力行に移
行するときのコンデンサ電圧、アクセル指令電流
特性を示すもので一点鎖線B,Dは従来の特性
を、実線A,Cは本実施例による特性を示す。
したがつて、本実施例によれば、平行走行スタ
ート時アクセルを急に踏み込んでも通流率により
アクセル指令電圧をある値に制限し、その後ソフ
トスタートの一時遅れ特性によりアクセル指令電
圧が制限されるので、この制限指令電圧によつて
制限される負荷電流まで、ソフトスタート特性に
より急げきな負荷電流とならず良好な平地走行ス
タートができる。
第4図には、本発明の別な実施例が示されてい
る。
図において、100,101,102,10
3,104,105,106は抵抗、OP2,OP
3はオペアンプである。この第4図に示す如く回
路構成することによりスタート時とプラギング終
了より力行に移行するときのチヨツパ回路14の
通流率検出を別々に設定することにより各々最良
の特性を得られる効果がある。
次に第5図に示す本発明の他の実施例になる回
路について述べる。
定電圧線16より抵抗器R5,R6を直列にして
(−)電源線3に接続する。R5,R6の中間を演算
増幅器OP1の−側へ、+側は抵抗器R7、ダイオー
ドD3の接続部を接続しダイオードD3の他端は通
流率検出用の演算増幅器OP2の出力側へ接続す
る。いまスタート時チヨツパ回路14の通流率が
小さいとき(車輛が動き始める通流率約10%位)
をOP2の出力がLレベルとなり、OP1の出力も
LowレベルとなりトランジスタTR2はベースより
抵抗R8、ダイオードD4を介してベース電流が流
れ、抵抗R1が短絡状態になり、抵抗R2,R3、コ
ンデンサC1の時定数により従来のアクセル特性
と同等になり立上りを速くする(第6図A部)。
さらに通流率が増加するとOP2の出力がHiレベ
ルとなり、従つてOP1の出力もHiレベルとなり
コンデンサC2、抵抗R9,R10の微分回路によりト
ランジスタTR3が導通状態となり、アクセル出力
電圧はツエナダイオードZD1電圧に保持され、一
段階のアクセル指令電圧特性に制御する(第6図
B部)。次にトランジスタTR3が不導通になると
TR2のトランジスタも不導通となり、抵抗R1
R2,R3、コンデンサC1の時定数で一次遅れとな
り(第6図C部)、アクセル出力電圧は最大にな
る。従つて第6図に示すようにアクセル指令電流
は2段階に制御され、アクセルを急に踏込んでも
急げきな負荷電流とならないのでスリツプなしの
良好なスタートが出来る。
次にアクセルを全開にして走行中プラギングを
行なうとチヨツパ回路14の通流率は数%であり
演算増幅器OP2の出力はLowレベルの状態とな
り、アクセル指令電流はZD1 D8の電圧まで低下
する(第7図D部)。プラギング終了から、力行
状態になるとチヨツパ回路14の通流率が増加
(車輛が動き始める通流率以上)するとOP2の出
力がHiレベルとなり、コンデンサC3,R16,R17
の微分回路によりトランジスタTR4を導通にし
てアクセル指令電流を低くしその後スタート時と
同じ特性を得るようにしてプラギング終了から力
行に移行するとき、スムーズな運転が出きる(第
9図)。
また演算増幅器OP3はスタート時、チヨツパ
通流率が増加しOP2の出力がHiレベルになり、
アクセル指令電流を低下させないようOP3の出
力はLowレベルになるような値に設定する。プラ
ギング中はOP3はHiレベルとなつているため力
行時はOP2の出力がHiレベルになりC13,R16
R17の微分回路により前に述べたようにアクセル
指令電流を一時低下させ、その後スタート時のア
クセル指令電流特性になるようにしている。
本発明の一実施例によれば電気車、特に三輪車
で後輪駆動方式において、スタート時、プラギン
グ終了より力行に移行するときの車輛のスリツプ
を防止できる効果がある。
また、本回路によると前進、後進ともにアクセ
ル指令電流を2段階に制御するようにしているが
前進時と後進時のアクセル指令電流特性を各々制
御する。例えば前進時のみ従来のアクセル指令電
流特性になるように(第8図E部)、前進時の信
号を検出しトランジスタTR5を導通にし演算増
幅器OP2の出力をLowレベルにすることにより
OP1の出力もLowレベルとなるのでトランジス
タTR2にて抵抗R1を短絡することにより、抵抗
R2,R3、コンデンサC1の時定数により(第8図
F部)従来のアクセル指令電流特性とすることが
できる。このようにすると前進時は加速性がよく
なり作業効率も向上する。また後進時はスリツプ
がなく良好なスタートが出来る。尚三輪車に本回
路を装着し良好な制御を確認した。
以上説明したように、本発明によれば、ソフト
スタート効果をもたせ、急加速時およびプラギン
グ終了より力行時のアクセル指令信号に一時遅れ
特性をもたせる制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図
はスタート時の特性を示す図、第3図はプラギン
グ終了から力行に移行するときの特性を示す図、
第4図は本発明の他の実施例を示す回路図であ
る。第5図は本発明の他の一実施例の回路となる
回路図、第6図は本発明の一つであるスタート時
の特性を示す特性図、第7図は本発明のプラギン
グ終了から力行に移行するときの特性を示す特性
図、第8図は前進時と後進時のスタート時の各々
のアクセル指令電流を示す特性図、第9図はプラ
ギング終了から力行に移行するときのアクセル指
令電流の特性図を示す。 4……前進コンタクタ、7……後進コンタク
タ、10……電動機、14……チヨツパ回路、1
7……アクセル、19……磁気移相器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アクセルの開度に応じて磁気移送器の指令巻
    線の電流を可変にしてチヨツパの通流率を制御
    し、電動機の速度を制御する電気車制御装置にお
    いて、 前記チヨツパの通流率が所定値以下で出力する
    比較手段26と、前記アクセルの出力を抵抗とコ
    ンデンサで遅らせる1次遅れ手段と、前記比較手
    段の出力により前記1次遅れ手段の抵抗値の一部
    を短絡する第1トランジスタと、前記比較手段2
    6の出力を微分する回路手段と、前記微分回路手
    段の出力によりオン、オフする第2トランジスタ
    と、前記第2トランジスタがオン時に前記1次遅
    れ手段のコンデンサ電圧を放電せしめて、前記1
    次遅れ手段の出力レベル(ZD)を一定値まで引
    下げる手段とにより、前記指令巻線の電流を可変
    するトランジスタを制御することを特徴とする電
    気車制御装置。 2 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
    前記チヨツパの通流率が所定値以下で出力する比
    較手段は、前記第1トランジスタの駆動用と、前
    記第2トランジスタ駆動用の2回路からなること
    を特徴とする電気車制御装置。
JP11428579A 1979-09-07 1979-09-07 Control apparatus for electric rolling stock Granted JPS5641702A (en)

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CN102939715B (zh) * 2010-06-11 2014-04-02 松下电器产业株式会社 电动机驱动装置以及电动机驱动方法
JP6216669B2 (ja) * 2013-03-29 2017-10-18 ヤマハ発動機株式会社 電動自転車用制御装置、電動自転車用パワーユニットおよび電動自転車

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