JPS6046784A - 回生制動のできる直流電動機の定速制御装置 - Google Patents

回生制動のできる直流電動機の定速制御装置

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JPS6046784A
JPS6046784A JP58151493A JP15149383A JPS6046784A JP S6046784 A JPS6046784 A JP S6046784A JP 58151493 A JP58151493 A JP 58151493A JP 15149383 A JP15149383 A JP 15149383A JP S6046784 A JPS6046784 A JP S6046784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
voltage
output
transistor
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP58151493A
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 JPS6046784A publication Critical patent/JPS6046784A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 本発明は、直流電動機の逆誘起′電圧が1b1源電圧よ
シ高い場合においても、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御装置に関するものである。1 霜、動(包を使用し、て駆動力をイ々Iている電動車と
して、身体IS修害者の為の電動車椅子、老人の為の霜
動三輪車或は向物を連撮する為のt動逢搬車等がある。
Ml;動車は負向変動が大きい為に変速装置を備えてい
るのが一般的でおる。
減−速比全高速用から低速用に切換える時、降シ坂にお
いて顕著であるが、車輪の回転数が高いと電動機が車輪
より回転させられ、霜、11i11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−
ては電動像の迎討起電H二が電澱電H二よシ高くなると
、ダイオードを介して電源に′電力が回生され、ff1
ll動電流が流れ、fti!l動トルクとなる。この場
合の制動電流は、電動機の逆誘起電圧と電機子抵抗及び
電源電圧よシ定まる電流であ)、電流を制御することが
できない欠点かめる。
不発111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シλ、)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累子をスイッチング動作させて
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
詳細に説明する。
第1図(a) &ま本発明の実施例である。記号1は直
流電動像である。記号2は半導体スイッチング素子(例
えはトランジスタ)で穎、動機1を駆動する為の’Ni
力を供給している。記号3はフライホイールダイオード
で、トランジスタ2を涌通状態から遮断状態にしたとき
、電動様1に蓄えられた磁気エネルギーによシミ動機1
に電機子電流を流し続ける為のものである。記号4は半
榊体スインテンク累子(例えばトランジスタ)で、電動
像1に並夕+rvc接続されている。トランジスタ4を
導通することによシ、1L動′機lの逆誘起電圧りトラ
ンジスタ4を介して短節される。従って電動俵1には制
動電流が流れて+1511動トルクが発生づ−る。記号
5はフライホイールタイオードで、l・ランジスタ4を
尋辿状態から遮断状態にした時、電動機1に蓄えられた
磁気エイ・ルギーによりiTf ’1Jill 4’J
 1に制動′目]゛流を流しvt、ける為のものである
。記号6は半導体スイッチング素子(例えばトランジス
タ)で、電動像1の逆誘起’tl−1圧が篭りI+!電
圧よシ高い場合において・も制i10ノ電流をiIt制
御する為のものである1、トランジスタ6が導通すると
、′I3:動機1の逆誘起1h圧によシダイオード5と
インダクタンス素−f(例えはンジスタ6が遮断すると
省も動機1に蓄えられ煮(1゛8気エイ・ルキーはJン
テン″y−8に蓄えられ、電動機1のインダクタンス成
分によるサージ電圧を抑制し、半導体スイッチング索子
2.4.6及びフライホイールダイオード3の耐圧の保
護を行なっている。コイル7はトランジスタ6が導通し
た時のコンデンサ8の急速放S、を抑制し、トランジス
タ6のコレクク電流がbiLれ過ぎないように保護して
いる。フライホイールダイオード9はトランジスタ6が
遮断した時、コイル7に蓄えられた磁気エネルギーによ
/Dザージ電圧を抑制し、トランジスタ6の面]圧の保
誰を行なっている。記号1011′:1.電動俄10回
転斂を検出する回転検出装置(例えば直流タコジェネレ
ータ)である。記号11は回転数の設定を行なう可変抵
抗である。記号12はOPアンンで抵抗13.1.4と
により誤差増幅回路を構成し、クコジェオレーク10の
出力?し圧とn」変抵抗11による電圧との差を増幅し
ている。記号15.16、■7はOPアンフである。O
Pアング15と抵抗18と19とにより非反転増幅回路
を構成し、OPアン716と抵抗20.21とにより非
反転増幅回路を朽成し、OPアング17と抵抗22.2
3とによシ非反転増幅回路を檜成し、抵抗42.24.
25.26とによ多分圧された電圧(il−それぞれO
Pアンプ15.16.17の反転入力0111に入力し
ているので、OPアンプ15.16.17の出力は、O
Pアンプ12の出力がシフI−シて増幅されている。記
号27.28.2Mはコンパレータである。コンパレー
タ六と抵抗:3U、3iとによりシュミット・トリガ回
路を構成し、コンパレータ28と抵抗3z、 33とに
よりシュミント・トリガ回路を構成し、コンパレータ2
9と抵抗34と35とVヒよシシュミント・トリガ回路
を構成している。記号36は交番電圧発生器である。コ
ンパレータ27.28.2yによりOPアング■5.1
6.17の出力と交番電圧発生器3tiの出力とを比較
している。コンパレータ27の出力はトランジスタ37
ヲ介してトランジスタ2のベース側に接続されている。
コンパレータ28の出力はトランジスタ38ヲ介してト
ランジスタ6のベースi!1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4のベース側に接続さ
れている。
第1図(b)を用いて第1図(a)の回路動作を説明す
る。第1図(b)の横軸は時間Tで縦軸は′tj1圧V
である。記号39は交番電圧発生器36の出力をOPア
ンプ15の非反転入力fi11に入力換算した場合の電
圧波形である。記号40は交番電圧発生器3bの出力を
OPアンプ1もの非反転入力側vc入力換算した場合の
%1圧波形である。6己号41は交番電圧発生器36の
出力をOPアンズ17の非反転入力側に入力換算した場
合の電圧波形である。
電動機−の回転数が設定回転数よシ低い時、可変抵抗1
1による設定電圧よシタコシエネレータ1゜の出力電圧
が小さく、OPアンプ】2の出力電圧が電圧v1 であ
ると、コンパレータ27の出力はハイレベルとなシ、ト
ランジスタ37を介してトランジスタ2は導通となシ、
電動機1に1狂カが供給される。又コンパレータ28.
21Lローレベルとなるので、トランジスタ38を介し
てトランジスタ6は辿下して電圧v2 になると、曲線
39の電圧が電圧V2より大きくなるとコンパレータ2
7の出力はローレベルとなシ、トランジスタ37を介し
てトランジスタ2は遮断となる。曲線39の電圧が電圧
V2よシ小さくなるとコンパレータ27の出力はハイレ
ベルとなり、トランジスタ37を介してトランジスタ2
は導通となる。トランジスタ2の導通と趣ル「の比率に
より電力が制(至)される。電動機1が外部負荷によ多
回転きせら′れ、回転数が史に上昇し、OPアンプ12
の出力が降下して電圧V8 になると、曲線39の電圧
が電圧v8 よシ犬きくなるのでコンパレーク27の出
力はローレベルとなり、トランジスなると、曲線40の
電圧が電圧V4 よシ大きくなるとコンパレーク28の
出力はハイレベルとなシ、トランジスタ38を介してト
ランジスタ6は導通して、fftLft電動機1起電圧
が電泥電圧よシ高いと、クイオード5、トランジスタ6
1−介し′を電流が頚、源に回生され、制動電流となる
。曲線4oの電圧が電圧V4 より小さくなるとコンパ
レーク28の出力はローレベルとなり、トランジスタ3
8を介してトランジスタ6は遮断し、制動電流は減少す
る。トランジスタ6の導通と遮w「の比率によシミ源に
回生される電力が制御さ゛れる。電動楊−1が外部負荷
によ多回転させられ回転数が庚に上昇し、oPアン出力
はハイレベルとなシ、トランジスタ38を介してトラン
ジスタ6は清適となっている。?L電動機が外部負荷に
より回転させられ、回転数が更に上昇し、OPアンプ1
2の出力が降下して電圧v6 になると、曲線41の電
圧が電圧V6 よシ太きくなるとコンパレーク29の出
力はハイレベルトナり、トランジスタ4け導通して、電
動機lの逆誘起電圧はトランジスタ4にょシ短絡されて
制動電流となる。曲線41の電圧が′電圧■6 より小
さくなるとコンパレータ29の出力はローレベルとな如
、トランジスタ4は遮四となり、制動電流はフライホイ
ールダイオード5とトランジスタ6を介して電源に回生
されて、電流は減少する。トランジスタ4の導通と遮断
の比率にょシ制動電流が制御される。
電動機1が外部負荷にょ多回転させられ、回転数が更に
上昇し、OPアンフ12の出力が降下して電圧Vγにな
ると曲線41の電圧が電圧V7 よシ犬きくなるので、
コンパレータ29の出力はハイレベルとなり、トランジ
スタ4は導通して電動機1の逆誘起電圧はトランジスタ
4により短絡されて制動電流が流れる。
上述したことよシ理解されるように、電動機1の回転数
が降下するとトランジスタ2によシ駆動電流が流れて電
動機10回転数の降下を抑制し、霜7動機1の回転数が
上昇するとトランジスタ6と4とによシ制動電流が流れ
て電動機1の回転数の上昇を抑制する。従って可変抵抗
11で定められた回転数を′駆動機■は保持し、定速回
転となる。又可変抵抗11を変更することによシ設定回
転数を変更することができる。又電圧V8 の領域によ
し駆動とII+動との不感帯を設けることかできる。
第2図は本発明装置の他の実施例で、市、動機1に通電
されている電流値をフィードパンクすることによシ、誤
差増幅回路の出力と電動板1のトルクとが対応するので
制御性が向上される。第1図と同一記号は同一部材で同
一作用効果であるので説明は省略する。記号43は電動
機1の*L機子電流を検出する電υIL検出装置(例え
は抵抗)である。
記号44はopアンプで抵抗45.46.47.48と
により差jW増幅回路を構成し、抵抗43の電圧り下を
増幅している。gじ号49・はOPアンプでm1号5(
)、51.52.53とにまり差動増幅回路を構7j兄
し、OPアンプ12の出力とOPアンプ44の出力との
差を増幅し、OPアンプ15.16.17の非反転入力
に出力している。
電動様1の駆動電流が増加するとCAPアンプ44の出
力は上昇し、OPアンプ49の出力は降下し、01)ア
ンプ]5.16.17の非反転入力のi、に圧も降下す
るので駆動電流の増加が抑IJすされる。又電動機1の
駆動電流が減少するとOPアング44の出力は1峰下し
、OPアンプ49の出力は上昇し、OPアンプ15.1
6.17の非反転入力の電圧も上昇するので駆動電流の
減少を抑fallする。
電動様1の制動電流が増加するとUPアンプ44の出力
は降下し、OPアンプ49の出力は上昇し、OPアンプ
15.16.17の非反転入力の電圧も上昇するので制
動電流の堀加を抑制する。又電動機lの制動電流が減少
するとOPアンプ44の出力は上昇し、OPアンプ49
の出力は降下し、OPアンプ15.16.17の非反転
入力の電圧も降下するので制!l1JITa iAlの
減少を抑制する1、従って電動機11’こはOPアンフ
12に対応した市。
流が通昂:される。
If=動伏1の回転数が設定回転数より降下すると、O
Pアンプ12の出力は上列し、電動様、1には駆動電流
がツ・(・・加し、回転数の降下を抑制する。又′!l
+1lil1機1の回転数が設定回転数より上昇すると
OPアンプ1;シの出力V″I−I−降下b1肋枳1に
は駆動電流が減少し、粗ルj1根1の回転数が設定回転
数より更に上夕1するとOPアンプ12の出力は更に降
下し、′電動機1にはfffll動電流が増加j7、回
転数の上昇を抑制する。従って定速側が保持される。可
変耕抗1]を変更することにより設定回転数を変更する
こと動機1の駆fiiU ’l態と制動状態の間に不感
帯を設けることができる。OPアンプ12の出力MY圧
がダイオード55.5Gの順方向′吊、圧以内のH,′
110Pアング49の非反転入力側の電圧は零であるの
でOPアンプ44の出力も飴となるように制御1lII
され、電機子相流は零となる。破線で示した回路58は
ローパスフィルタで電イ及子電流のりプル分を抑圧して
制御回路の動作を安定にしている。OPアンプ12の出
力1″− に上限と下限を設けることによ、り電流グリミッタ源’
lj5、圧より閥くなると、制御!IJ ’fD:流が
フライホイールダイオードを介し−し流れるので、フラ
イホイールタイオードと直列に半41体スイッチング累
子を設すて、半鳩体スイッチング素子をスイッチング動
作させることによシ、Ni1l動牝流を制御していかな
る場合においても10:動イ級の昂7カを制御すること
ができる利点がある。本実施例においてはPWM制餌1
の場合について述べたが他の周知の制御を用いても本発
明の1的を達成するととができる。変速装置を備えた電
動車に本発明を適用すると特に有効でりる。減速比を高
速用から低速用に切換える時、降シ坂において顕著であ
るが、車輪の回転数がj’+)fJ <でt(j: 1
lil+ 4洩lが車輪より回転θセーられ、電動機の
逆誘起電圧耘電詠′tL用よりi−くなる場合において
も制mJ ?lj 6fが制御されるので、切り挨時の
ショツクが皆無と7よる効果を有するものである。
4(ン、1面の簡単7i:’j;51ル」第1図(a)
 tよ不発ゆJ装置4のmlJ rBu回Wb図、第1
図(bJは駆動時と制動時を説明する為のし、11第2
図&j一本発明の他の実施例のflIII N回路図を
それぞれ示す。
1・ 直涼正、動伝、2.4.6.37.38・・トン
ンジスタ、3.5.9・・)2イオイールタイオ−ド、
7・・・コイル、8・・・コンテンツ、It)・回転数
検出装置ij、 12.15.16.17.44.49
 ・01)アンーフ、2/、2B、 2!ノ・ コンパ
レータ、3(j −5蚤箱、圧発生))云 讃!、4(
八41・・・又七r電圧発生器3Gの出力を01−’ア
ング■り、1(i−、17の非反転入カイ[11jに人
力換狗したIF!Jの電圧波形、54・・不感帯回ド。
・1.58°・ローパスフィルタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 人、直流電源により駆動される直流電動機と、B−該直
    流電動機と直列に接続された半導体スイッチング素子と
    、 C1前記した直流霜:@機の逆誘起1L圧のイ111が
    直流電源tIi圧の値よシ大きいItイ、前記した半導
    体スインテング累子を導通することによ−リ、前記した
    直流電動機の逆誘起電圧により直流電源に電力を回生ず
    るように接続した電気回路と、 D前記した直流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、 E、該回転数検出装置の出力が設定値を越えて変化する
    と前記した牛榊体スイッチング素子のを保持する制御回
    路と、 により栴成されたことを特徴とする回生制動のできる直
    流電動機の定速制御装置。
JP58151493A 1983-08-22 1983-08-22 回生制動のできる直流電動機の定速制御装置 Pending JPS6046784A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311069A (en) * 1991-09-06 1994-05-10 Silicon Systems, Inc. Driver circuitry for commutated inductive loads
US5811948A (en) * 1995-08-02 1998-09-22 Nippondenso Co., Ltd. Control apparatus for electric motor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5579693A (en) * 1978-12-12 1980-06-16 Secoh Giken Inc Constant speed controller for dc motor capable of being regeneratively braked

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