JPH011402A - Main circuit of regenerative brake type AC electric car - Google Patents
Main circuit of regenerative brake type AC electric carInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鉄道車両のうち回生ブレーキ式交流電気車の
主回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a main circuit of a regenerative brake AC electric vehicle among railway vehicles.
回生ブレーキ方式は、ブレーキ期間中は電動機を発電機
として作用させ、その発電電力を電源に回生せしめて所
要のブレーキ力を得る方式である。The regenerative braking method is a method in which the electric motor acts as a generator during the braking period, and the generated power is regenerated into the power source to obtain the required braking force.
従って、ブレーキ期間中は電機子の誘起々電力の方向を
カ行時のそれと反対方向に変えなければならない。この
ため、電動機の界磁巻線は他励方式として別電源から励
磁し、開閉器により界磁巻線の極性を変えるように構成
されるのが一般的である。Therefore, during the braking period, the direction of the induced electric power in the armature must be changed to the opposite direction to that during moving. For this reason, the field winding of the motor is generally separately excited by a separate power source, and the polarity of the field winding is changed using a switch.
このように界磁巻線が他励方式になると、電動機の電機
子が複数個並列接続されている場合、電動機の特性差や
踏面削正等による車軸径バラツキなどにより生ずる不平
衡電流を平衡させる手段が必要となってくる。In this way, when the field winding is separately excited, when multiple motor armatures are connected in parallel, it is possible to balance unbalanced currents that occur due to differences in motor characteristics or variations in axle diameter due to tread surface grinding, etc. A tool will be needed.
そこで、従来1回生ブレーキ式交流電気車の主回路トシ
テ、富士時報VoQ、56 N(131983「新幹線
交流回生ブレーキ装置用R5932形主制御整流装置」
に記載のように、2並列の電動機回路の電流不平衡を平
衡させるために、2組のサイリスタブリッジ、2個の変
圧器二次巻線及び不平衡の検出と位相制御を指令する制
御装置とを設けたものがある。Therefore, the main circuit of the conventional AC electric car with regenerative braking, Fuji Jiho VoQ, 56 N (131983 "R5932 type main control rectifier for Shinkansen AC regenerative braking device")
As described in , in order to balance the current unbalance of two parallel motor circuits, two sets of thyristor bridges, two transformer secondary windings, and a control device that commands unbalance detection and phase control are used. There are some that have.
第5図はその構成を示した回路図である。この第5図で
は8台の主電動機MMの電機子All〜A24が4台直
列接続され、これがさらにに2並列接続されている構成
を示している。FIG. 5 is a circuit diagram showing its configuration. FIG. 5 shows a configuration in which four armatures All to A24 of eight main motors MM are connected in series, and two armatures are further connected in parallel.
図において電気車に搭載された主変圧器MTの一次巻線
Pは、架線CWよりパンタグラフPTにより梨型され、
他端は車輪Wを通し軌条RLに接地されている。In the figure, the primary winding P of the main transformer MT mounted on the electric car is pear-shaped by the pantograph PT from the overhead wire CW.
The other end is grounded to the rail RL through the wheel W.
二次巻線はLl=Laに4分割されている。これは一般
に、高調波電流低減のために二次側が4〜6分割と多分
割されるためである。このように分割された二次巻線は
1巻線当り電圧eを誘起しex4巻線で定格電気車性能
が得られるように設定されている。主変圧器MTの二次
側にはさらに不平衡調整用巻線Q1〜2が設けられ、Δ
eなる電圧が誘起されるようになっている。The secondary winding is divided into four parts Ll=La. This is because the secondary side is generally divided into 4 to 6 parts to reduce harmonic current. The secondary windings divided in this manner are set so that a voltage e is induced per winding, and the rated electric vehicle performance can be obtained with the ex4 winding. Further, unbalance adjustment windings Q1-2 are provided on the secondary side of the main transformer MT, and Δ
A voltage of e is induced.
これら二次巻線の電圧・電流は主サイリスクブリッジM
Rfz−a及び不平衡調整用サイリスタブリッジMRf
Δl〜2により位相制御されると共に脈流に変換され、
主平滑リアクトルM S L 1〜2によって主電動機
MMにより要求される適切な脈流率に平滑化されて電機
子Azt〜24に供給される。The voltage and current of these secondary windings are the main syrisk bridge M
Rfz-a and unbalance adjustment thyristor bridge MRf
The phase is controlled by Δl~2 and converted into a pulsating flow,
The main smoothing reactors M S L 1 to 2 smooth the pulsating current to an appropriate rate required by the main motor MM, and supply it to the armatures Azt to 24.
一方、他励式主電動機MMの界磁巻線MFrt〜24に
電力を供給するために、主変圧器MTには界磁電源用巻
線Bを設けられている。On the other hand, the main transformer MT is provided with a field power supply winding B in order to supply power to the field winding MFrt~24 of the separately excited main motor MM.
巻線Bには、界磁電源用サイリスタブリッジARfが接
続され、ここで交流電力を直流電力に変換し、主電動機
界磁巻線MFrt〜24へ供給している。A field power supply thyristor bridge ARf is connected to the winding B, which converts AC power into DC power and supplies it to the main motor field winding MFrt~24.
界磁巻線MF1t−z4とサイリスタブリッジARf間
には、開閉器Rp、Raが設けられ、カ行時とブレーキ
時の電機子A11−■の誘起々電力の方向が力行時は矢
印Dpの方向へ、ブレーキ時は矢印Dnの方向へ転換さ
れる。Switches Rp and Ra are provided between the field winding MF1t-z4 and the thyristor bridge ARf, and the direction of the induced electric power of the armature A11-■ during power running and braking is the direction of arrow Dp during power running. , when braking, the direction is changed to the direction of arrow Dn.
ところで、この第5図では制御回路を省略しているが1
本発明に関連する制御部分のみを示しである。By the way, although the control circuit is omitted in Fig. 5, 1
Only control parts related to the present invention are shown.
すなねち、並列接続されている電機子Axx〜14とA
11〜24間に負荷電流It〜2を検出するために直流
変換器D CCT 1〜2が設けられており、その出力
側には比較器cl、Czが接続され、主幹制御器MCか
らのノツチ指令によりパターン発生器PGが発生するパ
ターンとの比較がなされるようにしている。In other words, armatures Axx~14 and A are connected in parallel.
DC converters D CCT 1 to 2 are provided between 11 to 24 to detect the load current It to 2, and comparators cl and Cz are connected to the output side of the DC converters D CCT 1 to 2 to detect the load current It to 2. A comparison is made with a pattern generated by a pattern generator PG according to a command.
この比較結果により、移動相器AP1.APzから不平
衡調整用サイリスタブリッジMRfΔl〜2のゲートに
負荷電流11〜2を平衡させるための信号がパルストラ
ンスTl−zを介して送られる。Based on this comparison result, mobile phase unit AP1. A signal for balancing the load currents 11-2 is sent from APz to the gate of the unbalance adjustment thyristor bridge MRfΔl-2 via the pulse transformer Tl-z.
この構成において、電気車力行時はサイリスタガリッジ
MRfl−aの位相制御により電機子All〜24への
印加直流電圧を変え速度制御を行う。In this configuration, when the electric vehicle is powered, speed control is performed by changing the DC voltage applied to the armatures All to 24 by phase control of the thyristor garage MRfl-a.
すなわち、第6図に示すように変圧器二次巻線L I
K接続されたサイリスタブリッジM Rf 1を制御角
=180° (OFF状態)から制御角=O。That is, as shown in FIG. 6, the transformer secondary winding L I
K-connected thyristor bridge M Rf 1 from control angle = 180° (OFF state) to control angle = O.
に位相制御し、無負荷直流電圧をKXe (V)まで上
げる。The no-load DC voltage is increased to KXe (V).
この後、M Rf 1は制御角=0″、すなわちダイオ
ード的動作となり、続いてM Rf 2を同様に位相制
御してKX2eまで上げ、以後は順々にM Rf aま
で制御して電圧を上げて速度を上げていく。After this, MRf 1 has a control angle of 0'', that is, it operates like a diode, and then MRf 2 is similarly phase controlled to raise it to KX2e, and thereafter, the voltage is increased by sequentially controlling it to MRf a. and increase the speed.
一方、並列接続された電機子A I 1〜2番とAzt
〜2番間には主電動機MMの特性差や車輪径差などによ
って負荷電流工1〜2に差が生じ、不平衡となる場合が
ある。On the other hand, armatures A I 1 and 2 and Azt connected in parallel
- 2, there may be a difference in the load currents 1 and 2 due to differences in characteristics of the main motor MM, differences in wheel diameters, etc., resulting in unbalance.
Il及びI2は直流変流器D CCT s〜2により検
出され、主幹制御器MCからのノツチ信号によりパター
ン発生器PGを介し送られたパターンと比較器C1〜2
によって比較され、移相器A P t〜2により位相制
御角信号がパルストランスTr〜2を経てMRfΔl〜
2のゲートに送られ、Al1−14及びAzt〜24に
印加される電圧がIx=IzになるようにΔe (V)
以内で制御するようになっている。Il and I2 are detected by the DC current transformer D CCT s~2 and are compared with the pattern sent through the pattern generator PG by the notch signal from the master controller MC and the comparators C1~2.
The phase shifter A P t~2 passes the phase control angle signal through the pulse transformer Tr~2 to MRfΔl~
Δe (V) so that the voltage sent to the gate of 2 and applied to Al1-14 and Azt~24 becomes Ix = Iz.
It is designed to be controlled within
一方、カ行時、界磁巻線MFxz−anでは開閉器RP
が閉じており、fIt機子誘起電圧はDp力方向なって
いる。On the other hand, in the field winding MFxz-an, switch RP
is closed, and the fIt machine induced voltage is in the Dp force direction.
次にブレーキ時においては、電源へ電力を回生するため
に界磁巻線MFzt〜2番の開閉器Rpを開とし、かつ
Ra を閉じ、電機子Alt〜24 が発電機として作
用するときの誘起々電力の方向をDBの方向に転換する
。Next, during braking, in order to regenerate electric power to the power source, field winding MFzt ~ 2 switch Rp is opened and Ra is closed, and the induction when armature Alt ~ 24 acts as a generator is The direction of power is changed to the direction of DB.
以後は主サイリスタMRfをインバータ運転し、発生電
力を電源に回生してブレーキ力を得る。Thereafter, the main thyristor MRf is operated by an inverter, and the generated power is regenerated as a power source to obtain braking force.
電機子Azt〜14 とA21〜24間の電流不平衡に
ついては、力行時と同様に検出比較並びに移相器による
不平衡調整用サイリスクブリッジMRfΔl〜2に位相
制御により電流平衡制御が実施される。Regarding current unbalance between armatures Azt~14 and A21~24, current balance control is performed by detection comparison and phase control on the unbalance adjustment sirisk bridge MRfΔl~2 using a phase shifter, as in the case of power running. .
ところが、上記のような構成で不平衡電流を平衡させる
ものでは、不平衡調整用の2 #flの変圧器と変換装
置(サイリスクブリッジ)やその制御装置を設ける必要
があるため1回生ブレーキ方式前に多用されていた発電
ブレーキ方式に比べて部品点数および半導体数が増加し
、大rljにコストアップするという問題がある。However, with the configuration described above to balance unbalanced currents, it is necessary to install a 2#fl transformer, a converter (Sirisk bridge), and its control device for unbalance adjustment, so the single regenerative braking method is not used. There is a problem in that the number of parts and semiconductors are increased compared to the previously widely used dynamic braking system, resulting in a significant increase in cost.
本発明の目的は、部品数、特に半導体の素子数を減じ、
コストダウンを図ることができる回生ブレーキ式電気車
の主回路を提供することである。The object of the present invention is to reduce the number of components, especially the number of semiconductor elements,
An object of the present invention is to provide a main circuit for a regenerative brake type electric vehicle that can reduce costs.
上記目的は、サイリスタブリッジを用いた平衡制御に代
えて中点付リアクトルの電流平衡作用を利用することに
より達成される。The above object is achieved by utilizing the current balancing effect of a reactor with a center point instead of balancing control using a thyristor bridge.
中点付リアクトルにおいては、その中点に負荷電流を流
し、両他端には2並列の変換装置の交流側を接続してや
れば2分した負荷電流が流れる。In a reactor with a midpoint, a load current is passed through the midpoint, and if the alternating current sides of two parallel converters are connected to the other ends, a divided load current will flow.
平衡している場合には誘起する磁束が等しくかつ180
°方向が異なるのでお互いに相殺する。すなわち、無誘
週状態となり、インダクタンスは零となる。一方、不平
衡電流が流れた場合は磁束が相殺されず、その不平衡電
流に応じた誘起電圧を生じ、循環電流の方向は不平衡電
流が平衡する方向と大きさで流れる。これによって、中
点付リアクトルがそれ自体で不平衡の検出及び平衡作用
を果し、その結果として2並列間の不平衡は解消される
。In the case of equilibrium, the induced magnetic flux is equal and 180
Since the directions are different, they cancel each other out. In other words, it becomes an uninduced state and the inductance becomes zero. On the other hand, when an unbalanced current flows, the magnetic fluxes are not canceled out, and an induced voltage corresponding to the unbalanced current is generated, and the direction of the circulating current flows in the direction and magnitude in which the unbalanced current is balanced. As a result, the reactor with a center point performs the unbalance detection and balancing function by itself, and as a result, the unbalance between the two parallels is eliminated.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図であり、主変圧
器MTの一次側及び界嘩電源側は従来例と全く同一構成
であり、また二次側は従来例と同様に4分割とされ、そ
れぞれの差称L 、 /〜4′に生電圧=4e’=4e
+Δeが得られるように構成されている。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, in which the primary side and field power supply side of the main transformer MT have exactly the same configuration as the conventional example, and the secondary side has the same configuration as the conventional example. The raw voltage = 4e' = 4e for each differential L, /~4'
It is configured so that +Δe can be obtained.
一方、主サイリスタブリッジMRfz’〜3は1巻線に
つき1ユニツトずつ接続され、最終段の巻称L12では
MRfz’〜3の電流容の−となるサイリスタブリッジ
MRf ’ 4t、 MRf ’ 42が2ユニツト設
けられ、L1番巻線の反サイリスタ(Illに中点付リ
アクトルLBの中点が接続されている。On the other hand, the main thyristor bridges MRfz'~3 are connected with one unit per winding, and in the final stage winding number L12, the thyristor bridges MRf'4t and MRf'42, which have a negative current capacity of MRfz'~3, have two units. The center point of the reactor LB with a center point is connected to the antithyristor (Ill) of the L1 winding.
これにより下記のような並列構成となる。This results in a parallel configuration as shown below.
BLの上半分→MRf’4t→M S L 1→Att
〜14/
L+4巻線
\
BLの下半分→MRf’az→MSL2→Azt〜24
次に本発明の動作を第2図〜第4図を参照して説明する
。Upper half of BL → MRf'4t → M S L 1 → Att
~14/ L+4 winding\ Lower half of BL → MRf'az → MSL2 → Azt ~24
Next, the operation of the present invention will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.
カ行時、ブレーキ時とも従来例と同様に第2図に示すよ
うにM Rf ’ 1から順々に位相制御を行い、速度
及びブレーキ制御が行なわれるが、本発明の構成におい
ては、負荷電流工は第3図に示すように中点付リアクト
ルBLの中点Cを通してA、 B側に2分され、11〜
2として流れる。As shown in FIG. 2, phase control is sequentially performed from M Rf' 1 and speed and brake control are performed in the same manner as in the conventional example during both driving and braking. However, in the configuration of the present invention, the load current As shown in Fig. 3, the reactor BL is divided into two sides, A and B, through the center point C of the reactor BL with a center point.
It flows as 2.
もし、A側に流れる電流工がB側に流れる電流I!より
大きいと仮定すると(If>I2)、その差電流(工1
〜I2)による磁束Φによって第4図のベクトル図に示
すような起電力Eが生じ、これが第3図に破線で示して
いる循環電流Isを生じさせる。If the electric current flows on the A side, the current I flows on the B side! (If > I2), the difference current (I
The magnetic flux Φ due to ~I2) generates an electromotive force E as shown in the vector diagram of FIG. 4, which generates a circulating current Is shown by a broken line in FIG.
Isは第4図に示すようにItを減じ、I2を増す方向
に、すなわち11=Izとなるように流れる。As shown in FIG. 4, Is flows in the direction of decreasing It and increasing I2, that is, 11=Iz.
したがって、第1図の構成の主回路においてシステムと
しての作用をみると、今もし電機子2並列間(Alt〜
14 とA21〜24)に流れる電流工1〜2が不平衡
となり、11f−IQとなったとすると、前記のような
中点付リアクトルBLの作用により11=I2どなるよ
うにwi環電流Isが流れ、2並列間の電流は11=I
zと平衡するようになる。Therefore, if we look at the system action in the main circuit with the configuration shown in Figure 1, we can see that if there is
14 and A21-24) become unbalanced and become 11f-IQ, the wi ring current Is flows as 11=I2 due to the action of the reactor BL with a midpoint as described above. , the current between the two parallels is 11=I
It comes to be in equilibrium with z.
すなわち、この実施例によれば従来例における不平衡調
整のためのQ1〜z 、 MRfΔl〜2゜DCCTs
−z + Ch−2,API−2、Tl−2を省略し、
中点付リアクトルBLに置換えることが可能となる。That is, according to this embodiment, Q1~z, MRfΔl~2°DCCTs for unbalance adjustment in the conventional example
-z + Ch-2, API-2, Tl-2 omitted,
It becomes possible to replace it with a reactor BL with a midpoint.
以上のように本発明によれば、変圧器の不平衡調整用巻
線と不平衡調整用サイリスタブリッジ。As described above, according to the present invention, there is provided an unbalance adjustment winding of a transformer and an unbalance adjustment thyristor bridge.
不平衡電流の検出装置、不平衡調整用サイリスタのゲー
ト制御装置が不要となり、部品点数が大+l】に減少し
、大巾なコストダウンを図れるほか、信頼性も向上させ
ることができる効果が得られる。It eliminates the need for an unbalanced current detection device and a gate control device for the unbalanced adjustment thyristor, reducing the number of parts by a large number of parts, resulting in significant cost reductions and improved reliability. It will be done.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図の実施例における各巻線及びサイリスクブリッジの制
御と出力電圧の関係を説明するための説明図、第3図お
よび第4図は本発明において使用する中点付リアクトル
の作業を説明するための説明図、第5図は従来の主回路
橘成を示す回路図、第6図は従来の主回路における各巻
線及びサイリスタブリッジの制御と出力電圧の関係を説
明するための説明図である。
MT・・・主変圧器、M Rf 1〜a、MRft〜4
′・・・主サイリスタ、BL・・・中点付リアクトル、
L1〜4゜Ll”4’・・・変圧器二次巻線、I、I
へ〜B・・・負荷電流、IS・・・循環電流、ト・・変
圧器の不平衡調整巻線、MRfΔ・・・不平衡調整用サ
イリスタブリッジ。
MM・・・主電動機、A11〜24・・・主電動機の電
機子、MFrt〜24・・・主電動機の界磁巻線。Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
An explanatory diagram for explaining the relationship between the control of each winding and the silis bridge and the output voltage in the embodiment shown in the figure, and Figures 3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the reactor with a center point used in the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional main circuit, and FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between control of each winding and thyristor bridge and output voltage in the conventional main circuit. MT...Main transformer, MRf 1~a, MRft~4
'...Main thyristor, BL...Reactor with center point,
L1~4゜Ll"4'...Transformer secondary winding, I, I
B... Load current, IS... Circulating current, G... Unbalance adjustment winding of transformer, MRfΔ... Thyristor bridge for unbalance adjustment. MM... Main motor, A11-24... Armature of the main motor, MFrt~24... Field winding of the main motor.
Claims (1)
2組の変換装置を介し駆動される回生ブレーキ式交流電
気車において、前記変圧器と変換装置との間に中点付リ
アクトルを配設し、その中点を前記変圧器の二次巻線の
片端に接続し、他の両端子を2組の変換装置の交流側に
それぞれ接続し、電動機回路2並列間に生ずる不平衡電
流を平衡させるように構成したことを特徴とする回生ブ
レーキ式交流電気車の主回路。1. In a regenerative brake type AC electric vehicle in which two plurality of separately excited electric motors are connected in parallel and are driven via a transformer and two sets of converters, a reactor with a center point is disposed between the transformer and the converter. The middle point of the transformer is connected to one end of the secondary winding of the transformer, and the other terminals are connected to the alternating current sides of the two sets of converters, and the unbalanced current generated between the two parallel motor circuits is A main circuit of a regenerative brake type AC electric vehicle characterized by being configured to achieve balance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-156258A JPH011402A (en) | 1987-06-23 | Main circuit of regenerative brake type AC electric car |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-156258A JPH011402A (en) | 1987-06-23 | Main circuit of regenerative brake type AC electric car |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS641402A JPS641402A (en) | 1989-01-05 |
| JPH011402A true JPH011402A (en) | 1989-01-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090707A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Kaneka Corporation | Catheter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090707A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Kaneka Corporation | Catheter |
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