JPS63140689A - 電動機制御装置 - Google Patents
電動機制御装置Info
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- JPS63140689A JPS63140689A JP61287080A JP28708086A JPS63140689A JP S63140689 A JPS63140689 A JP S63140689A JP 61287080 A JP61287080 A JP 61287080A JP 28708086 A JP28708086 A JP 28708086A JP S63140689 A JPS63140689 A JP S63140689A
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- field current
- control circuit
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、直流分巻電動機の制御装置、特に高効率の
運転を行う電動機制御装置に関する。
運転を行う電動機制御装置に関する。
（ロ）従来の技術
一般に、直流分巻電動機の比較的簡易な制御方法として
は、界磁電流を一定に保ち、電機子電流のみをチョッパ
装置等で制御するものや、界磁回路に複数の直列抵抗等
を接続し、界磁電流を段階的に切替えるようにしたもの
がある。
は、界磁電流を一定に保ち、電機子電流のみをチョッパ
装置等で制御するものや、界磁回路に複数の直列抵抗等
を接続し、界磁電流を段階的に切替えるようにしたもの
がある。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
上記した従来の直流分巻電動機の制御方法では、界磁電
流を一定に保つか、あるいは段階的に切替える程度であ
り、これとは独立に、電機子電流を制御するものである
から、種々の運転状態、特に電気自動車等の電動車両の
ような広い範囲の速度トルク領域で制御される高効率の
運転はなし得す、分巻電動機の特徴を充分に生かせない
という問題があった。
流を一定に保つか、あるいは段階的に切替える程度であ
り、これとは独立に、電機子電流を制御するものである
から、種々の運転状態、特に電気自動車等の電動車両の
ような広い範囲の速度トルク領域で制御される高効率の
運転はなし得す、分巻電動機の特徴を充分に生かせない
という問題があった。
そこで、界Ｆ６１電流と電機子電流の関係を見ると、速
度及びトルクを所定の値を得るとして、界磁電流と電機
子電流には最適効率を得る一定の電流値があり、各種々
の運転状態における電機子電流と界磁電流の関係をマイ
クロコンピュータ等のデジタル演算装置に記憶しておき
、これらにより制御を行うということも考え得るが、こ
のような場合には制御回路が複雑となり、装置価格が高
価になるという問題があった。
度及びトルクを所定の値を得るとして、界磁電流と電機
子電流には最適効率を得る一定の電流値があり、各種々
の運転状態における電機子電流と界磁電流の関係をマイ
クロコンピュータ等のデジタル演算装置に記憶しておき
、これらにより制御を行うということも考え得るが、こ
のような場合には制御回路が複雑となり、装置価格が高
価になるという問題があった。
この発明は、上記に鑑み、装置コストを上昇させること
なく、簡易に最適とほぼ同等の効率の制御をなし得る電
動機制御装置を提供することを目的としている。
なく、簡易に最適とほぼ同等の効率の制御をなし得る電
動機制御装置を提供することを目的としている。
（ニ）問題点を解決するための手段
この発明の電動機制御装置は、電機子に流れる電流を検
出する電流検出器と、この電流検出器よりの電機子電流
信号に応答し、予め求められる種々の運転状態における
最適効率を得る電機子電流と界磁電流の関係を想定する
所定の近似式を演算し、対応する界磁電流制御信号を出
力する演算手段と、この界磁電流制御信号により界磁電
流を制御する界磁電流制御手段とから構成されている。
出する電流検出器と、この電流検出器よりの電機子電流
信号に応答し、予め求められる種々の運転状態における
最適効率を得る電機子電流と界磁電流の関係を想定する
所定の近似式を演算し、対応する界磁電流制御信号を出
力する演算手段と、この界磁電流制御信号により界磁電
流を制御する界磁電流制御手段とから構成されている。
（ホ）作用
この電動機制御装置では、ある運転状態における電機子
電流と、この電機子電流との分担で最適効率を得る対応
する界磁電流を得る特性曲線の近似式を演算する演算手
段を備えているので、電機子電流検出器で電機子電流■
４が検出されると、演算手段でこの電機子電流■、に対
応する界磁電流制御信号が出力され、この界磁電流によ
って界磁コイルが制御される。そのため、常に電機子電
流に対応した最適に近い効率を得るための界磁電流ＩＦ
が得られ、演算手段という簡易な近似式を演算する手段
のみで、最適とほぼ同等の効率の制御をなすことができ
る。
電流と、この電機子電流との分担で最適効率を得る対応
する界磁電流を得る特性曲線の近似式を演算する演算手
段を備えているので、電機子電流検出器で電機子電流■
４が検出されると、演算手段でこの電機子電流■、に対
応する界磁電流制御信号が出力され、この界磁電流によ
って界磁コイルが制御される。そのため、常に電機子電
流に対応した最適に近い効率を得るための界磁電流ＩＦ
が得られ、演算手段という簡易な近似式を演算する手段
のみで、最適とほぼ同等の効率の制御をなすことができ
る。
（へ）実施例
以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。
。
第１図は、この発明が実施される電気車電動機制御装置
の回路ブロック図である。
の回路ブロック図である。
同図において、直流電ｆｉ１８に電機子１、電機子電流
検出器３及び電機子制御用トランジスタ６が直列接続さ
れた回路が接続され、電機子１にダイオードｄ４、電機
子制御用トランジスタ６にダイオードｄ、がそれぞれ並
列に接続されている。また、電源１８及び電機子１に並
列に、それぞれ制御用トランジスタ１０．１１．１２．
１３がブリッジ接続され、このブリッジ接続される各ト
ランジスタの中点に、界磁コイル７と界磁電流検出器１
５が直列に接続されている。さらに、制御用トランジス
タ１０．１１．１２．１３にそれぞれ並列に、ダイオー
ドｄ０、ｄｌ、ｄ、、ｄ、が接続されている。
検出器３及び電機子制御用トランジスタ６が直列接続さ
れた回路が接続され、電機子１にダイオードｄ４、電機
子制御用トランジスタ６にダイオードｄ、がそれぞれ並
列に接続されている。また、電源１８及び電機子１に並
列に、それぞれ制御用トランジスタ１０．１１．１２．
１３がブリッジ接続され、このブリッジ接続される各ト
ランジスタの中点に、界磁コイル７と界磁電流検出器１
５が直列に接続されている。さらに、制御用トランジス
タ１０．１１．１２．１３にそれぞれ並列に、ダイオー
ドｄ０、ｄｌ、ｄ、、ｄ、が接続されている。
電機子制御用トランジスタ６は、電機子チョッパ制御回
路５によって制御され、また界磁制御用トランジスタ１
０．１１．１２．１３は、界磁チョッパ制御回路９によ
りそれぞれ制御されるようになっている。さらに電機子
電流■、は、検出器３によって検出され、電機子電流増
幅器４を経て演算回路１４と主制御回路１７に加えられ
、一方、界磁電流検出器１５によって検出される界磁電
流Ｉ、は界磁電流増幅器１６で増幅され、主制御回路１
７に取込まれるようになっている。さらに、この装置に
は、前後進切替スイッチ８及びアクセル指令装置２が備
えられている。
路５によって制御され、また界磁制御用トランジスタ１
０．１１．１２．１３は、界磁チョッパ制御回路９によ
りそれぞれ制御されるようになっている。さらに電機子
電流■、は、検出器３によって検出され、電機子電流増
幅器４を経て演算回路１４と主制御回路１７に加えられ
、一方、界磁電流検出器１５によって検出される界磁電
流Ｉ、は界磁電流増幅器１６で増幅され、主制御回路１
７に取込まれるようになっている。さらに、この装置に
は、前後進切替スイッチ８及びアクセル指令装置２が備
えられている。
今、界磁コイル７を流れる界磁電流■、と、電機子１を
流れる電流■、の関係につき、一定速度ＮＩ、一定トル
クＴ＋を得る場合において、電機子電流ＩＡＩに対する
界磁電流−運転効率の関係は、第２図の様になり、電機
子電流ＩＡＩに対して最適効率を与える界磁電流Ｉ□が
得られる。従って、運転状態（Ｎ、、’ｒ＋）が変化し
た場合の最適効率を得る界磁電流ＩＦは、例えば第３図
に示すように、ＩＡに対する一次式で近似され、このよ
うな入力電流ＩＡを与えることにより、出力電流Ｉ１、
すなわち、■、に相当する制御信号ＳＦを得ることがで
きる演算回路を設けることにより、電機子電流ＩＡに対
して効率を最適に近いものとする界磁電流■、を常に得
ることができる。
流れる電流■、の関係につき、一定速度ＮＩ、一定トル
クＴ＋を得る場合において、電機子電流ＩＡＩに対する
界磁電流−運転効率の関係は、第２図の様になり、電機
子電流ＩＡＩに対して最適効率を与える界磁電流Ｉ□が
得られる。従って、運転状態（Ｎ、、’ｒ＋）が変化し
た場合の最適効率を得る界磁電流ＩＦは、例えば第３図
に示すように、ＩＡに対する一次式で近似され、このよ
うな入力電流ＩＡを与えることにより、出力電流Ｉ１、
すなわち、■、に相当する制御信号ＳＦを得ることがで
きる演算回路を設けることにより、電機子電流ＩＡに対
して効率を最適に近いものとする界磁電流■、を常に得
ることができる。
演算回路１４は、そのような機能を達成する回路であり
、最適効率を得る為の電機子電流ＩＡと界磁電流■、の
関係は、例えば第３図に示すような一次式に近似できる
と見てよいので、このような演算回路１４の具体的な回
路として、例えば第４図に示す回路を使用することがで
きる。この演算回路において、入力電流ＩＡが人力され
たとすると、これに応じた、つまり第３図の一次式に対
応する形で出力信号ＳＦを得ることができる。
、最適効率を得る為の電機子電流ＩＡと界磁電流■、の
関係は、例えば第３図に示すような一次式に近似できる
と見てよいので、このような演算回路１４の具体的な回
路として、例えば第４図に示す回路を使用することがで
きる。この演算回路において、入力電流ＩＡが人力され
たとすると、これに応じた、つまり第３図の一次式に対
応する形で出力信号ＳＦを得ることができる。
第１図の実施例電動機制御装置において、アクセル指令
装置２よりアクセル指令、つまりアクセルの踏込み角度
に応じた指令信号が主制御回路１７に入力され、これに
より、電機子チョッパ制御回路５によって所定時間だけ
制御用トランジスタ６がオンされ、電機子１に電機子電
流ＩＡが流れる。つまり、電機子チョッパ制御回路５に
より制御トランジスタ６がオン／オフされ、電機子電流
■えが制御される。この電機子電流ＩＡは、電機子電流
検出器３によって検出され、さらに電機子電流増幅器４
で増幅されて主制御回路１７に入力され、前述の電機子
電流制御の為の帰還信号になると同時に、演算回路１４
に入力される。演算回路１４では、上記した一次式に応
答した形、つまり入力電流Ｉ、に対する界磁電流制御信
号Ｓ、を決定することになる。
装置２よりアクセル指令、つまりアクセルの踏込み角度
に応じた指令信号が主制御回路１７に入力され、これに
より、電機子チョッパ制御回路５によって所定時間だけ
制御用トランジスタ６がオンされ、電機子１に電機子電
流ＩＡが流れる。つまり、電機子チョッパ制御回路５に
より制御トランジスタ６がオン／オフされ、電機子電流
■えが制御される。この電機子電流ＩＡは、電機子電流
検出器３によって検出され、さらに電機子電流増幅器４
で増幅されて主制御回路１７に入力され、前述の電機子
電流制御の為の帰還信号になると同時に、演算回路１４
に入力される。演算回路１４では、上記した一次式に応
答した形、つまり入力電流Ｉ、に対する界磁電流制御信
号Ｓ、を決定することになる。
界磁チョッパ制御回路９では、主制御回路１７より入力
される前後進切替スイッチ８のオン／オフ、前後進の状
態及び制御信号ＳＦにより、界磁制御用トランジスタ１
０か１１、あるいは１２か１３を駆動し、電流の方向を
決定する。そして、演算回路１４によって決定された界
磁電流制御信号ＳＦと、界磁電流検出器１５で検出され
る界磁電流１．を、界磁電流増幅器１６で増幅した電流
値とを比較し、界磁チョッパ制御回路９で界磁制御用ト
ランジスタ１０か１１、あるいは１２か１３を駆動する
ことにより、界磁電流Ｉ、は、最適に近い効率を得るた
めの電流となるように制御される。
される前後進切替スイッチ８のオン／オフ、前後進の状
態及び制御信号ＳＦにより、界磁制御用トランジスタ１
０か１１、あるいは１２か１３を駆動し、電流の方向を
決定する。そして、演算回路１４によって決定された界
磁電流制御信号ＳＦと、界磁電流検出器１５で検出され
る界磁電流１．を、界磁電流増幅器１６で増幅した電流
値とを比較し、界磁チョッパ制御回路９で界磁制御用ト
ランジスタ１０か１１、あるいは１２か１３を駆動する
ことにより、界磁電流Ｉ、は、最適に近い効率を得るた
めの電流となるように制御される。
主制御回路１７には、この他、安全保護回路等を備えて
いる。
いる。
なお、上記演算回路１４の近似する式は、次のようにし
て決定される。
て決定される。
先ず、ある電動機出力（回転数Ｎ８、トルクＴ、）を得
るに必要な電機子電流Ｉい界磁電流ＩＦの各組合わせに
おけるモータ効率、チョッパ効率、分巻界磁損失を含め
た総合運転効率ηを算出し、ηが最大（η＝η、 ｍａ
ｘ）となる■、いＩＦ＋の組合わせを求める。これと同
様にして、例えば電機子電流■１□、・・・、Ｉ ＡＩ
Ｏまでにつき、これらを第２図のような特性曲線を得、
最大効率ηｍａｘの得られるＩＰ２、・・・、Ｉ ＦＩ
Ｏの点を得る。同様に、回転数ＮあるいはトルクＴを変
えた時のそれぞれの総合運転効率ηが最大となる電機子
電流Ｉい界磁電流■、の組合わせを求める。次に、回転
数Ｎをパラメータとして、最大運転効率ηｗａｘを得る
ＩＡ−■、の間の関数を近似式で求め、次式を得る［Ｆ
＝ｇ （ＩＡ） （Ｎ＋ ≦Ｎ≦Ｎイ）・・・
（２）上記（１１式のｆｌ・・・・・・ｒ７の関係は、
類似した簡単な形に近似でき、従って（２）式も簡単な
式、例えば次の（３）式のような形に近似することがで
きる。
るに必要な電機子電流Ｉい界磁電流ＩＦの各組合わせに
おけるモータ効率、チョッパ効率、分巻界磁損失を含め
た総合運転効率ηを算出し、ηが最大（η＝η、 ｍａ
ｘ）となる■、いＩＦ＋の組合わせを求める。これと同
様にして、例えば電機子電流■１□、・・・、Ｉ ＡＩ
Ｏまでにつき、これらを第２図のような特性曲線を得、
最大効率ηｍａｘの得られるＩＰ２、・・・、Ｉ ＦＩ
Ｏの点を得る。同様に、回転数ＮあるいはトルクＴを変
えた時のそれぞれの総合運転効率ηが最大となる電機子
電流Ｉい界磁電流■、の組合わせを求める。次に、回転
数Ｎをパラメータとして、最大運転効率ηｗａｘを得る
ＩＡ−■、の間の関数を近似式で求め、次式を得る［Ｆ
＝ｇ （ＩＡ） （Ｎ＋ ≦Ｎ≦Ｎイ）・・・
（２）上記（１１式のｆｌ・・・・・・ｒ７の関係は、
類似した簡単な形に近似でき、従って（２）式も簡単な
式、例えば次の（３）式のような形に近似することがで
きる。
ＩＰ ＝に＋ ＩＡ ＋に２ ・・・・・・（３
）〔ここでに＋、Ｋｚは定数〕 この近似式は、第３図に示した通りである。
）〔ここでに＋、Ｋｚは定数〕 この近似式は、第３図に示した通りである。
なお、得られたＩＡと■、の関係が一次直線ではな（、
第５図に示すように、勾配の相違する２つの直線からな
るような近似を行う場合には、第４図に示す回路を２種
設け、変曲点を中心にこれらの回路を切替えることによ
り、やはり演算回路を構成することができ、比較的簡単
に対応することできる。
第５図に示すように、勾配の相違する２つの直線からな
るような近似を行う場合には、第４図に示す回路を２種
設け、変曲点を中心にこれらの回路を切替えることによ
り、やはり演算回路を構成することができ、比較的簡単
に対応することできる。
（ト）発明の効果
この発明によれば、電機子電流を検出し、検出された電
機子電流が入力され、予め最大効率が得られる電機子電
流と界磁電流との関係を近似演算する演算手段を設けて
おき、電機子電流に応答して最適とほぼ同等の効率を与
える界磁電流制御信号を出力するようにし、この界磁電
流制御信号で界磁電流を電機子電流に対応する界磁電流
に決定・制御するものであるから、総合運転効率が常に
最適に近い高効率運転を、ごく簡単な演算回路手段で実
現することができる。そのため、電気自動車等の広範囲
の電動機制御を必要とする電気車や、発進・停止の繰返
し頻度の高い産業用電気車等に適用して、極めて有効な
高効率制御を安価に実現することができる。
機子電流が入力され、予め最大効率が得られる電機子電
流と界磁電流との関係を近似演算する演算手段を設けて
おき、電機子電流に応答して最適とほぼ同等の効率を与
える界磁電流制御信号を出力するようにし、この界磁電
流制御信号で界磁電流を電機子電流に対応する界磁電流
に決定・制御するものであるから、総合運転効率が常に
最適に近い高効率運転を、ごく簡単な演算回路手段で実
現することができる。そのため、電気自動車等の広範囲
の電動機制御を必要とする電気車や、発進・停止の繰返
し頻度の高い産業用電気車等に適用して、極めて有効な
高効率制御を安価に実現することができる。
第１図は、この発明が実施される電気車の電動機制御装
置を示すブロック図、第２図は、同装置における界磁電
流Ｉ、と効率の関係を示す特性図、第３図は、を根子電
流と界磁電流の最適効率を与えるための組合わせを示す
近似式を示す特性図、第４図は、第１図実施例装置に使
用される演算回路の一例を示す図、第５図は、最適効率
を得るための電機子電流ＩＡと界磁電流ＩＦの他の近似
式を示す特性図である。 １：電機子、 ７：界磁コイル、３：電機子
電流検出器、１４：演算回路、９：界磁チョッパ制御回
路、 １０・１１・１２・１３：界磁電流制御用トランジスタ
。 特許出願人 日本輸送機株式会社代理人
弁理士 中 村 茂 信第２図 第３図 第４図 第５図
置を示すブロック図、第２図は、同装置における界磁電
流Ｉ、と効率の関係を示す特性図、第３図は、を根子電
流と界磁電流の最適効率を与えるための組合わせを示す
近似式を示す特性図、第４図は、第１図実施例装置に使
用される演算回路の一例を示す図、第５図は、最適効率
を得るための電機子電流ＩＡと界磁電流ＩＦの他の近似
式を示す特性図である。 １：電機子、 ７：界磁コイル、３：電機子
電流検出器、１４：演算回路、９：界磁チョッパ制御回
路、 １０・１１・１２・１３：界磁電流制御用トランジスタ
。 特許出願人 日本輸送機株式会社代理人
弁理士 中 村 茂 信第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１）直流分巻電動機の電機子と界磁コイルに流れる電
流を独立に制御する電動機制御装置において、 前記電機子に流れる電流を検出する電流検出器と、この
電流検出器よりの電機子電流信号に応答し、予め求めら
れる種々の運転状態における最適効率を得る電機子電流
と界磁電流の関係を想定する所定の近似式を演算し、対
応する界磁電流制御信号を出力する演算手段と、この界
磁電流制御信号により界磁電流を制御する界磁電流制御
手段とを備えてなることを特徴とする電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61287080A JPS63140689A (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | 電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61287080A JPS63140689A (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | 電動機制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140689A true JPS63140689A (ja) | 1988-06-13 |
Family
ID=17712796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61287080A Pending JPS63140689A (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | 電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63140689A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0580197U (ja) * | 1992-02-27 | 1993-10-29 | ヤン タイ−ハー | 直流分散励起モータの動態特性の制御装置 |
| EP0630853A1 (de) * | 1993-05-28 | 1994-12-28 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Hydraulische Hubvorrichtung für batteriegetriebene Flurförderzeuge oder dergleichen |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641781A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-18 | Secoh Giken Inc | Direct current motor operated by selecting automatically its efficiency at near maximum value |
-
1986
- 1986-12-01 JP JP61287080A patent/JPS63140689A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641781A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-18 | Secoh Giken Inc | Direct current motor operated by selecting automatically its efficiency at near maximum value |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0580197U (ja) * | 1992-02-27 | 1993-10-29 | ヤン タイ−ハー | 直流分散励起モータの動態特性の制御装置 |
| EP0630853A1 (de) * | 1993-05-28 | 1994-12-28 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Hydraulische Hubvorrichtung für batteriegetriebene Flurförderzeuge oder dergleichen |
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