JPS5821282Y2 - 電気車の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回生チョッパによる降板時の設定自由な定速制
御を目的とした電気車の制御装置に関するものである。

本来、電気車は内燃機関車のようにエンジンブレーキを
有していないために、降板時等はアクセルを戻して惰行
中にもかかわらす車速が増大して異常な過速度になり、
特にリーチタイプのフォークリフトにおいては操作を誤
すると転倒する危険性があった。

本考案は電気車に釦いて降板の際に自動的に電気制動を
かけ上記欠点を除去し、安全性の高い車を提供するもの
である。

本考案はある設定速度以上で走行中アクセルを戻した後
に、加速度を検出したとき、前後進切換装置を走行方向
と逆方向に切り換えて回生制動をかける事を特徴とする
。

以下、図に従って本考案の実施例を説明すると第１図に
おいてバッテリ１の正側に走行用コンタクタ２、前進用
コンタクタ３、後進用コンタクタ４を接続し、前進用コ
ンタクタ３および後進用コンタクタ４の各々の共通端子
間に電動機５の電機子１１を接続し、電流検出器１３を
径て電動機５の界磁巻線１２、回生チョッパ６を直列に
接続してバッテリ１の負側に接続する。

前進方向に走行する場合は走行用コンタクタ２と前進用
コンタクタ３を投入し、チョッパ制御回路１０を動作さ
せ、上記回生チョッパ６にて電動機５を駆動する。

筐た後進の場合は前進用コンタクタ３にかわって後進用
コンタクタ４を投入する。

フリホイールダイオード７は上記回生チョッパ６がオフ
の時、電動機５に循環電流を流す役目をなし、回生用ダ
イオード８は回生ずるための循環電流を流す。

上記チョッパ制御回路１０はアクセル指令及び電流値に
よって上記回生チョッパ６の導通状態を制御するもので
ある。

今、アクセルを戻して惰行しているにもかかわらず、電
気車の速度が増加していくと、回生制動制御回路９が動
作し、走行用コンタクト２を投入せずに電気車の走行方
向とは逆方向の前進用コンタクタ３渣たは後進用コンタ
クタ４を投入し回生制動を行わせしめ、電気車を安全な
速度に減速させる。

次に第２図により回生制動制御回路９について説明する
。

バッテリ１の正側にリレーＸ１の接点２１の常閉部とリ
レーＸ２の接点２２の常閉部とを直列に接続し、前進用
スイッチＦＳとダイオードＤ５を介して前進用コンタク
タ３の励磁コイルＦ（Ｊ：。

また後進用スイッチＲ８とダイオードＤ６を介して後進
用コンタクタ４の励磁コイルＲＣに接続し、それぞれの
励磁コイルＦＣ，ＲＣの他端はバッテリ１の負側に接続
されている。

さらにリレーＸ１の接点２１の常開部を励磁コイルＦＣ
にリレーＸ２の接点２２の常開部を励磁コイルＲＣに接
続し、走行用コンタクタ２の励磁コイルＴＣを前進用ス
イッチＦＳと後進用スイッチＲ８の各々にダイオードＤ
７ 、Ｄ８を介して接続し、励磁コイルＴＣの他端をバ
ッテリ１の負側に接続する。

回生制動制御回路９は速度検出回路２２、回転方向検出
回路２３、速度設定回路２４と加速度検出回路２５から
なり、速度検出回路２２の出力端子は線３０．３１で回
転方向検出装置２３に、かつダイオードＤＩ、Ｄ２．Ｄ
３．Ｄ４から構成されるブリッジの入力端子に接続し、
この出力は抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３に直列接続さ
れ、コンデンサＣ１は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の直列体に並
列接続され線３２は速度検出回路２２の出力より速度に
比例した電圧をうける。

さて、アクセルを戻すと中立スイッチＮＳが閉じ、車速
が増加して設定速度をこえる。

すると速度設定回路２４と加速度検出回路２５が動作し
、速度設定回路２４から回生制動指令を出力し、該回生
制動指令をうけて回転方向検出回路２３は走行方向を判
断し、リレーＸ１又はリレーＸ２のどちらか一方を励磁
してリレー接点２１又は２２を投入させる。

これによってチョッパ制御回路１０に電位が与えられる
と同時に走行方向と逆方向のコンタクタが動作して回生
制動が働く。

次に回生制動制御回路９内の加速度検出回路２５、速度
設定回路２４と回転方向検出回路２３について第３図、
第４図、第５図により詳細な説明を行なう。

第３図に図示された加速度検出回路２５は演算増巾器Ｐ
Ｏ３、抵抗Ｒ１７，ＲｌＢ。

Ｒ２１，Ｒ２２とコンデンサＣ２で構成される微分回路
と演算増巾器ＯＰ４、抵抗Ｒ１９、Ｒ２０゜Ｒ２３、Ｒ
２４で構成されるコンパレータを直列接続してなり、該
コンパレータの出力をＮＡＮＤ回路ＮＡ３のゲートに接
続する。

第４図に図示された速度設定回路２４は演算増巾器ＰＯ
１、抵抗Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１，Ｒ１２゜可変抵抗ＶＲ
Ｉを接続してなる回生チョッパ６の動作を停止させる車
速設定用コンパレータＡと演算増巾器ＯＰ２、抵抗Ｒ１
３、Ｒ１４、Ｒ１５。

Ｒ１６、可変抵抗ＶＲ２を接続してなる回生制動時の前
後進切換装置を解放させる車速設定用コンパレータＢと
ＮＡＮＤ回路ＮＡ３．ＮＡ４．ＮＡ５ダイオードＤ９．
ＤＩＧ、Ｄｌｌを接続してなる３ゲートのフィリップフ
ロップの回生制動指令部と演算増巾器ＯＰ５．ＮＡＮＤ
回路ＮＡ６、抵抗Ｒ２６、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ２９を接
続してなる回生時のアクセル指令部とインバータ回路Ｉ
Ｎ３、抵抗Ｒ２５、コンデンサＣ３を接続してなる中立
指令部からなる。

第５図に図示された回転方向検出回路２３は回転方向に
よって出力極性が反転するマグネット励磁の回転発電機
等を用いた速度検出回路の出力により回転方向を検出す
るホトカプラＰＣＩ、ＰＣ２、抵抗Ｒ４，Ｒ５、Ｒ６と
速度設定回路２４からの回生制動指令によりリレーＸ１
ｔたはリレーＸ２を励磁するため、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１
．ＮＡ２、インバータ回路ＩＮ１ 、ＩＮ２、）ランジ
スタＴｒｉ、Ｔｒ２、抵抗Ｒ７、Ｒ８を接続してなるリ
レー駆動回路からなる。

加速度検出回路２５、速度設定回路２４と回転方向検出
回路２３の電源電圧はバッテリ１から定電圧回路２６を
通じて供給される。

電気車が力行状態のときは中立スイッチＮＳがバッテリ
の負側に不導通のためインバータ回路ｌＮ３０入力が「
１」となりその出力は「０」になる。

該出力信号を入力としているＮＡＮＤ回路ＮＡ３゜ＮＡ
５は各々の出力ＩｌｌとなりＮＡＮＤ回路ＮＡ４の出力
は「０」となる。

この結果ＮＡＮＤ回路Ｎ＆１ 。ＮＡ２の出力は「１」
インバータＩＮ１ 、ＩＮ２の出力は「０」となって、
トランジスタＴｒ１．Ｔｒ２のベースに電圧が抑加され
ず、上記トランジスタＴｒｌ、Ｔｒ２はＯＮせず、リレ
ーＸｉ、Ｘ２は動作しない。

故に車が力行状態のときは回生制動回路９は動作せず、
電気車はオペレータのアクセル指令によりチョッパ制御
回路１０を駆動してカ行する。

次にアクセルを戻し車速が増加すると加速度検出回路２
５の微分回路の演算増巾器ＯＰ３は速度検出回路２２０
車速比例電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２゜Ｒ３で分割した電圧信
号を受けて出力が「０」側に低下するため演算増巾器Ｏ
Ｐ４の一端子入力が、＋端子入力より低くなって演算増
巾器０Ｐ４０出力は「１」となる。

速度設定回路２４０回生回生チョッパ作を停止させる車
速（以下車速な８１と称しＳｌは可変抵抗ＶＲ１にて設
定する。

）設定用コンパレータＡの演算増巾器ＯＰ１は前述の抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で分割した電圧信号を入力とし車速
が増加して車速Ｓ１をこえると出力信号「１」を発する
。

又中立スイッチＮＳはバッテリ１の負側に導通している
ためインバータ回路ＩＮ３は「０」入力となり出力は「
１」となる。

この結果ＮＡＮＤ回路ＮＡ３はすべての入力が「月とな
り出力は力行状態の「１」から「０」になり、該出力信
号を受けてＮＡＮＤ回路ＮＡ４の回生制動指令は「０」
から「１」に変化して回転方向検出回路２３のＮＡＮＤ
回路ＮＡ１．ＮＡ２で構成されるフリップフロップの入
力信号をイナープル（許可）する。

イナープルをうけたＮＡＮＤ回路ＮＡＩとＮＡＮＤ回路
ＮＡ２の７リツプフロツプはホトカプラＰＣＩ、ＰＣ２
の入力信号で前後進を判断し、走行方向とは逆のコンタ
クタを励磁するためのリレーＸ１又はリレーＸ２を動作
させる。

つまり前進時上記ホトカプラＰＣ１がＯＮ、ホトカプラ
ＰＣ２がＯＦＦすると上記ホトカプラＰＣ１からのＮＡ
ＮＤ回路ＮＡ１への入力信号は「０」ホトカプラＰＣ２
からＮＡＮＤ回路ＮＡ２への入力信号は「１」となり上
記ＮＡＮＤ回路ＮＡ１の出力はＩｌｌの筐まであるがＮ
ＡＮＤ回路ＮＡ２は３つの入力信号がすべて「月となる
ため出力は「１」から「Ｏ十に変化する。

このためインバータ回路ＩＮ２の出力が「０」から「１
」になりトランジスタＴｒ２がＯＮＬリレーＸ２が動作
して後進用コンタクタコイルＲＣを励磁して回生制動す
る回路になる。

この際走行用コンタクタ２のコイルＴＣはダイオードＤ
６によりブロックされるので動作しない。

又、アクセル指令はアクセレータ中立につき速度設定回
路２４の演算増巾器ＯＰ５により指示される。

ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の出力である回生制動指令の「相信
号と車速Ｓ１設定用コンパレータＡの演算増巾器ＯＰ１
の出力信号「１」信号とによりＮＡＮＤ回路ＮＡ６の出
力が「１」から「０」になり反転増巾回路の演算増巾器
ＯＰ５の出力が「０」から一定電圧に変化し該出力電圧
がアクセルに供給されてチョッパ制御回路１０が回生チ
ョッパ６の導通状態を制御する。

次に回生制動により現実の車速が設定車速Ｓ１より低下
した場合演算増巾器ＯＰ１の出力が「１」から「０」に
なりＮＡＮＤ回路ＮＡ６の出力はｒＯＪから「１」に変
化しアクセル指令の演算増巾器ＯＰ５の出力はｒＯＪに
低下して主回路は回生制動の１までチョッパ制御回路１
０は動作しなくなり惰行する。

惰行により車速が増加し、再び設定車速Ｓ１をこえると
演算増巾器ＯＰ１の出力が「０」から「月になりＮＡＮ
Ｄ回路ＮＡ６の出力が「月から「０」になって反転増巾
器ＯＰ５の出力が「０」から一定電圧に変化してチョッ
パ制御回路１０を駆動し回生制動状態になる。

上記の状態を繰り返して降板時に設定された車速に回生
制動により定速制御される。

坂道がトわりになり車速が８１以下からさらに惰行減速
すると速度設定回路２４の回生制動時の前後進切換装置
を解放させる車速（以下、車速を８２と称す）設定用コ
ンパレータＢの演算増巾器ＯＰ２の出力信号が「ｌ」か
ら「０」になりＮＡＮＤ回路ＮＡ４ 、ＮＡ５の７リツ
プフロツプがリセットされＮＡＮＤ回路ＮＡ４の出力で
ある回生制動指令は「月から「０」に変化する。

このためＮＡＮＤ回路ＮＡ２の出力は「０」から「１」
、インバータ回路ＩＮ２の出力は「月から「０」ニなり
トランジスタＴｒ２、リレーＸ２は０ＦＦＬ後進用コン
タクタ４が解放され回生制動回路は解除される。

回生制動回路からの解除は前述のアクセルを戻した状態
で車速か８２以下になる場合と車速の如何にかかわらず
アクセルを走行状態に倒した場合で動作はインバータ回
路ＩＮ３の出力が「月から「０」になり、上述と同様Ｎ
ＡＮＤ回路ＮＡ４゜ＮＡ５のフリップフロップがリセッ
トされ、回生制動が解除される。

以上の降板時の単速度変化は第４図の如くになる。

以上本考案の一実施例によればアクセルを戻し車速が増
加したとき、回生制動をかけしかも設定自由な定速制御
することにより電気車の降板時の安全性を増大させ、か
つ、降板時の運動エネルギーをバッテリーに回生ずる事
により、省エネルギー化に役立ち、その実用的価値は極
めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロック図で、第２図は本
考案の制御回路のブロック図で、第３図は本考案の回生
制動制御回路に釦ける速度検出回路図、第４図は本考案
の回生制動制御回路における速度設定回路図、第５図は
本考案の回生制動制御回路にかける回転方向検出回路図
、第６図は降板時の単速度変化を示す図である。 １・・・・・・バッテリ、２・・・・・・走行用コンタ
クタ、３・・・・・・前進用コンタクタ、４・・・・・
・後進用コンタクタ、５・・・・・・電動機、６・・・
・・・回生チョッパ、７・・・・・・フリーホイールダ
イオード、８・・・・・・回生用ダイオード、９・・・
・・・回生制動制御回路、１０・・・・・・チョッパ制
御回路、２２・・・・・・速度検出回路、２３・・・・
・・回転方向検出回路、２４・・・・・・速度設定回路
、２５・・・・・・加速度検出回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電動機と、該電動機の回転をアクセルの指令にもとづき
   制御する回生チョッパと電動機の回転方向を制御する前
   後進切換装置とからなる電気車にかいて、電動機の回転
   方向検出回路、車速な検知する速度検出回路、車の加速
   度検出回路と速度設定回路とを設え、惰行中に車の加速
   度を検出したときに、前後進切換装置を動作させて回生
   制動をかけ、かつ回生チョッパの動作を停止させる車速
   の所定値と回生制動時の前後進切換装置を解放する車速
   の所定値をもうけたことを特徴とする電気車の制御装置
   。